無核君遷子果實(shí)發(fā)育過程中品質(zhì)變化規(guī)律研究

曹 坤，韓衛(wèi)娟，傅建敏，索玉靜，孫 鵬，刁松鋒，李華威

(1.國家林業(yè)和草原局 泡桐研究開發(fā)中心，經(jīng)濟(jì)林種質(zhì)創(chuàng)新與利用國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450003；2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

君遷子(Diospyroslotus)果實(shí)又名黑棗、軟棗，為柿科柿屬植物，落葉喬木，主要分為有核和無核2大類[1]，我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)將君遷子果肉應(yīng)用于退熱和促進(jìn)內(nèi)分泌，對(duì)補(bǔ)腎和養(yǎng)胃有明顯功效，具有“營養(yǎng)倉庫”的美譽(yù)[2]。無核君遷子果實(shí)無子或少子，可食率高，硬熟期果皮呈淺黃色，軟熟期果皮呈黃褐色，后呈黑色，主要分布于河南、河北、山東、陜西、山西等中西部地區(qū)，具有肉厚味甜，風(fēng)味獨(dú)特，質(zhì)地細(xì)嫩，果汁少，口感好，耐貯運(yùn)，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)良特性[3]。果實(shí)成熟期9月底至11月初，既能鮮食，又可加工，且兼有營養(yǎng)與藥用價(jià)值，其鮮果富含維生素C、維生素A、碘、果膠、膳食纖維等，營養(yǎng)豐富[4-5]?！侗静菔斑z》記載：黑棗“止渴，去煩熱，令人潤澤”[6]，果實(shí)入藥，可補(bǔ)健脾胃、清熱潤肺、生津止渴、去痰鎮(zhèn)咳、降低血壓、增加心臟冠狀動(dòng)脈的血流量等；在養(yǎng)生保健上為“五黑固腎粥”主要配方之一[6-7]。因此，無核君遷子為藥食同源果品，開發(fā)價(jià)值高，市場(chǎng)潛力巨大。

無核君遷子果實(shí)因其獨(dú)特的風(fēng)味和食療保健價(jià)值而深受消費(fèi)者喜愛，但隨著人們生活水平的提高，粗加工產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的生活需求，只有深度開發(fā)精細(xì)產(chǎn)品才能不斷適應(yīng)市場(chǎng)需求，不斷擴(kuò)大其附加值進(jìn)而增加農(nóng)戶收益[8]。果實(shí)品質(zhì)是生產(chǎn)中最重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，主要由外觀及內(nèi)在品質(zhì)2個(gè)方面決定[9]，要做好無核君遷子的深入開發(fā)，首先需要對(duì)其果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。但目前關(guān)于無核君遷子的研究主要集中在栽培技術(shù)、粗加工技術(shù)等方面[10-12]，果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)研究尚未見系統(tǒng)的文獻(xiàn)報(bào)道。

‘無核1號(hào)’君遷子為中國林業(yè)科學(xué)研究院經(jīng)濟(jì)林研究開發(fā)中心選育出的河南省審良種，具有“無核”特性，果實(shí)可食率高且食用方便，營養(yǎng)豐富。本研究以‘無核1號(hào)’君遷子果實(shí)為試驗(yàn)材料，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生長發(fā)育過程中果實(shí)的外觀與內(nèi)在品質(zhì)變化，分析其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律相互間的關(guān)聯(lián)，以期為無核君遷子果實(shí)的深入開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以中國林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)林研究開發(fā)中心選育出的有核君遷子變異類型‘無核1號(hào)’(Diospyroslotus‘Wu He 1’，豫S-SV-DL-016-2011)君遷子果實(shí)為參試材料，有核君遷子果實(shí)為對(duì)照材料，選擇樹勢(shì)健壯、無病蟲害的無性系單株從東南西北4個(gè)方向進(jìn)行果實(shí)的采集。在花后4周，即2018年6月6日，至果實(shí)完熟期2018年11月3日期間，每隔7 d于河南省新鄉(xiāng)市原陽縣原武鎮(zhèn)靳屋村(中國林業(yè)科學(xué)研究院經(jīng)濟(jì)林研究開發(fā)中心原陽試驗(yàn)基地，34°55′30″-34°56′45″ N,113°46′24″-113°47′59″ E)采集果實(shí)樣品，樣品采集后低溫冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 外觀品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 每個(gè)樣品選取50個(gè)果實(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)的縱橫徑，精確度0.01 mm；用電子秤稱量果實(shí)的單果質(zhì)量，精確度0.01 g。每個(gè)品種選取10個(gè)果實(shí)采用日本柯尼卡美能達(dá)CR-400型色差儀測(cè)定果實(shí)的明亮度L*值、色相a*值和b*值。

1.2.2 內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定 可溶性糖含量采用蒽酮比色法[13]，可滴定酸含量采用酸堿滴定法[13]，根據(jù)可溶性總糖和可滴定酸含量計(jì)算糖酸比。

多酚含量的測(cè)定采用Folin-Ciocalteu法[14]，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，765 nm處測(cè)定其吸光度，樣品中總酚含量以沒食子酸計(jì)，mg·g-1。

總黃酮含量的測(cè)定采用AlCl3-(HAc-NaAc)顯色法[15]，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，400 nm處測(cè)定其吸光度，樣品中的總黃酮含量以蘆丁的含量表示，mg·g-1。

可溶性單寧和不溶性單寧測(cè)定采用Folin-Ciocalteu法，參考Oshida[16]的方法，以單寧酸為標(biāo)準(zhǔn)品，725 nm處測(cè)定其吸光度，mg·g-1，總單寧含量為可溶性單寧含量和不溶性單寧含量之和。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差等指標(biāo)；利用SPSS 23.0進(jìn)行方差分析、Duncan多重比較(P<0.05水平)、Pearson相關(guān)性分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)外觀品質(zhì)的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化

圖1a、圖1b、圖1c所示，2種資源果實(shí)生長發(fā)育規(guī)律基本一致，6月中旬前果實(shí)處于坐果初期，生長發(fā)育迅速，但果實(shí)較小，鮮重、橫徑和縱徑數(shù)值均較低，二者差異較??；6月中旬以后，果實(shí)進(jìn)入生長平穩(wěn)期，果實(shí)不斷長大，7月下旬至8月下旬再次進(jìn)入快速發(fā)育期，差異隨著生長發(fā)育的進(jìn)行逐漸增大。無核君遷子果實(shí)成熟后(11月3日)橫徑和縱徑分別為(21.58±0.67)mm、(26.89±0.51)mm，果形指數(shù)為1.38，呈橢圓形。

圖1 無核君遷子和有核君遷子外觀品質(zhì)的生長發(fā)育變化規(guī)律Fig.1 Regularities of the growth and development of external fruit quality of seedless and seeded dateplum

不同時(shí)期果實(shí)色澤變化如圖1d、圖1e、圖1f所示。L*值表示果實(shí)明暗度，L*=0代表全黑，L*=100代表全白，果實(shí)色澤越亮L*值越大，反之越暗[17]，隨著果實(shí)的生長發(fā)育，無核君遷子和有核君遷子果實(shí)L*值逐漸增加，9月中旬L*值均到達(dá)峰值，分別為57.71和60.85，之后隨著果實(shí)逐漸成熟，果實(shí)L*值不斷下降，無核君遷子L*值在成熟后降到最低28.03，無核君遷子遠(yuǎn)小于有核君遷子44.74，說明無核君遷子果實(shí)成熟后果皮亮度下降明顯，顏色加深，更偏向黑色；a*值代表著紅綠顏色，a*正值越大代表越接近紅色，a*=0時(shí)為灰色，a*負(fù)值時(shí)絕對(duì)值越大代表越接近綠色[17]，無核君遷子和有核君遷子的a*值在生長發(fā)育初期為負(fù)值，隨著生長發(fā)育逐漸增大，9月初顏色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎担麑?shí)顏色逐漸由綠色轉(zhuǎn)向偏紅色，果實(shí)完全成熟后a*值迅速下降，無核君遷子下降到2.82；b*值代表由黃到藍(lán)的變化，當(dāng)b*值為正時(shí)，果實(shí)偏黃，b*值為負(fù)時(shí)果實(shí)偏藍(lán)[17]，無核君遷子與有核君遷子b*值均為正值，變化趨勢(shì)相似，呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，無核君遷子的峰值出現(xiàn)在9月下旬，為58.80，達(dá)到峰值后不斷下降，果實(shí)成熟后b值下降至6.87，顏色更深。

2.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化

2.2.1 果實(shí)單寧含量的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 圖2a可知，無核君遷子與有核君遷子在果實(shí)發(fā)育期間，可溶性單寧含量保持較高的水平，呈較緩慢的下降趨勢(shì)；從9月中下旬開始，可溶性單寧含量迅速下降，果實(shí)成熟后，無核君遷子可溶性單寧降到可食用閾值0.2%(0.16%)以下，而有核君遷子仍略高于閾值(0.32%)。果實(shí)不溶性單寧含量變化規(guī)律如2b所示，無核君遷子不溶性單寧含量在生長發(fā)育初期含量較低，隨著果實(shí)逐漸成熟而不斷累積，從6月期初的(8.39±0.52)mg·g-1上升至(57.00±0.45)mg·g-1(11月3日)。

2.2.2 果實(shí)糖、酸含量的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 圖2c所示，果實(shí)可溶性糖含量在10%～37%波動(dòng)，無核君遷子果實(shí)成長發(fā)育初期(6月)可溶性糖含量持續(xù)累積，到8月中下旬果實(shí)可溶性糖含量積累到最大值36.32±0.36%，然后隨著果實(shí)的成熟可溶性糖含量持續(xù)下降，11月初降至15.98±0.33%；有核君遷子果實(shí)在生長發(fā)育初期可溶性糖含量顯著高于無核君遷子，9月中旬達(dá)到最大值29.63±0.31%，隨后逐漸下降，到11月初果實(shí)中糖含量下降到最低值為14.69±0.18%。

圖2 無核君遷子和有核君遷子內(nèi)在品質(zhì)生長發(fā)育的變化規(guī)律Fig.2 Regularities of the law of growth and development of internal fruit quality of seedless and seeded dateplum

圖2d所示，無核君遷子可滴定酸含量在生長發(fā)育初期快速累積，7月中旬達(dá)到最大值0.57%，隨后其含量降低，成熟后降至最低；有核君遷子可滴定酸含量明顯低于無核君遷子，但果實(shí)成熟后可滴定酸含量不降反升，無核君遷子果實(shí)完熟后可滴定酸含量為0.11%，僅為有核君遷子果實(shí)的1/3(0.31%)。

果實(shí)的糖酸比由可溶性糖和可滴定算含量計(jì)算得出，在果實(shí)生長發(fā)育期(6月到10月初)，無核君遷子果實(shí)糖酸比低于有核君遷子，8月底9月初兩者先后到達(dá)最高值，無核君遷子為152.17，有核君遷子為163.67，隨后2種果實(shí)糖酸比都逐漸下降，但相對(duì)于有核君遷子果實(shí)，無核君遷子仍保持較高的糖酸比，果實(shí)完熟后無核君遷子的糖酸比高達(dá)136.36，約是有核君遷子果實(shí)的2.9倍。

2.2.3 果實(shí)總酚含量的生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 圖2e所示，無核君遷子和有核君遷子果實(shí)生長發(fā)育初期總酚含量較高，且含量不斷升高，酚類物質(zhì)快速積累。無核君遷子在8月30日總酚含量達(dá)到最大值，為(75.86±0.80)mg·g-1，隨后逐漸下降，在果實(shí)成熟變色后，其總酚含量下降至(1.76±0.44)mg·g-1；有核君遷子果實(shí)生長發(fā)育初期酚類物質(zhì)的累積速度稍慢于無核君遷子，9月上旬達(dá)到最大值(60.70±0.81)mg·g-1，果實(shí)完全成熟后其含量降到(11.77±0.94)mg·g-1。

2.2.4 果實(shí)黃酮含量生長發(fā)育動(dòng)態(tài)變化 圖2f所示，無核君遷子在生長發(fā)育初期果實(shí)黃酮含量較高，果實(shí)成熟后含量快速下降，在此階段累積的黃酮含量最高為(17.48±0.33)mg·g-1，最低值為(6.27±0.53)mg·g-1(11月3日)；有核君遷子黃酮年變化規(guī)律與無核君遷子基本一致，最高為(23.21±0.77)mg·g-1，最低僅為(2.63±0.82)mg·g-1。

2.3 無核君遷子和有核君遷子各表型與成分在生長發(fā)育期的相關(guān)性分析

表1結(jié)果表明，鮮果重、橫徑、縱徑均與a*值、不溶性單寧、糖酸比呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與黃酮、可滴定酸呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明隨著果實(shí)的生長發(fā)育，果實(shí)顏色不斷加深，越來越偏向紅色，糖含量也不斷積累，酸含量逐漸降低，進(jìn)而導(dǎo)致糖酸比也逐漸下降；此外，L*值與可溶性單寧、可溶性糖呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，b*值與可溶性糖、糖酸比呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，a*值與黃酮、總酚含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明無核君遷子的果實(shí)色澤與酚類物質(zhì)、糖酸含量密切相關(guān)。不溶性單寧與可溶性單寧呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與鮮果重、橫徑、縱徑呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，說明無核君遷子果實(shí)的成熟過程可能與可溶性單寧向不溶性單寧的轉(zhuǎn)化有關(guān)。

表1 無核君遷子果實(shí)品質(zhì)Person相關(guān)性分析Table 1 Person correlation coefficients analysis of seedless dateplum

由表2可知，單果重與橫縱徑呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明果實(shí)橫縱徑越大，果實(shí)重量越大；果實(shí)色澤與單果重、橫縱徑之間呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明果實(shí)越大越重，其果實(shí)色澤越亮，呈現(xiàn)紅黃色。a*值與不溶性單寧和黃酮呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，b*值與黃酮，可溶性糖，糖酸比呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，L*值、b*值與不溶性單寧呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明有核君遷子的果實(shí)色澤與黃酮、不溶性單寧、可溶性糖以及糖酸比密切相關(guān)。

2.4 果實(shí)主成分分析

對(duì)無核君遷子和有核君遷子果實(shí)12個(gè)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后分別進(jìn)行主成分分析，均選取了2個(gè)主成分，2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率分別為80.56%和72.76%，能反映出2種果實(shí)大部分信息。無核君遷子2個(gè)主成分貢獻(xiàn)率分別為51.27%和29.30%，無旋轉(zhuǎn)后的矩陣顯示，主成分1主要代表果實(shí)的鮮果重、橫徑、縱徑，a*值、不溶性單寧、黃酮和可滴定酸；主成分2主要是果實(shí)色度L*、b*值和可溶性單寧、總酚、可溶性糖含量。有核君遷子2個(gè)主成分貢獻(xiàn)率分別為48.53%和24.22，主成分1主要是鮮果重、橫縱徑、L*、a*、b*值、不溶性單寧，主成分2主要是可溶性單寧、黃酮、總酚、可溶性糖、可滴定酸(表3)。

3 結(jié)論與討論

消費(fèi)者們的消費(fèi)觀念隨著生活水平提高發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，在注重外觀品質(zhì)的同時(shí)，果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)也受到了高度的重視，因此，綜合研究果品的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，對(duì)果農(nóng)種植品種選擇和果品市場(chǎng)選擇具有重要的指導(dǎo)意義。本研究通過橫徑、縱徑、鮮果重、L*值、a*值、b*值等6外觀品質(zhì)指標(biāo)和可溶性單寧、不溶性單寧、總酚、黃酮、可溶性糖、可滴定酸及糖酸比等7個(gè)內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)對(duì)無核君遷子果實(shí)品質(zhì)開展了深入系統(tǒng)的研究，無核君遷子無核或少核，成熟后可溶性單寧含量將至閾值以下，整個(gè)果實(shí)均可食用，而有核君遷子在果實(shí)成熟后由于種子較多且堅(jiān)硬，可食用部位極少，基本無食用價(jià)值；此外，與有核君遷子相比，無核君遷子果實(shí)的糖和黃酮含量較高，可溶性單寧和酸含量較低，果實(shí)風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)更佳。

表2 有核君遷子果實(shí)品質(zhì)Person相關(guān)性分析Table 2 Person correlation analysis of seeded dateplum

表3 2個(gè)主成分的特征向量、特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 3 The eigenvector,eigenvalue,account and total account of 2 principal components

無核君遷子的第1主成分主要為可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、總酚、可溶性單寧、黃酮等，說明內(nèi)在品質(zhì)對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響較大，第2主成分為L*值、b*值、a*值等主要反映為果皮色澤；有核君遷子果實(shí)第1主成分為果皮色澤和外觀，說明果皮色澤、果重和橫縱徑對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響較大。此外，無核君遷子果實(shí)生長發(fā)育過程中可溶性單寧和不溶性單寧存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明果實(shí)脫澀過程可能并發(fā)生了可溶性單寧轉(zhuǎn)化為不溶性單寧的過程；有核君遷子中2種單寧沒有明顯的相關(guān)性。無核君遷子果實(shí)成熟后總酚含量顯著低于有核君遷子，而單寧和黃酮的含量均高于有核君遷子，造成這一現(xiàn)象的原因還需進(jìn)一步研究。

果實(shí)的糖酸對(duì)果實(shí)的味感即風(fēng)味起主要作用，果實(shí)口感的甜味和酸味是由糖酸含量及其比例關(guān)系來決定的[18]。無核君遷子具有較高的可溶性糖含量，最高可達(dá)36.32±0.36%，而可滴定酸含量較低，最高僅為0.57%，果實(shí)成熟后糖酸比高達(dá)136.36，前人研究表明蘋果糖酸比變化范圍為7.5～56.36[19]，不同棗品種的糖酸比變化范圍為46.46～210.42[20-21]，無核君遷子果實(shí)的糖酸比是蘋果的2.42～18.19倍、棗的0.65～2.94倍，說明無核君遷子果實(shí)整體風(fēng)味偏甜。我國傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論認(rèn)為黑棗味甘性平，入脾胃經(jīng)，具有補(bǔ)益脾胃、滋養(yǎng)陰血的作用，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究也表明黑棗具有抗菌、抗膽結(jié)石、抗艾滋病、抗腫瘤等醫(yī)療保健作用[12]。此外，目前消費(fèi)者更加青睞具有深色果皮的果實(shí)，因此，無核君遷子果實(shí)可作為喜好甜食消費(fèi)者的理想休閑食品。

無核君遷子作為柿屬植物的重要組成部分，對(duì)其果實(shí)品質(zhì)的研究尚未見有文獻(xiàn)報(bào)道，本研究對(duì)無核君遷子果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，為果實(shí)資源的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定了理論基礎(chǔ)。無核君遷子與柿樹嫁接成活率高，是我國北方的主要砧木樹種，目前對(duì)君遷子的研究主要集中在嫁接適宜性及成活率方面，而忽略了其作為果樹的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，因此若能加強(qiáng)無核君遷子資源收集和新品種培育工作，在此基礎(chǔ)上篩選出果實(shí)品質(zhì)優(yōu)異的種質(zhì)資源，將能更好的促進(jìn)柿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。