4個(gè)甜櫻桃品種品質(zhì)指標(biāo)和酚類物質(zhì)比較

裴令棟，王震，彭勇*，趙登超，張序

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014；3.煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 煙臺(tái) 265500）

甜櫻桃因其果實(shí)色澤鮮艷、味道甜美、營(yíng)養(yǎng)豐富等特點(diǎn)深受人們喜愛(ài)，并且甜櫻桃果實(shí)含有大量酚類、黃酮類、花色苷等生物活性成分，對(duì)人體健康非常有益[1-2]。近年來(lái)，甜櫻桃的種植面積和消費(fèi)量逐漸增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)甜櫻桃的種植面積已達(dá)20萬(wàn)公頃，年產(chǎn)量超過(guò)70萬(wàn)噸[3]，甜櫻桃已成為農(nóng)民增收致富的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源之一，研究其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，市面上甜櫻桃品種繁多，不同品種間的品質(zhì)差異較大，相關(guān)研究表明可溶性固形物含量越高，甜櫻桃果實(shí)品質(zhì)和感官風(fēng)味越好[4]。對(duì)甜櫻桃果實(shí)品質(zhì)性狀的遺傳多樣性分析發(fā)現(xiàn)，不同品種間甜櫻桃總糖、VC、單果重的變異系數(shù)較大，而總酸和花色苷的變異系數(shù)較小[5]。此外，果實(shí)采收時(shí)間、成熟度、栽培技術(shù)、貯藏條件等均會(huì)明顯影響果實(shí)的固形物含量及其相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)[2]，尤其是大棚甜櫻桃，由于氣候條件的限制，可溶性固形物積累量少，其含量通常低于露天栽培的甜櫻桃，但是目前對(duì)大棚甜櫻桃品種品質(zhì)差異的研究較少。

酚類物質(zhì)是甜櫻桃果實(shí)中重要的生物活性物質(zhì)，有抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤等多種生理作用。研究發(fā)現(xiàn)甜櫻桃中的總酚含量與其抗氧化能力呈正相關(guān)，含有的多酚類化合物主要是黃酮類和酚酸類物質(zhì)，包括兒茶素、表兒茶素、花青素、肉桂酸、黃烷-3-醇等[6]。高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)由于果實(shí)和提取條件的差異，果實(shí)中兒茶素、咖啡酸、蘆丁、對(duì)香豆酸等酚類物質(zhì)的含量在0.37 mg/kg～240.62 mg/kg之間[7-8]。近年來(lái)，對(duì)于甜櫻桃多酚的功能活性研究，為人們開發(fā)健康的加工食品提供了新思路，成為甜櫻桃產(chǎn)業(yè)新的發(fā)展方向。

本研究以美早、先鋒、雷尼、拉賓斯4個(gè)品種的大棚甜櫻桃為研究對(duì)象，比較其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、貯藏特性和酚類成分的差異，并利用皮爾森相關(guān)性深入分析各指標(biāo)之間的相關(guān)性，以期為甜櫻桃的品質(zhì)分析和加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

美早、先鋒、雷尼、拉賓斯甜櫻桃：采自濰坊市臨朐縣山旺鎮(zhèn)，新鮮完整、無(wú)機(jī)械傷、無(wú)病蟲害、大小和色澤一致，采后12 h內(nèi)運(yùn)入山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院實(shí)驗(yàn)冷庫(kù)，在4℃條件下貯藏備用。

無(wú)水乙醇、甲醇、色譜甲醇、甲酸、色譜乙腈、氫氧化鈉、酚酞、福林酚、碳酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁：天津凱通化學(xué)試劑有限公司；原兒茶酸、表兒茶素、綠原酸、兒茶素、咖啡酸、對(duì)香豆酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸、根皮苷（純度均＞98%）：上海源葉生物科技有限公司。除注明外所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-I型果實(shí)硬度計(jì)：北京順科達(dá)科技有限公司；CR-400色差計(jì)：柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；PAL-1數(shù)顯折光儀：日本ATAGO公司；PBI氣體分析儀：英肖儀器儀表（上海）有限公司；UV-5100B紫外分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司；LC-20AT高效液相色譜儀：日本島津公司；TP300果心溫度計(jì)：北京中科三研科技有限責(zé)任公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；OSB-2200油浴鍋、N-1300旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海愛(ài)朗儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果皮和果肉顏色測(cè)定

使用色差計(jì)對(duì)甜櫻桃果皮和果肉顏色進(jìn)行測(cè)定，記錄L*值、a*值、b*值，每個(gè)品種重復(fù)測(cè)定10個(gè)果實(shí)，取平均值。

1.3.2 果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、總酸含量的測(cè)定

利用硬度計(jì)測(cè)定整果硬度（帶果皮）和果肉硬度，測(cè)定部位為甜櫻桃果實(shí)赤道部位，每個(gè)品種重復(fù)測(cè)定10個(gè)果實(shí)，取平均值。利用折光儀測(cè)定甜櫻桃的可溶性固形物含量，果實(shí)漿液用紗布過(guò)濾后直接測(cè)定，每個(gè)品種測(cè)定5次，取平均值。采用酸堿滴定法[9]測(cè)定總酸的含量，取甜櫻桃果肉樣品10 g，研磨后用去離子水轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，搖勻、定容，準(zhǔn)確吸取濾液20 mL，用0.10 mol/L NaOH溶液滴定至微紅色，記錄消耗的NaOH體積，重復(fù)測(cè)定3次。總酸含量按以下公式計(jì)算。

式中：c為NaOH溶液的濃度，0.1 mol/L；V為滴定消耗NaOH溶液的體積，mL；K為換算系數(shù)，以蘋果酸計(jì)，K=0.067；V0為樣品稀釋液總體積，100 mL；m為樣品質(zhì)量，10 g；V1為滴定時(shí)吸取樣品溶液的體積，20 mL。

固酸比以可溶性固形物含量與總酸含量的比值表示。

1.3.3 果實(shí)呼吸強(qiáng)度、冰點(diǎn)的測(cè)定

果實(shí)呼吸強(qiáng)度測(cè)定：將500 g甜櫻桃樣品放入盒中密封，在25℃條件下放置5 h。使用PBI氣體分析儀測(cè)定盒中CO2濃度，呼吸強(qiáng)度結(jié)果以單位時(shí)間、單位質(zhì)量的果實(shí)產(chǎn)生的CO2的量表示[μL/（g·h）]，每個(gè)甜櫻桃品種重復(fù)測(cè)定3次。冰點(diǎn)測(cè)定是將果心溫度計(jì)插入果實(shí)，放置在含有低溫蓄冷劑的泡沫盒中進(jìn)行降溫處理，每隔10 s記錄1次溫度，當(dāng)溫度達(dá)到-5℃時(shí)停止記錄，以變化緩慢的時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度為冰點(diǎn)，每個(gè)品種重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

1.3.4 果皮和果肉總酚和類黃酮的測(cè)定

總酚和類黃酮含量測(cè)定參照孟文博[10]的方法。稱取0.2 g果皮和果肉樣品，用80%甲醇浸提1 h，在10 000 r/min條件下離心20 min，獲得上清液。吸取0.2 mL上清液、0.5 mL福林酚試劑、0.5 mL 10%NaCO3溶液，水浴反應(yīng)1 h，在765 nm條件下比色，以沒(méi)食子酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=109.030 0x+0.007 1，R2=0.999 1）計(jì)算總酚含量。此外，吸取0.4 mL上清液、0.3 mL 5%NaNO2、0.3 mL 10%Al（NO3）3、4 mL 1 mol/L NaOH，在510 nm條件下比色，以蘆丁作標(biāo)準(zhǔn)曲線（y=12.161 0x-0.001 5，R2=0.994 2）計(jì)算總黃酮含量，每個(gè)樣品3次重復(fù)，取平均值。

1.3.5 果皮和果肉單一酚類成分的測(cè)定

利用高效液相色譜法測(cè)定甜櫻桃果皮和果肉單一酚類成分[11]。取3g樣品，用30mL無(wú)水乙醇提取20min，在10 000 r/min條件下離心20 min后取20 mL上清液旋蒸，并用4 mL色譜甲醇溶解后過(guò)0.45 μm有機(jī)濾膜備用。高效液相色譜儀選用島津LC-20AT色譜系統(tǒng)，配Shim-pack GIST C18反向色譜柱（5 μm，4.6 mm×150 mm），流動(dòng)相A為2%甲酸水溶液，B為色譜乙腈。洗脫程序：0～30 min，5%～25%B；30 min～45 min，25%～40%B；45 min～50 min，40%B；50 min～51 min，40%～5%B；51 min～60 min，5%B；流速為 0.8 mL/min，進(jìn)樣量為20 μL，檢測(cè)波長(zhǎng)為280 nm。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定量分析，每個(gè)樣品3次重復(fù)。

1.3.6 皮爾森相關(guān)性分析

利用Origin軟件進(jìn)行相關(guān)性分析，具體步驟：打開Origin軟件，新建表格，將所測(cè)得指標(biāo)數(shù)據(jù)按照順序輸入表格，選擇Origin軟件中的Correlation Plot APP進(jìn)行分析，得到相關(guān)性指標(biāo)圖。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用SPSS 22進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Duncan’s法進(jìn)行均值間比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜櫻桃果皮和果肉顏色比較

表1為不同品種甜櫻桃果皮和果肉顏色的測(cè)定結(jié)果。

表1 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的顏色Table 1 The color of peel and pulp in different sweet cherry varieties

由表1可知，從果皮顏色來(lái)看，4種甜櫻桃品種中雷尼L*值和b*值最大、a*值最小，拉賓斯甜櫻桃的L*值和b*值顯著（P＜0.05）高于美早和先鋒甜櫻桃，美早和先鋒甜櫻桃果皮的L*值、a*值和b*值差異顯著（P＞0.05）。從果肉顏色來(lái)看，L*值越大，表明果實(shí)表面亮度越高；a*值越高，顏色越偏紅；而b*值越高，顏色越偏黃[12]。雷尼甜櫻桃的a*值最小、b*值最大，果肉與果皮表現(xiàn)出一致的特征，而美早甜櫻桃果肉有著最大的a*值，先鋒甜櫻桃果肉有著最小的b*值。因此，雷尼甜櫻桃是黃色甜櫻桃品種的代表，與美早、先鋒、拉賓斯甜櫻桃的顏色差異明顯。

2.2 甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量和固酸比比較

不同品種甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量及固酸比的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同品種甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量和固酸比Fig.1 The hardness，soluble solid content，total acid content and solid/acid rate in different sweet cherry varieties

由圖1A可知，美早甜櫻桃的硬度最大，果皮和果肉硬度分別為5.26 kg/cm2和1.47 kg/cm2，其次為拉賓斯和先鋒甜櫻桃，雷尼甜櫻桃硬度最小，其果皮和果肉硬度分別為3.18 kg/cm2和0.87 kg/cm2，約為美早果皮和果肉硬度的60%。由圖1B可知，美早甜櫻桃可溶性固形物含量最高，達(dá)到15.47%，其次為拉賓斯和先鋒甜櫻桃，其含量在12%～13%之間，而雷尼甜櫻桃可溶性固形物含量最低。可溶性固形物指果實(shí)汁液中能溶于水的糖、酸、維生素等物質(zhì)，反映了果實(shí)的糖分含量[12]，對(duì)比 GB/T 26906—2011《櫻桃質(zhì)量等級(jí)》可知，4種甜櫻桃的可溶性固形物含量均偏低，這可能與其生長(zhǎng)環(huán)境和氣候條件有關(guān)[13]。由圖1C可知，雷尼甜櫻桃總酸含量最高，達(dá)0.99%，其次為先鋒和拉賓斯甜櫻桃，而美早甜櫻桃總酸含量最低，與可溶性固形物含量排序相反。由圖1D可知，4個(gè)品種甜櫻桃的固酸比排序與可溶性固形物一致。

2.3 甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度和冰點(diǎn)溫度測(cè)定結(jié)果

圖2為不同品種甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度與冰點(diǎn)溫度的測(cè)定結(jié)果。

圖2 不同品種甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度和冰點(diǎn)溫度Fig.2 The respiratory and freezing temperature in different sweet cherry varieties

由圖2A可知，4個(gè)品種甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度在0.72 μL/（g·h）～1.74 μL/（g·h）之間，其中，先鋒甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度最高，其次為美早和雷尼甜櫻桃，拉賓斯甜櫻桃的呼吸強(qiáng)度最低。呼吸強(qiáng)度反映了果實(shí)采收生理代謝的強(qiáng)度，是衡量果實(shí)耐貯性的重要指標(biāo)，呼吸強(qiáng)度越高，果實(shí)生理代謝越旺盛，品質(zhì)下降越快[2]。由圖2B可知，甜櫻桃果實(shí)的冰點(diǎn)在-2.2℃～-1.6℃之間，其中，先鋒甜櫻桃的冰點(diǎn)溫度最低，為-2.2℃，其次是拉賓斯和雷尼甜櫻桃，美早甜櫻桃的冰點(diǎn)溫度最高，為-1.6℃，果實(shí)冰點(diǎn)溫度反映了其適應(yīng)低溫的能力，整體來(lái)看，拉賓斯和先鋒甜櫻桃較耐貯藏，適宜在較低溫度條件下流通。

2.4 甜櫻桃的總酚和類黃酮含量測(cè)定結(jié)果

不同品種甜櫻桃果皮和果肉中總酚和類黃酮含量的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的總酚和類黃酮含量Fig.3 The total phenols and flavonoids in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry

由圖3A可以看出，4個(gè)品種的甜櫻桃總酚含量均為果皮高于果肉，其中，雷尼甜櫻桃果皮的總酚含量最高，達(dá)2.25 mg/g，是其果肉總酚含量的2.38倍，而拉賓斯甜櫻桃果皮和果肉的總酚含量均最低。由圖3B可知，雷尼甜櫻桃類黃酮含量最高，果皮中類黃酮含量達(dá)5.52 mg/g，是其果肉類黃酮含量的6.15倍，顯著高于其他3個(gè)品種（P＜0.05）。從果肉來(lái)看，雷尼和先鋒甜櫻桃類黃酮含量較高，而美早和拉賓斯甜櫻桃含量較低。雷尼甜櫻桃果肉、果皮中總酚和類黃酮含量均高于拉賓斯和先鋒甜櫻桃，這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[14]。文獻(xiàn)顯示，大多數(shù)甜櫻桃品種的果肉總酚含量在0.443 mg/g～0.879 mg/g之間[15]，與本研究結(jié)果相符。甜櫻桃中多酚和類黃酮物質(zhì)有著重要的生理功能，也是衡量果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)，而果實(shí)品種、發(fā)育階段、栽培技術(shù)、成熟度、貯藏條件等均影響多酚和類黃酮的含量和組成[8，16]。整體來(lái)看，雷尼櫻桃總酸含量高，次生代謝旺盛，從而積累了較多的總酚和類黃酮。

2.5 甜櫻桃的單一酚類物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果

表2為不同品種甜櫻桃果皮和果肉的單一酚類物質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果。

表2 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的單一酚類物質(zhì)含量Table 2 Individual phenol in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry μg/g

由表2可知，4個(gè)甜櫻桃品種的果肉中含量較高的酚類物質(zhì)主要是表兒茶素、對(duì)香豆酸、兒茶素和蘆丁。在美早和先鋒甜櫻桃果肉中綠原酸含量也較高，在拉賓斯和雷尼甜櫻桃果肉中咖啡酸含量高于美早和先鋒甜櫻桃，但果肉中原兒茶酸、阿魏酸的含量較少。從甜櫻桃果皮含有的酚類物質(zhì)來(lái)看，甜櫻桃果皮中主要含有表兒茶素、對(duì)香豆酸、蘆丁等。在美早、先鋒、拉賓斯甜櫻桃的果皮中，均是對(duì)香豆酸、蘆丁、表兒茶素含量較高，但在雷尼甜櫻桃果皮中，表兒茶素、蘆丁和咖啡酸含量較高。一些研究發(fā)現(xiàn)甜櫻桃果肉中主要的酚類物質(zhì)是兒茶素、表兒茶素、蘆丁和香豆酸，這些酚類物質(zhì)是其褐變的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是其功能活性的重要體現(xiàn)[7，17-18]，同時(shí)，由于甜櫻桃品種和提取方法不同，酚類物質(zhì)含量會(huì)存在差異[19]。總體來(lái)看，果皮中的大多數(shù)單一酚類物質(zhì)含量明顯高于果肉，有著較大的開發(fā)潛力。

2.6 皮爾森相關(guān)性分析

甜櫻桃果肉品質(zhì)指標(biāo)和主要單一酚類之間的相關(guān)性分析結(jié)果如圖4所示。

圖4 甜櫻桃果肉各指標(biāo)之間的相關(guān)性Fig.4 The correlation among quality index of different sweet cherry varieties

由圖4可知，甜櫻桃果肉顏色L*值、b*值與表兒茶素呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），而a*值與L*值呈高度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.001）?？扇苄怨绦挝锱c硬度呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），但呼吸強(qiáng)度和冰點(diǎn)與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。從酚類成分來(lái)看，總酚與類黃酮、總酸呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），兒茶素與表兒茶素、咖啡酸呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），但與對(duì)香豆酸和蘆丁呈高度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.001）。相關(guān)性分析結(jié)果表明，兒茶素、表兒茶素與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)有著密切聯(lián)系，可能在甜櫻桃果實(shí)品質(zhì)形成過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用[20]。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)測(cè)定美早、先鋒、拉賓斯、雷尼4個(gè)大棚甜櫻桃品種的顏色、可溶性固形物含量、酸度、呼吸速率、總酚、單一酚等品質(zhì)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)雷尼甜櫻桃b*值最大、a*值最小，與美早、拉賓斯、先鋒甜櫻桃的顏色有明顯差異。美早甜櫻桃的硬度最大、可溶性固形物含量最高，有著較好的固酸比，而雷尼甜櫻桃的固酸比最小，這可能是由于不同生長(zhǎng)環(huán)境與品種之間的差異，4個(gè)品種的可溶性固形物含量均較低。從呼吸強(qiáng)度和冰點(diǎn)溫度的結(jié)果來(lái)看，拉賓斯和先鋒甜櫻桃較耐貯藏。雷尼甜櫻桃果肉和果皮的總酚含量均最高，果肉中主要的酚類物質(zhì)是表兒茶素、兒茶素、蘆丁和對(duì)香豆酸，果皮中主要的酚類物質(zhì)是表兒茶素、對(duì)香豆酸、蘆丁等，因品種而有差異。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)果肉顏色L*值、b*值與表兒茶素呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），與總酸極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；總酚與類黃酮、總酸呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），兒茶素與表兒茶素、咖啡酸呈高度顯著正相關(guān)（P＜0.001），但與對(duì)香豆酸和蘆丁呈高度顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.001）。