梅州沙田柚苦澀味與施用硫酸鉀鎂相關(guān)性研究

丘苑新 朱凱祺 馬路凱 莫娟娟 鐘永輝 柳建良

摘要 [目的]研究施用硫酸鉀鎂肥料后沙田柚苦味增加的因素，為梅州沙田柚的種植和栽培提供指導(dǎo)，提高梅州沙田柚產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量。[方法]以硫酸鉀鎂肥料施肥種植的梅州沙田柚為原料，通過(guò)相關(guān)性分析方法分析柚子苦味增加的因素。采用高效液相色譜法測(cè)定柚子的柚皮苷和檸檬苦素2種苦味物質(zhì)的含量，對(duì)鎂離子、氯離子和總硫這3種影響因素含量與感官評(píng)價(jià)進(jìn)行相關(guān)性分析。[結(jié)果]感官評(píng)價(jià)與檸檬苦素之間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與柚皮苷之間的相關(guān)性不顯著。檸檬苦素與鎂離子之間呈極顯著相關(guān)性（P<0.01），而與氯離子和總硫含量相關(guān)性不顯著。反映出施用硫酸鉀鎂肥料會(huì)使得柚子鎂離子含量增高，從而使得柚子中的檸檬苦素含量增加，造成梅州沙田柚苦味增加。[結(jié)論]在梅州地區(qū)施用硫酸鉀鎂肥料會(huì)使柚子的苦味增加，影響品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 高效液相色譜（HPLC）;沙田柚;柚皮苷;檸檬苦素;相關(guān)性分析

中圖分類(lèi)號(hào) S 666.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）20-0064-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.20.018

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on the Correlation between the Bitterness and Mg，S，and Cl? Element of Meizhou Shatian Pomelo

QIU Yuan-xin，ZHU Kai-qi，MA Lu-kai et al （Department of Light Industry and Food，Zhongkai University of Agriculture and Engineering，Guangzhou，Guangdong? 510220）

Abstract [Objective]In order to provide guidance for planting and cultivation of Shatian pomelo and improve the quality of Shatian pomelo industry in Meizhou，the factors of bitterness increase of Shatian pomelo after applying potassium magnesium sulfate fertilizer were studied.[Method]Using Meizhou Shatian pomelo，which was fertilized with potassium magnesium sulfate fertilizer，as raw material，the factors that increased the bitterness of pomelo were analyzed by correlation analysis.The contents of naringin and limonin in grapefruit were determined by HIGH performance liquid chromatography.The correlation between the contents of magnesium ion，chloride ion and total sulfur and sensory evaluation was analyzed.[Result]Sensory evaluation had a very significant positive correlation with limonin（P<0.01），while had no significant correlation with naringin.Limonin had a very significant positive correlation with magnesium ions （P<0.01），had a significant positive correlation with chloride ions （P<0.05），and had no significant correlation with total sulfur content.It could be reflected that the application of potassium magnesium sulfate fertilizer would increase the content of magnesium ion and chloride ion in grapefruit，which would increase the content of limonin in grapefruit，increase the bitterness of Meizhou Shatian pomelo.[Conclusion]The application of potassium magnesium sulfate in Meizhou area increased the bitterness and affected the quality of grapefruit.

Key words High performance liquid chromatography（HPLC）;Shatian pomelo;Naringin;Limonin;Correlation analysis

作者簡(jiǎn)介 丘苑新（1960—），男，廣東興寧人，副教授，博士，從事果蔬天然產(chǎn)物研究。

收稿日期 2021-01-20

沙田柚是柚子的一種，屬于蕓香科柑橘屬，與柑橘、檸檬有相似之處[1-2]。沙田柚是梅州的一大經(jīng)濟(jì)作物，也是廣東的一大特色水果[3]。柚子果肉中含有的黃酮類(lèi)化合物（柚皮苷）和三萜類(lèi)化合物（檸檬苦素）是其主要的苦味物質(zhì)[4]，柚皮苷的苦味來(lái)源于黃烷酮7-O-新橙皮糖苷，而檸檬苦素的苦味來(lái)源于檸檬酸α環(huán)結(jié)構(gòu)，雖然這些苦味物質(zhì)具有生物活性如抗氧化性、抗腫瘤、消炎、保護(hù)腎臟等效果[5-6]，沙田柚果肉中的苦味物質(zhì)會(huì)影響沙田柚的口感以及加工[7]?？辔对谌祟?lèi)中的味覺(jué)閾值低，微量即可感受到，而且在口腔中的持續(xù)時(shí)間相對(duì)甜味和咸味要長(zhǎng)[8]。目前這2種物質(zhì)的提取方法有超聲輔助提取[9]、索氏提取[10]、亞臨界提取法[11]等方法，而其中超聲輔助提取方法提取時(shí)間短，效率高，操作簡(jiǎn)便。采用高效液相色譜檢測(cè)法對(duì)柚皮苷素[12]和檸檬苦素[13]這2種苦味物質(zhì)檢測(cè)更加快速與準(zhǔn)確[14]。

鉀肥是香蕉、番茄、西瓜等果蔬產(chǎn)品的肥料之一，因?yàn)閺V東地區(qū)柑橘土壤的鉀離子含量分布不平衡，導(dǎo)致柑橘缺少鉀離子[15-16]。施用鉀肥可以增加柑橘的產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)，改變其外觀品質(zhì)[17]。氯化鉀肥料是傳統(tǒng)的鉀肥，硫酸鉀鎂肥料是近年來(lái)新興使用的肥料[18]。硫酸鉀鎂肥料比氯化鉀肥料多了幾種礦物質(zhì)元素，但肥料對(duì)應(yīng)于土壤的酸堿度和植物種類(lèi)都有要求。

對(duì)于沙田柚的生長(zhǎng)，研究表明，土壤中的中量和微量元素對(duì)黃酮類(lèi)化合物有正相關(guān)的影響[19]。施用不同肥料對(duì)沙田柚生長(zhǎng)有不同影響[20]，由于梅州沙田柚在2021年施用硫酸鉀鎂肥，與原來(lái)施用氯化鉀肥料相比，發(fā)現(xiàn)施用硫酸鉀鎂肥料的沙田柚甜味與苦澀味均增強(qiáng)，筆者通過(guò)高效液相色譜測(cè)定沙田柚中的柚皮苷和檸檬苦素含量，再測(cè)定鎂離子、氯離子以及總硫含量，通過(guò)相關(guān)性分析得到沙田柚苦澀味增加與這2種肥料中水溶性離子之間的關(guān)系，旨在為得到品質(zhì)更優(yōu)的梅州沙田柚肥料種類(lèi)提供有效數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 梅州沙田柚（采摘于梅州市果園）;無(wú)水乙醇（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）;檸檬苦素和柚皮苷標(biāo)準(zhǔn)品（純度>98%，上海源葉生物科技有限公司）;乙腈、甲醇（分析純，賽默飛世爾科技有限公司）;水（超純凈水）;硝酸、高氯酸、氬氣、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硝酸銀、冰乙酸、硝酸、丙酮（廣東省測(cè)試分析研究所）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

島津LC-20A高效液相色譜儀（日本島津公司）;電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（廣東省測(cè)試分析中心）;電位滴定儀（廣東省測(cè)試分析中心）;水浴超聲機(jī);德國(guó)IKA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（RV10，武漢集思儀器設(shè)備有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 感官評(píng)價(jià)與分級(jí)。將30個(gè)梅州沙田柚分別剝出一定量的果肉，再請(qǐng)20名感官評(píng)價(jià)人員對(duì)其進(jìn)行隨機(jī)品嘗，根據(jù)柚子肉的苦味程度對(duì)應(yīng)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的苦味等級(jí)，將這30個(gè)柚子樣品劃分成6個(gè)等級(jí)，根據(jù)回甘的感覺(jué)再描述回甘的感受。每個(gè)樣品隨機(jī)重復(fù)3次，每次嘗試完樣品后都用清水漱口，防止串味。

1.3.2 苦味物質(zhì)的提取與前處理。

將柚子榨汁，取10 g果肉汁液，加入50 mL 70%的乙醇，40 ℃下超聲萃取45 min[21]，提取2次，再將2次得到的混合液在3 000 r/min下離心15 min，取上清液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至近干，加入甲醇-水（50∶50）溶液定容至25 mL，將溶液過(guò)0.45 μm濾膜，裝入1.5 mL棕色瓶。

1.3.3 柚皮苷標(biāo)準(zhǔn)品的制備與色譜條件。

稱(chēng)取柚皮苷標(biāo)準(zhǔn)品粉末1 mg，用甲醇定容至10 mL，配制成100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，超聲至完全溶解，液相色譜中分別吸取1、5、10、15、20 μL，做標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。色譜柱：C18色譜柱（柱長(zhǎng)100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm，Phenomenex C18）;流動(dòng)相∶甲醇∶水（40∶60，V∶V）[14];流速：1 mL/min;柱溫：35 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)：285 nm;進(jìn)樣量：20 μL。

1.3.4 檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)品的制備與色譜條件。

稱(chēng)取檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)品粉末1 mg，用甲醇定容至10 mL，配制成100 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，超聲至完全溶解，液相色譜中分別吸取1、5、10、15、20、30 μL，做標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。色譜柱，C18色譜柱（柱長(zhǎng)100 m，內(nèi)徑0.25 mm，膜厚0.2 μm、Phenomenex C18）;流動(dòng)相，乙腈∶水（45∶55，V∶V）[22];流速，1 mL/min;柱溫，35 ℃;檢測(cè)波長(zhǎng)，215 nm;進(jìn)樣量，20 μL。

1.3.5 鎂離子、氯離子和總硫的測(cè)定。

鎂離子根據(jù)GB 5009.268—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》第二法測(cè)定[23]，氯離子根據(jù)GB 5009.44—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氯化物的測(cè)定》第一法測(cè)定[24]，總硫含量根據(jù)離子色譜法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理 采用數(shù)據(jù)處理軟件SPSS 25.0版本對(duì)2種苦味物質(zhì)和3種離子進(jìn)行相關(guān)性分析，用*表示相關(guān)性水平為0.05，用**表示相關(guān)性水平為0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

分別對(duì)30個(gè)柚子樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表 將柚子的苦味程度分為6個(gè)級(jí)別，分別為0、2、4、6、8、10級(jí)。根據(jù)6個(gè)級(jí)別的指標(biāo)，分別選出一個(gè)柚子代表。結(jié)果見(jiàn)表2。

2.2 2種苦味物質(zhì)的洗脫

分別對(duì)柚皮苷和檸檬苦素進(jìn)行洗脫，采用峰保留時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行定性分析。在上述條件下分別洗脫出來(lái)的2種標(biāo)準(zhǔn)品的峰容易識(shí)別出來(lái)（圖1～2），且對(duì)于樣品洗脫也容易分離，峰能較好地分開(kāi)（圖3～4），說(shuō)明在這種洗脫條件下可以較好地洗脫出這2種苦味物質(zhì)。

2.3 回歸方程、線(xiàn)性范圍、檢測(cè)限與定量限

精密按梯度增加吸取量，吸取柚皮苷和檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)溶液分別分析。分別以吸取量為橫坐標(biāo)（μg）、峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，計(jì)算出回歸方程（表3）。結(jié)果表示，高效液相色譜可以很好地識(shí)別2種苦味物質(zhì)，柚皮苷的回歸方程為Y=359 774x+285 160，r2=0.998? 線(xiàn)性范圍為0.130～1.980 μg，檸檬苦素的回歸方程為Y=589 865x+1115 725，r2=0.999 8，線(xiàn)性范圍為0.132～2.980 μg。以2倍噪聲為待測(cè)樣品的吸取量作為檢測(cè)限的方法[1]，來(lái)確定檢測(cè)限。則柚皮苷的檢測(cè)限為0.036 3 μg，定量限為0.072 6 μg，檸檬苦素檢測(cè)限為0.032 0 μg，定量限為0.064 0 μg。

2.4 回收率和精密性

分別吸取低、中、高的3種體積2.5、10.0、12.5 μL的柚皮苷和檸檬苦素標(biāo)準(zhǔn)品（質(zhì)量分別為0.250 0、1.000 0、1.250 0 μg）加入已知2種物質(zhì)含量的樣品中（柚皮苷：0.468 0 μg，檸檬苦素：0.218 8 μg），進(jìn)行加標(biāo)回收

試驗(yàn)，每組添加量進(jìn)行3次水平分析，計(jì)算其平均值，并求出標(biāo)準(zhǔn)偏差（表4）。結(jié)果表示，柚皮苷3種加標(biāo)量的平均回收率分別為87.23%、91.38%、95.77%，總平均回收率為91.46%。檸檬苦素3種加標(biāo)量的平均回收率分別為89.34%、93.22%、97.19%，總平均回收率為279.75%。柚皮苷的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.13%～4.18%，檸檬苦素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.62%～5.70%。

2.5 柚子樣品2種苦味物質(zhì)測(cè)定

對(duì)樣品進(jìn)行液相色譜分析測(cè)定其中的檸檬苦素和柚皮苷，每個(gè)樣品進(jìn)行3次平行分析（表5）。結(jié)果表示，高效液相色譜可以很好地分開(kāi)柚皮苷和檸檬苦素，2種物質(zhì)的峰較好地分離且峰型良好[25]。所有樣品中都含有檸檬苦素和柚皮苷，6號(hào)樣品檸檬苦素含量最高為2.960 8 μg/mg，1號(hào)和5號(hào)樣品其次，分別為1.330 8和1.084 0 μg/mg，其余樣品檸檬苦素含量都較低。柚皮苷在1號(hào)樣品的含量最多，為1.032 4 μg/mg，對(duì)比其他樣品相差較大，其余5個(gè)樣品含量較低。由感官評(píng)價(jià)分析可知 ，6號(hào)樣品是所有樣品中最苦的（苦味等級(jí)10級(jí)），而1號(hào)樣品其次（苦味等級(jí)8級(jí)），但6號(hào)樣品的柚皮苷含量較低，由此可知，檸檬苦素對(duì)柚子的苦味影響較大，柚皮苷對(duì)柚子的苦味影響較小。又因?yàn)殍制ぼ张c橙皮苷相似，不僅提供部分苦味還提供回甘的感覺(jué)[26]，根據(jù)液相色譜柚皮苷含量結(jié)果與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果相結(jié)合得出2～6號(hào)樣品回甘感覺(jué)弱，1號(hào)樣品的回甘感覺(jué)最重。

2.6 柚子的鎂離子、氯離子和總硫的測(cè)定

分別根據(jù)相應(yīng)的國(guó)標(biāo)測(cè)定柚子的鎂離子和氯離子，根據(jù)CI法測(cè)定總硫含量，每個(gè)樣品分別進(jìn)行3次平行分析，結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知，這批柚子的鎂離子含量在55.4～89.2 mg/kg，其中6號(hào)樣品含量最高，3號(hào)樣品含量最低。氯離子含量在0.005 0%～0.009 1%，其中4號(hào)樣品含量最高，1號(hào)樣品含量最低。總硫含量在123～162 mg/kg，其中6號(hào)樣品含量最高，3號(hào)樣品含量最低。

2.7 柚子苦味物質(zhì)與離子的相關(guān)性分析

將柚子的柚皮苷和檸檬苦素2種苦味物質(zhì)，鎂離子、氯離子和總硫含量3種離子進(jìn)行相關(guān)性分析，可以得出影響柚子苦味程度的影響因素，結(jié)果見(jiàn)表7。由表7可知，柚皮苷和其余5種指標(biāo)相關(guān)性較低，與總硫含量呈負(fù)相關(guān)。說(shuō)明這5種指標(biāo)對(duì)柚皮苷影響程度不大，所以對(duì)柚子的苦味影響也不高。檸檬苦素與感官評(píng)價(jià)、鎂離子和氯離子的相關(guān)性大，其中檸檬苦素和感官評(píng)價(jià)的相關(guān)性極顯著，反映出檸檬苦素和柚子的苦味相關(guān)性強(qiáng)。檸檬苦素和鎂離子也呈極顯著相關(guān)性，表明鎂離子的含量正相關(guān)顯著影響檸檬苦素含量。檸檬苦素與氯離子含量相關(guān)性顯著，但相較于與感官評(píng)價(jià)和鎂離子而言，氯離子的相關(guān)性較弱。檸檬苦素含量與總硫含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。感官評(píng)價(jià)與鎂離子、氯離子的相關(guān)性也極顯著，表明感官評(píng)價(jià)與鎂離子和氯離子呈顯著正相關(guān)。相比檸檬苦素，柚皮苷提供苦味能力較弱，可能因?yàn)殍制ぼ詹粌H提供苦味感覺(jué)，還提供甘味[26]。所以苦味物質(zhì)提供主要還是檸檬苦素。影響柚子苦味的因素可能還不止這2種苦味物質(zhì)，還可能與其中的其他因素有關(guān)，如諾米林[27]等。

3 結(jié)論與討論

該試驗(yàn)通過(guò)對(duì)苦味柚子進(jìn)行柚皮苷和檸檬苦素2種苦味物質(zhì)的提取，然后進(jìn)行液相色譜定量試驗(yàn)，再檢測(cè)其中可能影響苦味的鎂離子、氯離子和總硫含量，通過(guò)相關(guān)性分析確認(rèn)其之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明，柚子的2種苦味物質(zhì)與鎂離子和氯離子含量有很高的相關(guān)性且呈正相關(guān)，而與總硫含量相關(guān)性較弱。鎂離子和氯離子含量的提高會(huì)導(dǎo)致柚子內(nèi)部柚皮苷和檸檬苦素2種苦味物質(zhì)增多，從而使得柚子的口感變苦。

通過(guò)改變肥料導(dǎo)致柚子果肉變苦的研究較少，主要是因?yàn)楣麡?shù)缺少什么離子或者養(yǎng)分而增加哪種肥料，或者是缺少某種元素導(dǎo)致的后果。雖然我國(guó)土地缺少鉀元素，但施用不同肥料要綜合梅州的土壤、柚子果樹(shù)的樹(shù)齡和季節(jié)等因素，才能得到穩(wěn)定高質(zhì)量的果實(shí)和減少肥料的施用以及對(duì)環(huán)境的保護(hù)[3，28]。所以，梅州果園采用的硫酸鉀鎂肥料并不適合用于柚子果樹(shù)，建議改用其他肥料。

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