四川地區(qū)琯溪蜜柚及其芽變品種的果實(shí)品質(zhì)

趙宇洪，何 文，李 根，2，王 強(qiáng)，2，謝 銳，王 燕，陳 清，王小蓉，*

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川 成都 611130； 2.成都市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，四川 成都 610043)

柑橘()是世界的第一大水果，中國是柑橘自然分布和栽培中心，具有豐富的柑橘資源。柚原產(chǎn)于中國，栽培品種多樣，其果實(shí)不僅營養(yǎng)成分豐富，且富含類黃酮、類胡蘿卜素、酚類等多種生物活性物質(zhì)。柑橘中的酚類物質(zhì)是天然自由基清除劑，具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可有效調(diào)節(jié)人的肝細(xì)胞功能，抵御或者減輕自由基的傷害，表現(xiàn)出重要藥理功能和生物活性，具有良好的保健作用。柑橘生物活性物質(zhì)含量取決于品種，同時(shí)也因栽培條件、環(huán)境、生長年份和果實(shí)部位的不同而有較大差別。近年來，隨著柑橘果實(shí)中生物活性物質(zhì)藥理作用和保健功能的不斷研究，柑橘果實(shí)中生物活性物質(zhì)組分鑒別、含量分析與活性機(jī)理等方面的研究日益受到重視，但大多以總酚、總黃酮、原花色素或者某單一成分的檢測和評價(jià)為主要研究內(nèi)容，對柚類果實(shí)多種生物活性物質(zhì)進(jìn)行定量比較的研究相對較少?，g溪蜜柚[(Burm.)Merrill]是我國傳統(tǒng)柚類品種，具有果形大、維生素含量高、風(fēng)味獨(dú)特等特點(diǎn)，近些年芽變選育出的紅肉蜜柚、紅綿蜜柚、三紅蜜柚與黃金蜜柚等品種，是品質(zhì)育種和種質(zhì)創(chuàng)新的重要材料?，g溪蜜柚及其芽變品種(系)因果實(shí)營養(yǎng)豐富、色澤艷麗，在四川柑橘產(chǎn)區(qū)大量種植；但有關(guān)琯溪蜜柚及其芽變品種(系)活性成分的綜合比較評估尚未見報(bào)道。為充分了解四川產(chǎn)區(qū)蜜柚果實(shí)品質(zhì)特性，本研究以琯溪蜜柚及其4個(gè)芽變品種為材料，測定不同品種蜜柚的果實(shí)品質(zhì)與生物活性物質(zhì)，同時(shí)采用主成分分析和聚類分析方法比較不同蜜柚品種間的差異，旨在為四川蜜柚產(chǎn)業(yè)發(fā)展中品種選擇與果品加工提供科學(xué)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為四川柑橘產(chǎn)區(qū)主栽的5個(gè)蜜柚品種，琯溪蜜柚(GX)、紅肉蜜柚(HR)、三紅蜜柚(SH)、紅綿蜜柚(HM)和黃金蜜柚(HJ)(圖1)。

圖1 不同琯溪蜜柚品種果實(shí)

試驗(yàn)在四川省閬中市蜜柚試驗(yàn)園進(jìn)行(31°55′ N，106°0′ E)。土壤類型為黃壤土，行距為3 m×5 m，砧木為酸柚，樹齡6 a，常規(guī)田間栽培管理方式。于2018年11月10日(果實(shí)成熟期)，在樹冠外圍中上部隨機(jī)挑選大小、成熟度一致的果實(shí)作為試驗(yàn)材料，每個(gè)品種設(shè)置3次生物學(xué)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5個(gè)果實(shí)，共15個(gè)果實(shí)。測定果實(shí)大小、色澤等基礎(chǔ)指標(biāo)后，將材料迅速用液氮冷凍，置于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測定方法

1.2.1 果實(shí)品質(zhì)相關(guān)形態(tài)與生理指標(biāo)測定

單果重采用電子天平(E5500S，Sartorius，德國)進(jìn)行稱量。果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/橫徑?？扇苄怨绦挝?TSS)含量采用速顯測糖儀(PAL-1， ATAGO，日本)測定。?；笖?shù)計(jì)算參照佘文琴等的方法。采用色差儀(CM-2500d/CM-2600d， KONICA MINOLTA，日本)測定果皮、海綿層和汁胞的色澤，用值(亮度)、值(紅綠度)和值(黃藍(lán)度)的模式進(jìn)行測定和評價(jià)。采用0.1 mol·LNaOH滴定法測定果實(shí)可滴定酸(TA)含量。采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定果實(shí)維生素C(V)含量?？扇苄钥偺遣捎幂焱壬y定。

1.2.2 可溶性糖和有機(jī)酸測定

取果實(shí)汁胞測定果實(shí)品質(zhì)。采用安捷倫1260液相色譜儀測定，糖和酸提取參考劉羽等的方法?？扇苄蕴前ㄕ崽恰⒐呛推咸烟?，采用Ultra AQ C18柱(250 mm×4.6 mm， 5 μm， Restek， USA)，流動(dòng)相為(乙腈)∶(水)=80∶20，RID示差檢測器檢測。有機(jī)酸包括檸檬酸、蘋果酸、丙酮酸、草酸、奎寧酸和酒石酸，采用Allure Organic Acids柱(300 mm×4.6 mm， 5 μm， Restek， USA)，流動(dòng)相為0.01 mol·L硫酸(pH值為2.6)，采用紫外檢測器(VWD)在波長210 nm下檢測。

1.2.3 生物活性物質(zhì)測定

取果實(shí)汁胞測定生物活性物質(zhì)。酚類物質(zhì)的提取參照黃勝佳等和鄭潔等的方法，取適量果肉樣品在凍干機(jī)下凍干至含水量低于5%，取樣品1 g，浸提劑為甲醇∶水∶甲酸(體積比70∶28∶2)，梯度洗脫，進(jìn)樣體積10 μL，流速1 mL·min，柱溫為30 ℃。在283 nm波長下檢測柚皮苷、柚皮素、橙皮苷、橙皮素和新橙皮苷；在320 nm波長下檢測咖啡酸、芥子酸、綠原酸、阿魏酸；在260 nm波長下檢測沒食子酸；在367 nm波長下檢測蘆丁。

類胡蘿卜素提取和純化參照張亞卿的方法，取樣品1 g，浸提劑為正己烷∶無水乙醇∶丙酮(體積比2∶1∶1)，色譜柱采用類胡蘿卜素專用柱YMC C30(5 μm，4.6 mm×250 mm)，柱溫35 ℃，進(jìn)樣量20 μL；流動(dòng)相A為乙腈：甲醇[體積比3:1，含0.1% 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和0.05%三乙胺(TEA))，流動(dòng)相B為100% MTBE(含0.1% BHT)，梯度洗脫；采用二極管陣列檢測器(DAD)在波長450 nm下檢測。

參考張昭改良后的方法，測定二苯代苦味酰基自由基清除力(DPPH)、鐵離子還原能力(ferric reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP)、2，2-聯(lián)氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽清除力(ABTS)，用這3個(gè)指標(biāo)評價(jià)果實(shí)的抗氧化能力。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)均設(shè)3個(gè)重復(fù)。采用Excel 2016和SPSS 22.0軟件完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。利用主成分分析提取因子，計(jì)算各果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的特征值與方差貢獻(xiàn)率，利用方差極大法計(jì)算旋轉(zhuǎn)因子的載荷值。采用湯姆遜回歸法計(jì)算因子得分，根據(jù)因子特征值大于1的原則提取因子，采用因子所對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，同時(shí)提取主要因子繪制載荷圖。最后將因子得分和對應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算得到各品種果實(shí)品質(zhì)的綜合得分并排名。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)品質(zhì)相關(guān)主要形態(tài)與生理指標(biāo)

由表1可知，5個(gè)供試蜜柚品種單果重為1 658.06～1 959.00 g，果形指數(shù)為0.99～1.08，均無顯著差異。黃金蜜柚的粒化指數(shù)最高，而琯溪蜜柚?；F(xiàn)象最輕。TSS含量為10.20%～ 10.70%，其中，三紅蜜柚的TSS含量高于其余4個(gè)品種，為10.70%?？傻味ㄋ?TA)含量為7.5～10.6 g·L。黃金蜜柚的TA含量顯著低于其他4個(gè)品系，可溶性總糖顯著高于其他4個(gè)品系，為10.20%。

表1 柚果實(shí)基本生理指標(biāo)

正值為紅色，負(fù)值為綠色；正值為黃色，負(fù)值為藍(lán)色；、值的絕對值越大，顏色越深。由表2可知，供試材料中，三紅蜜柚的果皮、海綿層和汁胞的值分別為1.11、6.01和7.71。紅綿蜜柚的海綿層值為7.90。黃金蜜柚的汁胞值為11.79，呈金黃色。

表2 果實(shí)不同部位色澤參數(shù)

2.2 果實(shí)有機(jī)酸與可溶性糖組成

一共檢測了汁胞中主要的9種有機(jī)酸和可溶性糖，5個(gè)蜜柚品種檢測出4種有機(jī)酸和3種可溶性糖，分別為檸檬酸、蘋果酸、丙酮酸、草酸、蔗糖、葡萄糖、果糖(表3)。其中，檸檬酸在汁胞中含量最高，約占總酸的90%，為蜜柚品種主要有機(jī)酸成分。與其他品系相比，黃金蜜柚的有機(jī)酸含量較低，尤其是丙酮酸含量，僅為0.09 mg·g，顯著低于琯溪蜜柚。蔗糖含量最高，約占可溶性糖總含量的50%～60%。黃金蜜柚的蔗糖含量和葡萄糖含量最高，分別達(dá)到56.68 mg·g和22.34 mg·g，顯著高于琯溪蜜柚。

表3 琯溪蜜柚果實(shí)中有機(jī)酸和可溶性糖的組分與含量

2.3 果實(shí)酚類化合物與抗氧化能力

5個(gè)供試蜜柚品種中，三紅蜜柚的總酚和總黃酮含量最為豐富，分別為10.38 mg·g和13.34 mg·g，琯溪蜜柚的總酚與總黃酮僅為5.13 mg·g和8.45 mg·g，顯著低于三紅蜜柚(表4)。利用HPLC在蜜柚中檢出6種酚類物質(zhì)，分別為沒食子酸、綠原酸、芥子酸、柚皮苷、新橙皮苷和蘆丁(表5)。其中，沒食子酸含量最為豐富，約占總酚含量的10%～15%。三紅蜜柚和黃金蜜柚的沒食子酸含量最高，分別達(dá)到611.27 μg·g和687.98 μg·g，顯著高于琯溪蜜柚。綠原酸和芥子酸含量分別以黃金蜜柚和三紅蜜柚最高，分別為127.94 μg·g和69.44 μg·g。蜜柚品種中柚皮苷含量最為豐富。三紅蜜柚的柚皮苷和蘆丁含量最高，分別達(dá)到807.47 μg·g和137.57 μg·g，黃金蜜柚的總黃酮含量最低。此外，琯溪蜜柚和黃金蜜柚的汁胞中未檢測到新橙皮苷。

表4 琯溪蜜柚果實(shí)總酚、總黃酮與抗氧化能力

表5 琯溪蜜柚果實(shí)酚類、黃酮類含量

如表4所示，不同蜜柚品種清除自由基的能力存在差異。其中，三紅蜜柚DPPH和ABTS自由基清除能力強(qiáng)于其他品種，分別為133.04 μmol·g和5.92 μmol·g；黃金蜜柚的綜合抗氧化能力最弱，DPPH自由基清除能力為38.93 μmol·g，F(xiàn)RAP鐵離子還原能力為5.50 μmol·g，顯著低于三紅蜜柚。

2.4 果實(shí)類胡蘿卜素組成與含量

如表6所示，5個(gè)供試品種中，紅肉蜜柚和三紅蜜柚的總類胡蘿卜素含量最高，分別為1 415.36μg·g和1 147.19 μg·g。黃金蜜柚的類胡蘿卜素成分最為豐富，含-胡蘿卜素、-胡蘿卜素、-隱黃質(zhì)和番茄紅素4種成分，其他品種未檢測出-胡蘿卜素和-隱黃質(zhì)。紅肉蜜柚和三紅蜜柚的汁胞以積累番茄紅素為主，含量分別達(dá)到1 010.87 μg·g和778.21 μg·g，約占總類胡蘿卜素的80%左右；黃金蜜柚以積累-胡蘿卜素為主，含量為495.23 μg·g，約占總類胡蘿卜素60%左右。

表6 柚果實(shí)中類胡蘿卜素組成與含量

2.5 綜合評價(jià)

對蜜柚果實(shí)主要有機(jī)酸、可溶性糖、酚類化合物、類胡蘿卜素共計(jì)17種組分，以及3種抗氧化能力進(jìn)行主成分分析，共提取4個(gè)特征值大于1的主成分因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)85.348%。因子載荷矩陣經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后，PC1包含原來信息的31.698%，與類胡蘿卜素(-胡蘿卜素、-隱黃質(zhì)、-胡蘿卜素)、酚酸(沒食子酸、綠原酸)和可溶性糖(蔗糖、葡萄糖)呈正相關(guān)，與有機(jī)酸(檸檬酸、丙酮酸)呈負(fù)相關(guān)；PC2包含原來信息的22.934%，與類黃酮(柚皮苷、蘆丁)呈正相關(guān)；PC3包含原來信息的15.942%，與蘋果酸和果糖有關(guān)；PC4包含原來信息的14.774%，與抗氧化能力(FRAP、ABTS)呈正相關(guān)。根據(jù)各主成分因子貢獻(xiàn)率的大小，計(jì)算出各蜜柚品種的綜合得分，三紅蜜柚得分最高，其次是黃金蜜柚、紅肉蜜柚、紅綿蜜柚，琯溪蜜柚得分最低(表7)。

表7 各主因子綜合得分與排名

為了直觀地揭示不同品系的綜合表現(xiàn)，以及果實(shí)品質(zhì)各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性和分布情況，提取前兩個(gè)主成分因子，以PC1為橫坐標(biāo)，PC2為縱坐標(biāo)繪制載荷圖，從圖2可知，三紅蜜柚的綜合得分最高，其特征成分為番茄紅素、柚皮苷、蘆丁、新橙皮苷、芥子酸；其次是黃金蜜柚，其特征成分為-胡蘿卜素、-隱黃質(zhì)、-胡蘿卜素、蔗糖、葡萄糖，而琯溪蜜柚的綜合得分最低。

圖2 不同柚果實(shí)品系與主要成分載荷圖

3 結(jié)論與討論

糖酸組分、構(gòu)成比例和含量是決定果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要因素之一。柚類可溶性糖主要以蔗糖為主，有機(jī)酸主要以檸檬酸為主。本試驗(yàn)結(jié)果表明：5個(gè)琯溪蜜柚品種含有蔗糖、果糖和葡萄糖3種可溶性糖，均以蔗糖含量最高；有機(jī)酸除檸檬酸外，還含有蘋果酸、草酸和丙酮酸，而奎寧酸和酒石酸未被檢測出，與Sun等、鄭麗靜等的研究結(jié)果一致?，g溪蜜柚及其芽變品種原產(chǎn)于福建省漳州市平和縣，原產(chǎn)地的果實(shí)固酸比為20.4～27.4。本研究中，上述品種引種到四川柑橘產(chǎn)區(qū)后，果實(shí)固酸比均明顯下降，僅為9.86～13.52，表現(xiàn)出酸高糖低現(xiàn)象，這可能與四川柑橘產(chǎn)區(qū)年均溫度和年均日照時(shí)長較原產(chǎn)地低有關(guān)。

果實(shí)色澤成為衡量柑橘果實(shí)品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，無論對果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)還是商品價(jià)值都具有重要意義。盧新坤等和Liu等對紅肉和黃肉琯溪蜜柚的類胡蘿卜素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)黃肉蜜柚積累-胡蘿卜素、紅肉蜜柚積累番茄紅素是兩者汁胞呈現(xiàn)金黃色和紅色的原因。本研究與前人研究結(jié)果相一致。此外，幾個(gè)供試品系中，黃金蜜柚的類胡蘿卜素含量最為豐富，這為進(jìn)一步開展蜜柚果肉顏色形成機(jī)理，推進(jìn)蜜柚育種研究具有重要意義。

酚類物質(zhì)是柑橘中重要的生物活性物質(zhì)，柑橘果實(shí)的營養(yǎng)保健價(jià)值與其豐富的酚類物質(zhì)和抗氧化能力密切相關(guān)。本研究共檢測出琯溪蜜柚果實(shí)中沒食子酸、綠原酸、芥子酸3種酚酸，以及柚皮苷、新橙皮苷和蘆丁3種類黃酮，其中，酚酸以沒食子酸含量最高，其次為綠原酸，類黃酮以柚皮苷含量最高，其次為新橙皮苷，與Xi等對柚的研究結(jié)果相一致。而甜橙類果實(shí)的類黃酮成分則以橙皮苷為主。

柑橘果實(shí)總酚、總黃酮與抗氧化能力存在一定的正相關(guān)，酚類物質(zhì)越豐富，抗氧化能力越強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，果實(shí)酚類物質(zhì)對其抗氧化能力有重要的貢獻(xiàn)，在白肉琯溪蜜柚及其幾個(gè)芽變品種中，三紅蜜柚具有比其他品種有更強(qiáng)的抗氧化能力，但發(fā)揮抗氧化活性的具體成分還有待深入去探究。

在評價(jià)果實(shí)品質(zhì)時(shí)，由于各個(gè)品種都有其自身的優(yōu)劣，為了綜合評判，大量學(xué)者建立了相關(guān)的綜合評價(jià)體系，主成分分析是目前較為系統(tǒng)的綜合評價(jià)方法，已被廣泛地應(yīng)用在各類研究中，但在柚類果實(shí)品質(zhì)評價(jià)中未見報(bào)道。本研究通過主成分分析，將琯溪蜜柚果實(shí)中的20種營養(yǎng)成分通過降維，提取出4個(gè)特征值大于1的主成分因子，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85.348%，客觀地反映了白肉琯溪蜜柚及其芽變品種的品質(zhì)狀況。此外，提取前兩個(gè)主成分因子，以PC1為橫坐標(biāo)、PC2為縱坐標(biāo)繪制載荷圖，根據(jù)每個(gè)品種各組分的貢獻(xiàn)可知，在琯溪蜜柚后期的品質(zhì)深入研究中可重點(diǎn)考慮色澤、可溶性糖類和酚類物質(zhì)等性狀。根據(jù)綜合評價(jià)結(jié)果，可將三紅蜜柚作為后期生產(chǎn)栽植的主推品種和育種供體材料使用，將黃金蜜柚作為色澤突變育種供體材料使用。

綜上，本研究結(jié)果可為四川地區(qū)蜜柚種植、開發(fā)利用與品質(zhì)分析提供參考。同時(shí)，本研究結(jié)果表明，四川柑橘產(chǎn)區(qū)蜜柚果實(shí)品質(zhì)較原產(chǎn)地存在酸高糖低的現(xiàn)象。因此，接下來需針對此現(xiàn)象制定適宜四川蜜柚的肥水管理和外源處理方案，以期提高果實(shí)品質(zhì)。