三個(gè)中國(guó)主栽寬皮柑橘品種制汁品質(zhì)評(píng)價(jià)

成傳香，王鵬旭，賈蒙，桂瑤，馬亞琴

(西南大學(xué)柑桔研究所，國(guó)家柑桔工程技術(shù)研究中心，重慶，400712)

柑橘是世界第一大宗水果，其種類(lèi)包括寬皮柑橘、橙類(lèi)、柚類(lèi)、檸檬和金柑等[1]。寬皮柑橘(Citrusreticulate)屬蕓香科(Rutaceae)柑橘屬(Citrus.L)植物，是一類(lèi)果皮寬松、容易剝皮的柑橘品種群。寬皮柑橘在2018/19年度全球產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)3 140萬(wàn)t，中國(guó)為2 200萬(wàn)t，占全球?qū)捚じ涕佼a(chǎn)量的70%以上[2]。我國(guó)寬皮柑橘資源豐富，品種多樣化，主栽品種為溫州蜜柑、南豐蜜桔和椪柑，其產(chǎn)量分別占我國(guó)柑橘總產(chǎn)量(2017年)的23.4%、6.0%、10.3%[3]。

中國(guó)雖然是寬皮柑橘第一生產(chǎn)大國(guó)，但加工轉(zhuǎn)化率不足5%，且主要的加工形式依然是傳統(tǒng)的橘瓣罐頭加工，寬皮橘汁產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)鮮有銷(xiāo)售。本研究以溫州蜜柑、南豐蜜桔和椪柑為研究對(duì)象，考察其品質(zhì)特性(包括糖酸含量、光學(xué)特性、活性成分及風(fēng)味物質(zhì))，為寬皮柑橘制汁提供理論參考，以期提高我國(guó)寬皮柑橘利用率及緩解鮮果滯銷(xiāo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

三種柑橘原料(溫州蜜柑、南豐蜜桔和椪柑)均在成熟期采摘，分別采于湖北宜昌、江西南豐及浙江衢州。利用錐式壓榨機(jī)制汁，榨汁后經(jīng)80目無(wú)菌紗布過(guò)濾，存于-80℃超低溫冰箱備用。

葡萄糖、果糖、蔗糖(均為色譜純)，購(gòu)于阿拉丁試劑(上海)有限公司；福林酚試劑，購(gòu)于北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司；2,6-二氯靛酚、丙酮、石油醚、二氯甲烷、抗壞血酸、沒(méi)食子酸，購(gòu)于成都市科龍華工試劑廠；乙腈、甲醇(均為色譜純)，購(gòu)于賽卡姆(北京)科技儀器有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

榨汁機(jī)，美國(guó)Brown公司；實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，梅特勒-托利多(上海)有限公司；紫外分光光度計(jì)(TU-1901)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；高效液相色譜(Ulimate 3000)；美國(guó)Thermo Fisher公司；色差儀(Color i5)，瑞士Gretag Macbech公司；阿貝折射儀，上海精密科學(xué)儀器有限公司；7890A/5975C氣相色譜-單四極桿質(zhì)譜儀(配DB-5MS石英毛細(xì)管柱),美國(guó)Agilent公司；Combi PAL氣相色譜多功能自動(dòng)進(jìn)樣器,瑞士CTC公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 pH值測(cè)定

使用梅特勒-托利多FE20 型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)直接進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 可溶性固形物測(cè)定

依照GB/T 8210—2011《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》中阿貝爾折射儀測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 可滴定酸測(cè)定

依照GB/T 8210—2011《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》中酚酞指示劑法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 可溶性糖測(cè)定

采用高效液相色譜法，檢測(cè)器為示差折光檢測(cè)器(refractive index detector，RID)。液相色譜條件：色譜柱：Hypersil APS-2氨基色譜柱(250×4.6 mm，5μm);流動(dòng)相：80%乙腈；流速：2 mL/min；柱溫：40℃；進(jìn)液量：10 μL。

準(zhǔn)確稱(chēng)取250 mg果糖、葡萄糖和蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品，用超純水定容至10 mL體積，制備為25.0 g/L的標(biāo)準(zhǔn)母液。然后將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋至15.0、10.0、5.0、2.5、2.0、1.0和0.5 g/L。以果糖、葡萄糖、蔗糖質(zhì)量為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)，繪制了標(biāo)準(zhǔn)曲線。果糖、葡萄糖和蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線分別為y=0.013x-0.005、y=0.011 8x+0.031 6和y=0.012 7x-0.007 1。

1.3.5 色值測(cè)定

使用Color i5色差儀測(cè)定樣品的L*、a*和b*值，其中L*為樣品的亮度，a*為紅綠值，b*為黃藍(lán)值。

1.3.6 抗壞血酸測(cè)定

依照GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸》中2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

1.3.7 總酚測(cè)定

參照Folin-Ciocalteu法[4]測(cè)定。

1.3.8 總類(lèi)胡蘿卜素測(cè)定

參照遲淼[5]的石油醚-丙酮萃取法測(cè)定。

1.3.9 檸檬苦素測(cè)定

參照李一兵等[6]的方法并加以修改。樣品處理：取20 mL果汁，加入20 mL二氯甲烷后，渦旋振蕩30 min，連續(xù)浸提3次，浸提液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀30℃蒸干，然后用85%乙腈定容至2 mL，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過(guò)濾后進(jìn)行HPLC分析。

HPLC測(cè)定條件：A相：乙腈，B相：純水；流速1 mL/min;柱溫30 ℃；進(jìn)樣量20 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)210 nm。

1.3.10 酚酸組分測(cè)定

參照MATTILA等[7]的方法并加以修改。取10 mL果汁加入5 mL濃度為16 mol/L的NaOH溶液水解1 h，水解結(jié)束后，用8 mol/L的HCl調(diào)pH至1～2，然后加10 mL乙酸乙酯與乙醚(體積比1∶1)萃取3次，合并萃取液，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，再用2 mL 80%甲醇定容，0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾，上機(jī)備用。

HPLC條件:色譜柱：Venusil MP C18色譜柱(5 μm，4.6 mm×250 mm)A相：純甲醇，B相：0.5%乙酸，流速1 mL/min，進(jìn)樣量20 μL。

1.3.11 類(lèi)黃酮組分測(cè)定

參照AGCAM[8]的方法并加以修改。10 mL果汁加入10 mL乙酸乙酯渦旋振蕩20 min，4 000 r/min離心15 min，取有機(jī)相至新離心管中，水相再用10 mL乙酸乙酯萃取2次，合并3次萃取液，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，用2 mL60%甲醇定容，0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾，上機(jī)備用。

HPLC條件:色譜柱：Thermo Fisher色譜柱(5 μm，4.6 mm×250 mm)、柱溫30℃、A相：純乙腈，B相：1%乙酸、流速1 mL/min，進(jìn)樣量20 μL。

1.3.12 香氣成分測(cè)定

1.3.12.1 樣品萃取條件

參照鄭潔等[9]的方法，并加以修改。準(zhǔn)確稱(chēng)取5.0 g果汁，置于20 mL螺口玻璃瓶中，加入1.0 g干燥后的NaCl，再加入2 μL環(huán)己酮作為內(nèi)標(biāo)物，用聚四氟乙烯隔熱墊密封瓶蓋旋緊備用，每個(gè)樣品測(cè)定2次。頂空固相微萃取條件：40℃平衡20 min；頂空吸附30 min；解析5 min。

1.3.12.2 色譜和質(zhì)譜條件

氣相色譜條件:色譜柱為DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：35 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min，再以5 ℃/min升至240 ℃，保持2 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；不分流進(jìn)樣；載氣為氦氣(純度大于99.999%)；載氣流速1 mL/min。

質(zhì)譜條件:電子電離(electron ionization，EI)源；電子能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度 230 ℃；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～400。

1.3.12.3 定性和半定量分析

利用圖譜庫(kù)(NIST 2008和Flavour 2.0)的檢索結(jié)果，并以C5-C25正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間計(jì)算出化合物的相對(duì)保留指數(shù)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)[10-11]定性確定相應(yīng)的揮發(fā)性物質(zhì)。定量方法采用內(nèi)標(biāo)法，內(nèi)標(biāo)物為環(huán)己酮。利用各成分峰面積與內(nèi)標(biāo)物峰面積對(duì)比進(jìn)行半定量分析，含量單位為μg/g。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)，XLSTAT 2016軟件進(jìn)行主成分分析，Excel 2013用于繪制圖表及數(shù)據(jù)整理。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種寬皮柑橘糖酸成分比較

糖和酸是柑橘味感的主要成分，糖主要是葡萄糖、蔗糖和果糖，酸主要是指檸檬酸、蘋(píng)果酸等。表1所示為3種寬皮柑橘糖酸成分比較，從表中可以看出，不同品種之間，其糖酸含量均存在極顯著差異(P<0.01)。椪柑的可滴定酸含量最高，溫州蜜柑次之，南豐蜜桔最低，其pH值正好相反。可溶性固形物主要是指食品中所有溶解于水的化合物的總稱(chēng),包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，其中糖含量大約占80%。3種寬皮柑橘中含量最高的可溶性糖均是蔗糖，且蔗糖含量是葡萄糖和果糖的2～4倍。南豐蜜桔的可溶性固形物、蔗糖含量均高于另外2種寬皮柑橘，溫州蜜柑和椪柑的3種可溶性糖其含量相差不大，但可溶性固形物含量差異顯著。

表1 三種寬皮柑橘糖酸成分比較Table 1 Comparison of sugar and acid components of three Mandarin(Citrus reticulata)

注：同列肩標(biāo)不同字母表示列組間有顯著性差異(P<0.05)。下同。

2.2 三種寬皮柑橘光學(xué)特性比較

柑橘汁的色澤是影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲的重要因素之一，也是反映果汁新鮮度和衛(wèi)生狀況的重要指標(biāo)。天然色素的種類(lèi)和數(shù)量對(duì)柑橘汁的色澤起著決定性作用。由表2可知，溫州蜜柑汁的亮度(L*)、紅色色澤(a*)及黃色色澤(b*)均要顯著高于其他兩種寬皮柑橘汁，南豐蜜桔和椪柑的L*值相差不大，但南豐蜜桔的a*值低于椪柑，b*值要高于椪柑。

表2 三種寬皮柑橘光學(xué)特性比較Table 2 Comparison of optical characteristics of three Mandarin(Citrus reticulata)

2.3 三種寬皮柑橘活性成分比較

柑橘水果具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，除含有基本的糖酸、礦物質(zhì)外，還含有抗壞血酸、酚酸、黃酮、類(lèi)胡蘿卜素、檸檬苦素等多種活性成分。其中檸檬苦素和柚皮苷這2種苦味物質(zhì)也是評(píng)價(jià)果汁加工適應(yīng)性的重要指標(biāo)[12]。

由表3可知，3種寬皮柑橘的4類(lèi)活性成分含量之間存在極顯著差異(P<0.01)。其中，南豐蜜桔的抗壞血酸和總類(lèi)胡蘿卜素含量均最高，椪柑的檸檬苦素含量最高，溫州蜜柑的總酚含量最高。3種寬皮柑橘其抗壞血酸含量相差不大，但椪柑的檸檬苦素含量是南豐蜜桔的將近3倍，溫州蜜柑的總酚含量是南豐蜜桔的2.5倍，南豐蜜桔的總類(lèi)胡蘿卜素含量是椪柑的1.8倍。

表3 三種寬皮柑橘活性成分比較Table 3 Comparison of active ingredients of three Mandarin(Citrus reticulata)

表4所示為測(cè)定7種主要酚酸組分的含量，阿魏酸是含量最高的酚酸組分，咖啡酸、芥子酸、沒(méi)食子酸、對(duì)香豆酸次之，原兒茶酸和對(duì)羥基苯甲酸含量最低，與張?jiān)穂13]的研究結(jié)果基本一致。其中，3種寬皮柑橘的對(duì)羥基苯甲酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸和阿魏酸差異極顯著(P<0.01)，沒(méi)食子酸含量差異顯著(P<0.05)，原兒茶酸和芥子酸含量差異不顯著(P>0.05)。溫州蜜柑的沒(méi)食子酸、原兒茶酸、對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)香豆酸、阿魏酸和芥子酸含量均高于其他2種寬皮柑橘，椪柑的咖啡酸含量最高，將近南豐蜜桔含量的6倍，南豐蜜桔各酚酸組分含量除了原兒茶酸和阿魏酸，均低于溫州蜜柑和椪柑。

表4 三種寬皮柑橘酚酸組分比較Table 4 Comparison of phenolic acids of three Mandarin(Citrus reticulata)

表5所示為測(cè)定5種主要類(lèi)黃酮組分的含量，橙皮苷是含量最高的類(lèi)黃酮組分，蕓香柚皮苷次之，含量最低的是柚皮苷和新橙皮苷，與趙梓燕[14]的研究結(jié)果基本一致。其中3種寬皮柑橘的蕓香柚皮苷和新橙皮苷含量之間差異極顯著(P<0.01)，柚皮苷、橙皮苷和川皮陳素含量之間差異顯著(P<0.05)。除了川皮陳素，其他4種類(lèi)黃酮組分在溫州蜜柑中含量均為最高，川皮陳素在椪柑中含量最高，南豐蜜桔的蕓香柚皮苷、橙皮苷和川皮陳素含量均低于溫州蜜柑和椪柑，并且含量差別極大。

表5 三種寬皮柑橘類(lèi)黃酮比較Table 5 Comparison of flavonoids of three Mandarin(Citrus reticulata)

2.4 三種寬皮柑橘香氣物質(zhì)比較

香氣是衡量果實(shí)品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)，新鮮柑橘的揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類(lèi)繁多，不同物質(zhì)混合在一起，相互作用影響，共同賦予柑橘果汁清新、獨(dú)特、舒適的氣味[15]。利用GC-MS在3種寬皮柑橘中共檢測(cè)到49種香氣物質(zhì)，其中在溫州蜜柑、南豐蜜桔和椪柑中分別檢測(cè)到27、30和28種(表6)，3種寬皮柑橘中共測(cè)得香氣物質(zhì)總含量分別為441.61、281.37和673.74 μg/g。椪柑的香氣物質(zhì)總含量最高，溫州蜜柑次之，南豐蜜桔最低。在3種寬皮柑橘中所有香氣物質(zhì)中，烯烴類(lèi)物質(zhì)含量均為最高，其次為醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)。溫州蜜柑的醛類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)含量均高于其他2種寬皮柑橘，南豐蜜桔的酮類(lèi)和酚類(lèi)物質(zhì)含量要高于溫州蜜柑和椪柑，而醇類(lèi)和烯烴類(lèi)在椪柑中的含量最高。

表6 三種寬皮柑橘香氣物質(zhì)含量比較Table 6 Comparison of aroma substances in three Mandarin(Citrus reticulata)

含量高的香氣物質(zhì)其香氣強(qiáng)度不一定高，如含量高的檸檬烯對(duì)整體香氣貢獻(xiàn)程度并不高，利用香氣值(odor activity value，OAV)可以較準(zhǔn)確的判定香氣強(qiáng)度。OAV>1的香氣物質(zhì)稱(chēng)為特征香氣物質(zhì)，也叫做香氣活性物質(zhì)，OAV值越高，香氣強(qiáng)度越大，對(duì)整體香氣的貢獻(xiàn)程度也就越大。查閱相關(guān)文獻(xiàn)[15-18]得到香氣物質(zhì)的香氣閾值，結(jié)合GC-MS的定量結(jié)果，計(jì)算所得OAV值。表7所示為3種寬皮柑橘中OAV>1的香氣物質(zhì)。由表7可以看出，3種寬皮柑橘中OAV>1的香氣物質(zhì)總共27種，醇類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、萜烯類(lèi)和酚類(lèi)分別有8、3、3、1、10和2種，其中OAV值較高的香氣物質(zhì)有芳樟醇、β-紫羅蘭酮、異松油烯和檸檬烯等。椪柑包含最多的特征香氣物質(zhì)，為21種，其次為溫州蜜柑，包含19種，南豐蜜桔最少，為17種。

表7 三種寬皮柑橘中OAV>1的香氣物質(zhì)Table 7 Aroma substances of OAV>1 in three Mandarin(Citrus reticulata)

注：“-”表示無(wú)。

2.5 三種寬皮柑橘品質(zhì)的主成分分析

本研究以寬皮柑橘樣品及理化指標(biāo)作為分析對(duì)象，采用主成分分析法對(duì)3種寬皮柑橘樣品的11個(gè)重要理化指標(biāo)進(jìn)行分析。F1主成分的貢獻(xiàn)率為63.61%，F(xiàn)2主成分的貢獻(xiàn)率為36.38%，2個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到100%，表明F1、F2兩個(gè)主成分解釋了原品質(zhì)特征變量100%的方差信息。主成分1主要攜帶的是pH、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、檸檬苦素、抗壞血酸、總類(lèi)胡蘿卜素的信息,主成分2主要攜帶的是總酚、L*、a*、b*的信息。

11個(gè)重要理化指標(biāo)在2個(gè)主成分的載荷圖見(jiàn)圖1。可溶性糖、可溶性固形物、抗壞血酸和b*分布在第一象限，說(shuō)明它們對(duì)主成分1和主成分2有較大影響。可滴定酸、總酚、分布在第二象限，說(shuō)明它們與主成分2呈正相關(guān)。檸檬苦素位于第3象限，說(shuō)明對(duì)主成分1和主成分2影響較小。pH和總類(lèi)胡蘿卜素位于第四象限，說(shuō)明它們與主成分1相關(guān)性較大。主成分1和主成分2對(duì)三種寬皮柑橘區(qū)分明顯，溫州蜜柑與總酚、L*及a*相關(guān)性顯著，南豐蜜桔與pH、總類(lèi)胡蘿卜素相關(guān)性顯著，椪柑位于第三象限，與檸檬苦素有較大的相關(guān)性。

圖1 主成分載荷圖Fig.1 Principal component load diagram

3 結(jié)論

3種寬皮柑橘的理化指標(biāo)存在顯著差異，溫州蜜柑的總酚含量、L*值、a*值、b*值及5種酚酸組分(沒(méi)食子酸、原兒茶酸、對(duì)羥基苯甲酸、阿魏酸、芥子酸)和4種類(lèi)黃酮組分(蕓香柚皮苷、柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷)均為最高，南豐蜜桔的pH、可溶性固形物、可溶性糖含量、抗壞血酸、總類(lèi)胡蘿卜素含量均為最高，但可滴定酸、檸檬苦素、總酚含量、L*值、a*值、6種酚酸組分、3種類(lèi)黃酮組分及香氣物質(zhì)總含量最低，椪柑的可滴定酸、檸檬苦素、咖啡酸、川皮陳素含量計(jì)香氣物質(zhì)總含量均為最高，但可溶性固形物、抗壞血酸、總類(lèi)胡蘿卜素、b*顯著低于其他2個(gè)品種。

南豐蜜桔特征表現(xiàn)為高糖低酸，椪柑則為高酸低糖，而溫州蜜柑的色澤特征最好。溫州蜜柑和南豐蜜桔的各活性成分含量均要高于椪柑，即包含更多的營(yíng)養(yǎng)成分。椪柑的檸檬苦素含量顯著高于其他2個(gè)品種，表現(xiàn)為苦味嚴(yán)重，而南豐蜜桔幾乎不表現(xiàn)苦味特征。椪柑的風(fēng)味品質(zhì)最好，南豐蜜桔最差。3種寬皮柑橘的感官性狀與李申[19]、李楠楠[20]和張震[21]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。主成分分析根據(jù)其特征表現(xiàn)可以將3個(gè)寬皮柑橘有效區(qū)分開(kāi)來(lái)，并得出溫州蜜柑更適合制汁。綜上，本實(shí)驗(yàn)研究3種寬皮柑橘的品質(zhì)特性，分析其制汁適應(yīng)性，為寬皮柑橘制汁提供理論參考，對(duì)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，還可以有效緩解寬皮柑橘產(chǎn)量過(guò)多，市場(chǎng)供過(guò)于求的現(xiàn)狀。