基于GC-MS技術(shù)分析燕山板栗果實(shí)糖組分及其含量特征

魏 源，馬亞特，呂夢(mèng)煬，張海娥,2，張京政,2，王東升,2,*

（1.河北科技師范學(xué)院園藝科技學(xué)院，板栗產(chǎn)業(yè)技術(shù)教育部工程研究中心，河北省特色園藝種質(zhì)挖掘與創(chuàng)新利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北省高校特色園藝植物生物育種應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 秦皇島 066004；2.河北省板栗產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 秦皇島 066004）

板栗（Castanea mollissimaBl.）是殼斗科、栗屬、堅(jiān)果類植物，已有3 000余年的栽培歷史[1]，是中國(guó)栽培最早的果樹之一[2]。板栗抗旱耐瘠薄性強(qiáng)，兼具生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益，廣泛分布于中國(guó)的24 個(gè)省、市、自治區(qū)，是現(xiàn)階段山區(qū)土地資源開發(fā)的先鋒樹種。板栗食用價(jià)值較高，營(yíng)養(yǎng)豐富，含有豐富的淀粉、糖、蛋白質(zhì)以及多種礦質(zhì)元素，素有“鐵桿莊稼”之稱[3-4]。相較于其他栗屬植物，板栗具有堅(jiān)果品質(zhì)優(yōu)良、植株抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為重要的食用栗種質(zhì)資源。受各產(chǎn)區(qū)氣候及地理環(huán)境、栽培技術(shù)、品種間遺傳特性等影響，導(dǎo)致板栗品質(zhì)和風(fēng)味差異很大。

燕山地區(qū)是我國(guó)板栗的重要產(chǎn)區(qū)，也是世界上糖炒型板栗的最佳產(chǎn)區(qū)，其出產(chǎn)的栗果在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上被統(tǒng)稱為燕山板栗。燕山板栗以口味甘甜、肉質(zhì)細(xì)糯、品質(zhì)優(yōu)良以及適宜糖炒而享譽(yù)國(guó)際市場(chǎng)。糖作為植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因子，同樣也是果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的基礎(chǔ)物質(zhì)，是影響果實(shí)品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素[5]。糖的種類及其含量在很大程度上決定了果實(shí)的風(fēng)味和品質(zhì)[6]，也是進(jìn)行遺傳改良、高糖品種選育的重要依據(jù)。作為一種復(fù)雜的高分子化合物，糖類難以檢測(cè)和分離。相較于單純的色譜或質(zhì)譜技術(shù)，氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了色譜高分離能力和質(zhì)譜高鑒別能力，已然成為果實(shí)糖組分鑒定中比較先進(jìn)且成熟的實(shí)驗(yàn)方法。Sun Shihao等[7]從紅棗提取物中鑒定出8 種糖和糖醇，并將GC-MS方法與高效液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測(cè)、液相色譜-電子噴霧電離串聯(lián)質(zhì)譜等方法進(jìn)行比較，結(jié)果表明GC-MS在定性分析方面具有更廣泛的范圍。

甜度作為果實(shí)風(fēng)味的重要衡量指標(biāo)，主要受可溶性糖組成及構(gòu)成比例的影響。目前，關(guān)于可溶性糖組分的研究有蘋果[8-10]、梨[11-12]、油桃[13]、越橘[14]、檸檬[15]等。研究表明，不同果實(shí)中的可溶性糖種類大同小異，主要以蔗糖、果糖和葡萄糖為主，構(gòu)成比例因樹種不同存在顯著差異[16-17]。例如，柿果實(shí)和櫻桃果實(shí)可溶性糖組分以葡萄糖為主，其次為果糖和蔗糖[18-19]；梨果實(shí)可溶性糖組分以蔗糖為主，其次為山梨醇和果糖[20]；蘋果果實(shí)可溶性糖組分含量由大到小依次為果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇[21]；芒果果實(shí)糖組分以蔗糖為主，果糖和葡萄糖次之[22]。不同可溶性糖組分的甜度大不相同，為更好評(píng)價(jià)甜度，也為了更好反映果實(shí)風(fēng)味，有學(xué)者使用生化甜度值的概念對(duì)其進(jìn)行描述。一般常以蔗糖甜度值為1.00，葡萄糖為0.70，果糖為1.75，麥芽糖為0.35進(jìn)行計(jì)算[23-24]。近年來(lái)，板栗果實(shí)風(fēng)味的相關(guān)研究也陸續(xù)被報(bào)道，但主要集中在蛋白質(zhì)、脂肪、總糖和淀粉等，迄今為止，對(duì)板栗果實(shí)可溶性糖組分的研究報(bào)道還比較少。

本研究以燕山板栗的栗仁為研究材料，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖；利用GC-MS技術(shù)對(duì)可溶性糖組分進(jìn)行定性定量分析；通過(guò)主成分分析（principal component analysis，PCA）法篩選出綜合品質(zhì)高的優(yōu)良品種（系），從生理水平上分析各板栗品種（系）果實(shí)中的糖組分含量及其特征關(guān)系，比較不同燕山板栗品種（系）糖組分含量及差異，為燕山地區(qū)資源特性評(píng)價(jià)及糖品質(zhì)調(diào)控研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采樣試驗(yàn)地位于河北秦皇島石橋營(yíng)板栗試驗(yàn)基地，供試的燕山板栗品種（系）分別為‘燕寶’‘燕龍’‘大板紅’“撫寧-12”“撫寧-8”“青龍巨栗”，其中‘燕寶’和‘燕龍’為本課題組選育的品種，‘大板紅’為河北省栽培較為廣泛的品種，其余的品系為本課題組選育的優(yōu)良品系，采樣時(shí)間見(jiàn)表1。所有材料均以‘燕山短枝’為砧木，5 a生。每個(gè)品種（系）選取栽培管理?xiàng)l件一致、長(zhǎng)勢(shì)良好的試驗(yàn)樹3 株，每株樹冠外圍隨機(jī)采收不同方向的成熟板栗堅(jiān)果30 個(gè)，共計(jì)90 個(gè)，隨機(jī)分為3 組，即為3 次重復(fù)。對(duì)板栗進(jìn)行拍照記錄（圖1）后，剝?nèi)ゴ贪c果皮取栗仁于液氮速凍后，置于－80 ℃超低溫冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

圖1 不同板栗品種（系）刺苞、堅(jiān)果、栗仁對(duì)比圖Fig.1 Comparison of thorny buds,fruits and kernels of different chestnut varieties

表1 不同板栗品種（系）的采樣時(shí)間Table 1 Sampling times of different chestnut varieties (lines)

甲醇（色譜級(jí)）、異丙醇（色譜級(jí)）美國(guó)Merck &Co.Inc.公司；雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；甲氧胺鹽 美國(guó)Sigma-Aldrich公司；正己烷、糖標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)CNW公司。

1.2 儀器與設(shè)備

8890-5977B型GC-MS儀 美國(guó)Agilent公司；5424R型離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司；MM400型球磨儀德國(guó)Retsch公司；CentriVap型冷凍干燥機(jī) 德國(guó)LABCONCO公司；MIX-200型多管渦旋振蕩器 上海凈信公司；KQ5200E型超聲清洗儀 昆山舒美公司；DHG-9055A型烘箱 儀合（上海）儀器設(shè)備有限公司；XD-DCY-24Y型氮吹儀 上海析達(dá)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定

可溶性糖測(cè)定方法使用蒽酮比色法（GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測(cè)定》），計(jì)算公式如下：

式中：C為從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得葡萄糖量；VT為樣品提取液總體積；VS為顯色時(shí)取樣品液量；W為樣品質(zhì)量。

所有實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3 次，生化甜度[25]計(jì)算公式如下：

1.3.2 可溶性糖組分含量測(cè)定

GC-MS條件：色譜柱：DB-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱流速：1 mL/min；柱箱升溫程序：170 ℃保持2 min，以10 ℃/min 速率升溫至240 ℃，然后以5 ℃/min速率升溫至280 ℃，再以25 ℃/min速率升溫至310 ℃，310 ℃保持4 min；傳輸線溫度：240 ℃；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；電子能量：70 eV。

內(nèi)標(biāo)溶液配制：內(nèi)標(biāo)溶液為同位素內(nèi)標(biāo)D-[1,2,3,4,5,5’-2H6]核糖，質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL。稱取標(biāo)品4 mg溶于1 mL的70%甲醇溶液配制4 000 μg/mL單標(biāo)母液，取250 μL單標(biāo)母液甲醇定容至1 mL獲取1 000 μg/mL內(nèi)標(biāo)溶液。

樣品提取液制備：將板栗果仁105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至質(zhì)量恒定后利用研磨儀研磨（30 Hz、1.5 min）至粉末狀，稱取20mg的粉末，加入500 μL甲醇-異丙醇-水（3∶3∶2，V/V）提取液，渦旋3 min，冰水中超聲30 min，在4 ℃、14 000 r/min離心3 min，吸取50 μL上清液后，加入20 μL質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液，氮吹并凍干機(jī)凍干。加入100 μL甲氧胺鹽吡啶（15 mg/mL），37 ℃孵育2 h，隨后加入雙(三甲基硅基)三氟乙酰胺100 μL，37 ℃孵育30 min，得到提取液。取50 μL的提取液用正己烷稀釋至1 mL，保存于棕色進(jìn)樣瓶，以備上機(jī)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010分析數(shù)據(jù)，用DPS進(jìn)行差異顯著性分析，并通過(guò)Duncan法進(jìn)行P＜0.05和P＜0.01水平下單因素多重比較分析。利用SPSS 24.0對(duì)可溶性糖組分進(jìn)行PCA，分別計(jì)算各指標(biāo)的特征向量、特征值及貢獻(xiàn)率，利用得分系數(shù)，計(jì)算出各品種（系）所對(duì)應(yīng)的PC值，以PC的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重對(duì)得分進(jìn)行加權(quán)處理，最終得到綜合得分F，運(yùn)用Graphpad Prism8繪制糖組分含量圖、聚類熱圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 可溶性糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用超純水逐級(jí)稀釋配制成0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、5、10、15、20、25、50 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液，過(guò)0.45 μm微孔濾膜，依次進(jìn)樣10 μL，獲得各個(gè)質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)譜峰強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以外標(biāo)與內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度比（x）為橫坐標(biāo)，外標(biāo)與內(nèi)標(biāo)峰面積比（y）為縱坐標(biāo)，繪制板栗所含糖組分的標(biāo)準(zhǔn)曲線（表2），相關(guān)系數(shù)均高于0.99。

表2 可溶性糖標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)Table 2 Calibration curves and correlation coefficients of soluble sugars

2.2 不同板栗品種（系）果實(shí)可溶性糖組分以其含量特征分析

對(duì)6 個(gè)板栗品種（系）進(jìn)行可溶性糖組分檢測(cè)，共檢測(cè)出24 種糖，包括18 種單糖、5 種二糖、1 種三糖（表3），分別為D-纖維二糖、麥芽糖、苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷、蔗糖、乳糖、D-半乳糖醛酸、D-(＋)-核糖酸-1,4-內(nèi)酯、D-木酮糖、甲基-β-D-吡喃半乳糖苷、D-甘露糖、1,5-酐-D-山梨糖醇、D-木糖、木糖醇、D-山梨醇、D-核糖、肌醇、D-葡萄糖醛酸、葡萄糖、D-半乳糖、L-巖藻糖、D-果糖、N-乙酰氨基葡萄糖、D-阿拉伯糖、棉子糖。其中D-半乳糖醛酸只在‘燕寶’中檢測(cè)出含量，D-(＋)-核糖酸-1,4-內(nèi)酯只在‘大板紅’和‘燕龍’中檢測(cè)出。其余22 種可溶性糖組分在所有品種（系）均檢測(cè)出。肌醇、葡萄糖、D-半乳糖、D-果糖、麥芽糖、蔗糖、棉子糖含量占所有檢出可溶性糖總量的98%～99%，其余組分含量較低。為此，本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析這7 種主要可溶性糖組分在不同品種（系）栗仁中的占比情況（圖2）和含量（表4）。

圖2 不同品種（系）主要可溶性糖組分占比Fig.2 Proportions of major soluble sugar components in different chestnut varieties (lines)

表3 不同板栗品種（系）可溶性糖組分含量測(cè)定Table 3 Contents of soluble sugar components in different chestnut varieties (lines) mg/g

表4 不同板栗品種（系）主要可溶性糖組分與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果Table 4 Major soluble sugar components and nutritional indexes of different chestnut varieties (lines)

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)（圖2），不同板栗品種（系）的可溶性糖組分結(jié)構(gòu)基本一致，但占比存在一定差異。其中，蔗糖是所有測(cè)定樣品中占比最高的可溶性糖組分，其含量在不同板栗品種（系）中占比高達(dá)64.71%～91.11%，遠(yuǎn)高于其他糖組分。在‘大板紅’‘燕寶’“青龍巨栗”中占比均超過(guò)了85%，這表明板栗可溶性糖主要以蔗糖的形式存在。僅次于蔗糖的是麥芽糖，占比在3.36%～17.49%之間，變化幅度較大，其中“撫寧-12”的麥芽糖占比要顯著高于其他品種（系），蔗糖占比最高的‘燕寶’中麥芽糖占比反而最低，僅為3.36%。占比第3位的是肌醇，它是板栗中含量最高的單糖，在測(cè)定的6 個(gè)板栗品種（系）中，“撫寧-12”的肌醇占比高達(dá)7.3%，而其他品種（系）均在3%左右，不及“撫寧-12”的一半。同為單糖的葡萄糖，占比僅次于肌醇，在“撫寧-12”中占比最高，顯著高于其他品種（系），為4.98%?！皳釋?8”次之，葡萄糖占比僅為1.71%，‘燕寶’和“青龍巨栗”占比均未超過(guò)1%。D-半乳糖、D-果糖、棉子糖在6 個(gè)板栗品種（系）內(nèi)的占比區(qū)間分別為0.5%～1.73%、0.5%～1.68%、0.83%～2.11%，這3 種糖組分在板栗的主要糖組分中占比較低。

通過(guò)對(duì)比可知（表4），肌醇含量最高的是“撫寧-12”，其次是‘燕寶’，二者并無(wú)顯著性差異，分別為2.458 5、2.450 6 mg/g，含量最低的是‘大板紅’，僅為1.41 mg/g。葡萄糖含量在不同的板栗品種（系）間存在顯著性差異，然而只有“撫寧-12”的含量超過(guò)1.5 mg/g，并且高于第2名的“撫寧-8”（0.892 6 mg/g）將近2 倍，其他品種（系）在0.491 4～0.779 6 mg/g之間?！帻垺c“撫寧-8”的D-半乳糖含量要顯著高于其他品種（系），兩者含量分別為0.640 5、0.664 6 mg/g，比“青龍巨栗”（最少）高出2 倍以上?！鄬殹汀扒帻埦蘩酢钡腄-果糖含量均為0.47 mg/g左右，與其余品種（系）均存在顯著差異。麥芽糖含量最高的是‘燕龍’，為6.147 3 mg/g，顯著高于其他品種（系），約為‘大板紅’（最低）的2.4 倍，在其余板栗品種（系）中為3.153 7～5.887 4 mg/g之間。蔗糖含量在6 個(gè)板栗品種（系）中介于21.796 1～85.546 3 mg/g，除‘大板紅’與‘燕龍’2 個(gè)品種外，其余品種（系）均存在顯著性差異，其中‘燕寶’蔗糖含量最高，為85.546 3 mg/g，比最低的“撫寧-12”高出了63.76 mg/g。只有‘燕寶’的棉子糖含量超過(guò)了1 mg/g，含量最低的“青龍巨栗”（0.478 5 mg/g），還不足‘燕寶’的一半。

通過(guò)對(duì)比蒽酮比色法測(cè)定的各樣品可溶性糖含量發(fā)現(xiàn)（表4），‘燕寶’質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他品種（系），為9.060 0%，而‘大板紅’‘燕龍’“撫寧-12”可溶性糖含量較低，介于6.370 0%～6.553 3%。生化甜度值是計(jì)算果實(shí)甜度的重要指標(biāo)，‘燕寶’的生化甜度值要顯著高于其他品種（系），‘大板紅’與‘燕龍’則無(wú)顯著性差異，甜度值最低的“撫寧-12”僅為26.01。

對(duì)板栗果實(shí)中含有的7 個(gè)主要可溶性糖組分含量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，繪制聚類熱圖（圖3）。6 個(gè)品種（系）可聚為3 類，第1類為“撫寧-12”、“撫寧-8”和‘燕龍’，這3 個(gè)品種（系）熱圖主要顯示淺紅色和淺綠色，表明相對(duì)于其他品種（系），這3 個(gè)品種（系）糖含量較高。第2類僅有‘燕寶’一個(gè)品種，主要以淺綠色和深紅色為主，其中蔗糖、棉子糖顏色較深，說(shuō)明其含量顯著高于其他品種（系）。第3類為“青龍巨栗”和‘大板紅’，主要以綠色為主，表明其糖含量相對(duì)較低。熱圖左方為可溶性糖組分聚類，根據(jù)同質(zhì)性可聚為3 類，A類為葡萄糖、麥芽糖、D-半乳糖，其在不同品種（系）中含量各不相同，“撫寧-12”的葡萄糖和麥芽糖含量相對(duì)較高，尤其是葡萄糖，顏色最深，含量最多?！扒帻埦蘩酢钡腄-半乳糖含量最低。B類由蔗糖和棉子糖組成，這兩種糖在‘燕寶’中的含量要顯著高于其他品種（系），而“撫寧-12”的蔗糖與“青龍巨栗”的棉子糖則較為明顯的低于其他品種（系）。C類由D-果糖和肌醇組成，這兩種糖在“撫寧-12”中含量相對(duì)較高，在‘大板紅’和‘燕龍’中含量相對(duì)較低。

圖3 主要糖組分聚類熱圖Fig.3 Clustering heatmap of major sugar components

2.3 不同板栗品種（系）果實(shí)中主要可溶性糖組分及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相關(guān)性分析

對(duì)板栗主要可溶性糖組分含量、可溶性糖含量以及生化甜度進(jìn)行相關(guān)性分析（表5），結(jié)果表明，可溶性糖與蔗糖表現(xiàn)的相關(guān)性較強(qiáng)（r=0.843*），反映了蔗糖是構(gòu)成板栗果實(shí)可溶性糖的最重要因素。此外，還發(fā)現(xiàn)D-果糖與肌醇呈顯著正相關(guān)，D-果糖作為甜度值最高的糖，肌醇含量會(huì)伴隨D-果糖含量的升高而升高，可作為評(píng)價(jià)甜度系統(tǒng)的另一重要指標(biāo)。D-半乳糖與生化甜度呈顯著負(fù)相關(guān)，對(duì)生化甜度的貢獻(xiàn)較低。

表5 不同板栗品種（系）果實(shí)中糖組分及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between sugar components and nutritional indexes in fruits of different chestnut varieties (lines)

2.4 6 個(gè)板栗品種（系）果實(shí)品質(zhì)的PC綜合評(píng)價(jià)

對(duì)6 個(gè)板栗品種（系）所有檢出的可溶性糖組分進(jìn)行PCA，通過(guò)PC特征值和貢獻(xiàn)率（表6）可知，前5 個(gè)PC的特征值均大于1，且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，可以基本解釋原始變量所代表的絕大部分信息。因此選取前5 個(gè)PC的數(shù)據(jù)作為6 個(gè)品種（系）數(shù)據(jù)分析的有效成分。PC1貢獻(xiàn)率達(dá)到了41.89%，主要包含的可溶性糖組分有D-纖維二糖、麥芽糖、乳糖、蔗糖、D-木酮糖、D-木糖、木糖醇、D-山梨醇、D-葡萄糖醛酸、葡萄糖、N-乙酰氨基葡萄糖、D-阿拉伯糖。PC2貢獻(xiàn)率為32.57%，主要包含的可溶性糖組分有苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷、蔗糖、D-半乳糖醛酸、甲基-β-D-吡喃半乳糖苷、D-甘露糖、D-木糖、木糖醇、D-核糖、肌醇、L-巖藻糖、D-果糖、D-阿拉伯糖、棉子糖。PC3貢獻(xiàn)率為14.43%，主要包含的可溶性糖組分有D-纖維二糖、苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷、D-(＋)-核糖酸-1,4-內(nèi)酯、D-半乳糖、D-果糖、棉子糖。PC4貢獻(xiàn)率為6.83%，主要包含的可溶性糖組分有1,5-酐-D-山梨糖醇、D-甘露糖。PC5貢獻(xiàn)率為4.29%，主要包含的可溶性糖組分有D-半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖。F1～F5中數(shù)值最大的即為該品種（系）最佳因子，對(duì)5 個(gè)PC中的各個(gè)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到成分得分系數(shù)矩陣，可列出5 個(gè)PC的得分函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式為：F=（41.89F1＋32.57F2＋14.43F3＋6.83F4＋4.29F5）/100。將6 個(gè)燕山板栗品種（系）糖組分的標(biāo)準(zhǔn)化值代入函數(shù)，得到6 個(gè)品種（系）的PC得分（表7）。結(jié)果表明，“撫寧-12”‘燕龍’‘燕寶’排名前三，其次是“撫寧-8”“青龍巨栗”‘大板紅’。綜合得分越高、排名越靠前說(shuō)明該板栗可溶性糖品質(zhì)越好，其中綜合得分大于0，說(shuō)明該板栗品種（系）可溶性糖品質(zhì)在平均水平之上，反之則在平均水平之下[26]。

表6 各PC的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 6 Eigenvalues,contribution rates and cumulative contribution rates of five principal components

表7 PC得分及排名Table 7 Ranking of principal component scores

3 討論

可溶性糖組分種類、含量高低是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)優(yōu)劣的主要依據(jù)之一。高可溶性糖含量歷來(lái)是板栗育種者追求的一個(gè)重要目標(biāo)，探明可溶性糖組分及含量特征，有助于了解其遺傳穩(wěn)定性和育種潛力，對(duì)發(fā)掘、利用、創(chuàng)新種質(zhì)和實(shí)現(xiàn)人為調(diào)控果實(shí)中各種糖組分含量具有重要指導(dǎo)意義。然而目前針對(duì)板栗糖組分定性定量的研究相對(duì)較少，本研究可進(jìn)一步挖掘可溶性糖數(shù)據(jù)資源，以期為現(xiàn)有優(yōu)異種質(zhì)資源的挖掘、創(chuàng)新和育種利用提供科學(xué)支撐。

本研究通過(guò)對(duì)燕山地區(qū)6 個(gè)板栗品種（系）進(jìn)行可溶性糖定性定量分析，共檢測(cè)出了24 種糖。6 個(gè)品種（系）中含量最多的糖均為蔗糖占比為64.71%～91.11%，這與覃海兵等[27]檢測(cè)結(jié)果一致。其余的主要糖分還包括麥芽糖、肌醇、葡萄糖、D-半乳糖、D-果糖、棉子糖，剩余糖類含量總和在6 個(gè)品種（系）中占比均不足2%。劉艷等[28]將7 個(gè)板栗品種4 ℃低溫貯藏1 個(gè)月后測(cè)定糖組分，發(fā)現(xiàn)蔗糖、葡萄糖、果糖、甘露糖含量最高，與本研究測(cè)定的主要糖組分基本一致。此外，劉艷等[28]的研究還發(fā)現(xiàn)了一種可溶性多糖排名靠前，但未能具體定性。本研究中僅發(fā)現(xiàn)了棉子糖這一種三糖，且排名前7，推測(cè)前者發(fā)現(xiàn)的可溶性多糖為棉子糖。檢測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，‘燕寶’中檢測(cè)出了D-半乳糖醛酸這種糖組分，而其他品種（系）均未檢測(cè)出此種物質(zhì)，而D-(＋)-核糖酸-1,4-內(nèi)酯同樣也只在‘大板紅’和‘燕龍’中檢測(cè)出來(lái)，這種品種特有的可溶性糖可作為品種的可溶性糖指紋圖譜，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)驗(yàn)使用蒽酮比色法測(cè)定各品種（系）的可溶性總糖含量，介于6.370 0%～9.060 0%之間，比GC-MS測(cè)定的糖含量總和略高。這種情況的原因是板栗可溶性糖成分復(fù)雜，GC-MS檢測(cè)時(shí)有些成分尚未明確，除了靶向檢測(cè)的32 種常規(guī)糖以外，仍舊存在一些未知的可溶性糖類，導(dǎo)致GC-MS檢測(cè)的糖組分總和無(wú)法與可溶性糖總量充分契合。

甜味作為果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，也是消費(fèi)者判斷果實(shí)成熟度的重要依據(jù)[29]?？扇苄蕴鞘翘鹞兜闹匾休d者，而蔗糖含量與可溶性糖呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)[27]，所以蔗糖含量可作為糖度風(fēng)味評(píng)價(jià)的參數(shù)之一。不過(guò)，由于在一些板栗品種（系）間蔗糖含量的變異較小，難以作為評(píng)價(jià)甜度風(fēng)味的唯一標(biāo)準(zhǔn)。板栗果實(shí)中D-果糖含量雖然最低，但其在天然糖中甜度最高，約為本研究中蔗糖的1.7 倍，所以其含量對(duì)果實(shí)的甜度發(fā)揮重要作用。肌醇含量也較低，在2.61%～7.30%之間，但其在不同品種（系）間差異較大，且與D-果糖呈顯著正相關(guān)，同樣是板栗風(fēng)味的一個(gè)重要指示指標(biāo)。因此，可以考慮把D-果糖、肌醇和蔗糖同時(shí)作為評(píng)價(jià)板栗果實(shí)甜度風(fēng)味的參照標(biāo)準(zhǔn)，這與張麗麗[30]、沈志軍[31]等研究結(jié)果較為一致。目前相關(guān)文獻(xiàn)中還沒(méi)有針對(duì)于板栗甜度進(jìn)行綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)，本研究可為后續(xù)板栗甜度評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建提供一定的參考。

PCA法即在最大程度保留原有信息的前提下，利用數(shù)目較少且相互獨(dú)立的指標(biāo)去代表數(shù)目較多且彼此相關(guān)的指標(biāo)。本研究通過(guò)PCA、相關(guān)性分析方法對(duì)不同品種（系）的板栗糖組分及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，可以篩選出綜合性狀優(yōu)良的品種（系），還可以通過(guò)公因子得分對(duì)各品種（系）進(jìn)行相關(guān)評(píng)價(jià)，為選育良好的燕山板栗品種（系）提供了科學(xué)和理論依據(jù)。本研究中，前5 個(gè)PC的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)100%，有效減少了變量的數(shù)量，挖掘出代表性的PC因子。根據(jù)PC綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，“撫寧-12”‘燕龍’‘燕寶’排名前三，這與生化甜度值的排名有所差異，考慮到PCA法規(guī)避了人為賦權(quán)對(duì)果實(shí)糖組分綜合評(píng)價(jià)的主觀影響，是將檢出的24 種可溶性糖組分一同進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，更為客觀全面地對(duì)板栗糖組分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，而生化甜度值則是針對(duì)糖組分甜度不同，僅對(duì)蔗糖、麥芽糖、D-果糖、葡萄糖進(jìn)行賦值計(jì)算，兩者計(jì)算方式、側(cè)重點(diǎn)有所不同所以導(dǎo)致排名有所差異。

4 結(jié)論

基于6 個(gè)燕山板栗品種（系）果實(shí)中糖組分及其含量特征分析，可獲得以下結(jié)論：1）供試的6 個(gè)燕山板栗品種（系）果實(shí)中共檢測(cè)出24 種糖組分，其中主要糖組分占到了檢出糖的98%～99%，主要糖組分有蔗糖、葡萄糖、D-果糖、麥芽糖、肌醇、棉子糖、D-半乳糖。不同的品種（系）中，糖組分結(jié)構(gòu)基本一致，但占比存在一定差異。其中，蔗糖含量最高，分布范圍為64.71%～91.11%，平均占比為82.17%，其次是麥芽糖，其含量分布范圍為3.36%～17.49%，平均占比達(dá)到8.60%，再者是由肌醇與葡萄糖組成的單糖占總糖含量的1.97%～4.14%。D-半乳糖、D-果糖、棉子糖含量較低，平均占比為0.52%、0.42%、0.77%。2）基于果實(shí)中糖組分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果顯示，可溶性糖與蔗糖表現(xiàn)的相關(guān)性較強(qiáng)（r=0.843*）。D-果糖與肌醇呈顯著正相關(guān)。D-半乳糖與生化甜度呈顯著的負(fù)相關(guān)，說(shuō)明板栗果實(shí)的甜度會(huì)隨著D-半乳糖含量的增加而降低。3）通過(guò)對(duì)6 個(gè)燕山板栗品種（系）果實(shí)糖組分及營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行PCA，綜合評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行綜合得分排序，研究排名為“撫寧-12”‘燕龍’‘燕寶’“撫寧-8”“青龍巨栗”‘大板紅’。為今后育種栽培工作提供數(shù)據(jù)參考，也將為深入探究板栗果實(shí)糖組分代謝機(jī)制等提供科學(xué)依據(jù)。