不同品種藍莓果實品質及芳香物質成分分析

劉笑宏，王建萍，顧亮，李公存，沙玉芬，趙玲玲，陳娜，蘇佳明

(山東省煙臺市農業科學研究院，山東 煙臺，265500)

藍莓是一種營養價值較高的水果，富含花色苷、維生素、蛋白質等營養元素，且其果肉細膩、清香宜人，既可鮮食，又可深加工成果汁、果酒、果醬，具有較高經濟價值和較好的發展前景[1]。

膠東半島在藍莓的產業發展中具有得天獨厚的條件。膠東半島具有適合藍莓生長的天然酸性沙壤土和典型的海洋性氣候，夏季雨量充沛，冬季溫暖、空氣濕度大，可有效防止藍莓抽條，且由于其緯度適宜，藍莓果實成熟期較早，可提前上市；膠東半島交通網絡發達，地理優勢顯著，利于成熟果實的輸出；山東具有豐富的果蔬栽培經驗、基礎設施和現代化發展理念，對藍莓產業具有較強的推動作用。20 世紀末，吉林農業大學小漿果研究所便同日本聯手，在我國山東地區進行了藍莓的產業化示范生產，經過多年的產業發展及人們生活水平的提高，藍莓因其風味獨特和保健功能，逐步得到人們的認可和關注[2]。

近幾年，藍莓在我國已然形成一股種植熱潮。據調查，山東省的藍莓種植面積位列全國第一，但其產量和出口量卻不及遼寧省，藍莓種植品種混雜、缺乏區域化主導品種使其未能形成一整套科學的栽培管理模式，是造成藍莓產量較低、品質下降的主要因素[3]，極大地制約了藍莓產業的健康發展。因此本試驗以膠東半島藍莓種植園為試點，對現階段已成規模的藍莓栽培品種進行品質評價，以期篩選出更適合鮮食和深加工的優良種植品種，對山東藍莓產業的發展、產品的推廣及其果實的深加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗設計

試驗于山東省煙臺市農業科學研究院海陽藍莓種植基地進行。種植基地屬溫帶濕潤性季風氣候，年平均降水量524.9 mm，年平均氣溫13.4 ℃，年平均日照時數2 488.9 h。試驗以藍豐為對照，供試品種為近幾年栽培面積較大的萊格西、珠寶、綠寶石。各品種均定植于2013年，南北行向種植，株距0.8 m，行距2 m，栽培管理措施一致。試驗時，每個品種選擇長勢一致的植株，10株為一小區，重復3次，共計30株。果實達到商品成熟時，每株藍莓采集10粒果實，保留部分鮮果，供鮮果指標測定，另一部分液氮冷凍處理后，分別貯存于-40、-20 ℃供香氣和其他果實品質的測定。

1.2 儀器與設備

PB-10 pH計，德國Sartorius公司； GL-20G-Ⅱ離心機，中國安科公司；GCMS-QP2010S高效氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 基本果實品質的測定

天平稱取30粒果實質量，計算百粒重，重復30次；游標卡尺測定果實的縱橫經，果形指數計算依據為公式(1)；果實榨汁，用pH計和手持折光儀測定果汁pH和可溶性固形物含量；酸堿滴定法[4]、3,5-二硝基水楊酸法[5]、Folin-Ciocalteu法[6]、亞硝酸鹽-氯化鋁法[7]、pH示差法[8]，分別測定果實可滴定酸、還原糖、總酚、類黃酮和花色苷含量。所有指標均按田間重復進行測定，每個樣品平行測定3次。

(1)

1.3.2 果實芳香物質的測定

采用固相微萃取法提取果實芳香物質。藍莓榨汁處理后，取6 mL樣品置于20 mL頂空瓶中，加入1 μL 2-辛醇(0.812 g/L)和磁力攪拌轉子，迅速密封并搖勻，置于恒溫磁力攪拌器上，將老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取頭插入樣品瓶頂空部分，于40 ℃吸附30 min，吸附后的萃取頭取出后插入氣相色譜進樣口，于250 ℃解吸3 min，同時啟動儀器采集數據。

氣相色譜-質譜條件為：毛細管色譜柱為DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序：40 ℃保持3 min，以5.0 ℃/min升溫至90 ℃，再以10.0 ℃/min升溫至230 ℃，保持7 min，進樣口溫度 250 ℃，高純氦氣流速0.80 mL/min。質譜接口溫度250 ℃，離子源(EI+)，電子能量70 eV，檢測器電壓1 000 V。

參照NIST 08 標準譜庫及原苗苗等[9]、申靜云等[10]的方法進行芳香物質定性；以2-辛醇為內標，對芳香物質成分定量分析。

1.4 數據統計與分析

數據分析采用Excel 2010及DPS 7.05(P≤0.05)，作圖采用Origin 9.0；隸屬函數分析法對4個品種的藍莓進行得分分析，并按得分高低進行排序。隸屬函數分析值的計算參照公式(2)[11]:

(2)

式中：Xi為i品種的隸屬函數值，Xmin為各品種同一性狀最小值，Xmax為各品種同一性狀的最大值。

2 結果與分析

2.1 不同品種藍莓基本果實品質分析

由表1可見，藍豐百粒重、pH在所測品種中最高，其中百粒重達651. 1 g，與綠寶石無顯著差異，但比萊格西和珠寶顯著增高4.15%和12.59%，pH顯著高于綠寶石13.47%，但與萊格西和珠寶無顯著差異；珠寶的果形指數、可溶性固形物、還原糖均顯著高于其他品種，即珠寶在所測品種中果型最接近圓形且含糖量最高，其可溶性固形物含量達13.7°Brix，分別比藍豐、萊格西、綠寶石顯著提高30.52%、22.29%和9.99%，還原糖含量為132.0 mg/g，比藍豐和綠寶石顯著提高31.77%、25.02%，甚至達到萊格西含量的2.18倍；4個品種的可滴定酸含量無顯著差異。

表1 不同品種藍莓果實基本生理指標分析Table 1 Analysis of physiological indicators of different blueberry varieties

注：同一列不同字母表示差異顯著(P≤0.05)，表2同。TSS(total soluble solids)，可溶性固形物。

2.2 不同品種藍莓次生代謝果實品質分析

次生代謝產物方面，藍豐在所測指標中均未顯示絕對優勢。總酚和花色苷含量以綠寶石最高，葉綠素和類胡蘿卜素含量以珠寶最高，類黃酮含量以萊格西最高(表2)。

綠寶石的總酚達13.11 mg/g，比藍豐顯著提高29.10%，花色苷含量達2.26 mg/g，比珠寶和萊格西顯著提高42.51%、49.69%，是藍豐花色苷含量的2.66倍；萊格西的類黃酮比珠寶顯著提高66.23%，是藍豐的2.41倍，但與綠寶石的類黃酮含量無顯著差異；葉綠素和類胡蘿卜素均以珠寶含量最高，且顯著高于其他品種，但藍豐、萊格西和珠寶之間無顯著差異。

表2 不同品種藍莓果實次生代謝產物質量分析Table 2 Quality analysis of secondary metabolites of different blueberry varieties

2.3 不同品種藍莓果實芳香物質分析

所測品種均以醇類、酯類和醛酮類物質為主(表3)。藍豐的芳香物質種類最多，達56種，綠寶石、珠寶均為51種，萊格西50種。所測品種中，藍豐、珠寶和綠寶石醇類物質種類豐富，均在15種以上，綠寶石種類最多，達20種，萊格西僅檢測到13種，但其醛酮類物質在所測品種中最多，達19種；所有品種的酯類物質種類均不超過10種，藍豐以9種居首位，綠寶石則僅檢測到4種酯類物質，在所有品種中最少；烯炔類和呋喃類則大部分都在2種左右。

物質含量方面，藍豐、珠寶和綠寶石香氣物質含量均超過了1 000 μg/L，綠寶石總量最高，為1 605.65 μg/L，珠寶次之，為1 537.72 μg/L，藍豐也達到了1 107.96 μg/L，但萊格西的香氣物質含量較低，為905.76 μg/L。藍豐和綠寶石均以醇類物質含量最高，藍豐為302.39 μg/L，綠寶石醇類物質含量高達664.97 μg/L，萊格西和珠寶則以醛酮類物質含量最高，含量分別為390.09 μg/L和534.14 μg/L。

表3 不同品種藍莓芳香物質單體組分及含量分析Table 3 Analysis of composition and content of aromatic substances in different blueberry varieties

續表3

芳香物質含量/(μg·L-1)藍豐萊格西珠寶綠寶石3,7-二甲基-6-亞辛基苯乙酸酯, E15-2.47±0.20--鄰苯二甲酸二異丁酯, E16---4.51±1.39壬烯醛, AH1--9.03±1.09b14.39±1.17a(E,E)-2,4-己二烯醛, AH2-1.76±0.04--2,4-壬二烯醛, AH3-1.17±0.06--苯甲醛, AH414.03±0.01a10.80±0.46a--壬烯醛, AH55.40±0.00a3.13±0.02b--(E,Z)-2,6-壬二烯醛, AH62.00±0.00a0.90±0.06b1.91±0.27a-反式-2,6-壬二醛, AH7---4.57±0.19正己醛, AH830.01±0.01b100.74±5.1a118.65±17.29a48.22±7.28b醛類己烯醛, AH9-1.71±0.12c241.02±5.28a179.94±10.40b反式己烯醛, AH1069.1±0.00b160.45±9.78a3.18±0.13c-辛醛, AH114.47±0.01b-4.26±0.11b7.38±0.83a壬醛, AH1222.38±0.01ab11.81±0.73b30.15±4.2a31.60±5.01a癸醛, AH1326.56±0.02ab13.75±0.73bc19.13±2.25bc33.93±3.83aα,4-3-環己烯正乙醛, AH14--1.06±0.55b6.64±0.58aZ-檸檬醛, AH1511.28±0.01b12.92±0.49b27.97±6.45a16.78±1.23b月桂醛, AH16---2.24±1.11反式-3,7-二甲基-2,6-醛, AH1711.63±0.01c27.39±1.10a34.82±2.00a20.77±1.21b3-苯基-2丙烯醛, AH18---3.67±0.242-壬酮, K14.88±0.01c16.69±0.84a17.33±0.78a11.21±2.11b甲基庚烯酮, K2---22.24±.0722-十一烷酮, K3--8.26±0.38a4.02±0.56b二氫黃蒿萜酮, K4---5.22±0.54正苯基乙酮, K5---1.31±0.051-苯基乙酮, K6--0.87±0.09-酮類6-甲基-5-庚酮, K730.71±0.00a15.80±1.94b16.50±2.15b-2-庚酮, K86.08±0.00---3-甲基-4-庚酮, K92.00±0.01a1.39±0.17a--正庚酮, K102.17±0.00a1.06±0.22b--2-十一烷酮, K11-6.50±0.20--苯乙酮, K12-0.85±0.05--2-辛酮, K13-1.27±1.05--香葉基丙酮, K1445.43±0.03a--31.38±2.92b5-異平基-2-甲基-2-乙烯基四氫呋喃, F1--3.77±0.23b26.29±4.88a呋喃類2-戊烷基呋喃, F21.68±0.00b1.32±0.58b2.99±1.15a3.00±0.55a反式-2-(2-戊烯基)呋喃, F30.77±0.00---十四基環氧乙烷, O12.08±0.00a1.05±0.03b--十三烷, O20.76±0.00b4.36±0.10a--1,1-氧二苯丁烷, O36.63±0.01a3.38±0.31b3.36±0.51b4.86±0.99ab1,3,5,7-環辛四烯, O4264.14±0.09b176.25±10.89c257.67±14.55b313.24±14.14a桉葉油素, O5143.3±0.07a5.33±0.76b-9.02±2.19b檸檬烯, O6--2.82±0.67a5.00±1.83aβ-月桂烯, O7-1.49±0.03b2.10±0.09a-其他類異松油烯, O8--1.34±0.18-十六炔, O9-0.83±0.00b1.68±0.49a-萘, O100.91±0.00---丁香油酚, O1112.37±0.01---β-環檸檬酸, O121.3±0.00a0.96±0.02b--順式辛細醚, O13-10.07±0.04--石竹烯氧化物, O1410.07±0.09c13.38±2.14c20.88±0.32b26.37±1.43a香草氧化物, O156.96±0.01b-5.72±0.43b41.28±3.01a反式-里那醇氧化物, O16---13.13±1.01異戊酸鹽, O17--61.89±1.33-

注：“-”表示未檢出,同一行不同字母表示差異顯著(P≤0.05)。

單體物質含量熱圖(圖1)和表1聯合分析可見，綠寶石、珠寶、藍豐、萊格西和分別有19種、15種、14種和6種芳香物質含量顯著高于其他品種，4個品種的1-己醇和乙酸二辛醇無顯著差異。大部分醇類物質都在100 μg/L以下，里那醇和香葉醇含量顯著高于其他香氣物質，里那醇以珠寶和綠寶石的含量較高，分別為218.35 μg/L和314.92 μg/L，香葉醇則以珠寶最高，為171.47 μg/L，比萊格西和綠寶石顯著提高23.93%、48.72%，甚至達藍豐的2.01倍；珠寶的α-松油醇含量達萊格西的17.48倍。酯類物質僅有珠寶的3-甲基丁酸乙酯含量超過50 μg/L，分別為藍豐、萊格西和綠寶石的12.32倍、11.98倍和5.33倍；4個品種的2-丙烯酸丁酯含量較高，且以藍豐含量最高，比珠寶高81.96%，是綠寶石和萊格西的2.08倍和2.94倍；綠寶石的水楊酸甲酯和藍豐的(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯含量也較高，均在10 μg/L以上，其余酯類物質含量均較低。醛酮類物質則以正己醛、己烯醛和反式己烯醛含量較高，其中萊格西的正己醛和反式己烯醛、珠寶的正己醛和己烯醛以及綠寶石的己烯醛含量均超過了100 μg/L，珠寶的己烯醛含量甚至達到了241.02 μg/L。此外，所測藍莓均檢測到大量的1,3,5,7-環辛四烯，綠寶石達313.24 μg/L，藍豐和珠寶含量在250 μg/L左右，萊格西含量在180 μg/L左右(表3，圖1)。

圖1 不同品種藍莓芳香物質成分及含量熱圖Fig.1 Heatmap of aromatic components and contents of different blueberry varieties注：熱圖條從上至下依次為芳香物質A1～O17，與表3一致。

各品種香氣物質含量占比分析可見，醇類、醛酮類、烯炔類在所測品種中占比較高，藍豐烯炔類物質比例最高，為36.35%，醇類和醛酮類占比次之；綠寶石醇類物質比例最高，為43.46%，占比次高的是醛酮類；萊格西和珠寶占比最高的均是醛酮類，占比次高均為醇類物質。所測品種的酯類物質含量占比均在5%左右，以藍豐最高，達5.93%，珠寶次之，為5.22%，萊格西占比最低，僅為3.18%；綠寶石的呋喃類占比最高，達1.73%，其他品種占比均未超過1%(圖2)。

a-藍豐；b-菜格西；c-珠寶；d-綠寶石圖2 不同品種藍莓芳香物質含量占比分析Fig.2 Analysis of the aromatic substances content of different blueberry varieties

2.4 不同品種藍莓果實品質綜合評價分析

對不同品種藍莓各項指標進行隸屬函數分析可見，珠寶、藍豐、綠寶石和萊格西得分為1.00的指標個數分別為5個、3個、2個和1個，得分為0.00的指標個數分別為1個、6個、2個和1個；平均隸屬函數分析可見，珠寶在所測品種中得分最高，平均隸屬函數值為0.68，其次為綠寶石，為0.52，藍豐和萊格西相差不大，分別為0.34和0.35(表4)。

3 討論

3.1 品種對果實品質的影響

品種是決定果實品質的重要因素，決定果實的營養物質組成和含量[12]。前人研究表明，果實大小可影響果實外觀，但對營養成分的影響甚微[13-14]，本試驗研究也顯示，藍豐在所測品種中果個最大，但其他果實品質并不突出，而果個最小的珠寶，卻在綜合果實評價中得分最高，位列所測品種之首；果實色澤主要由花色苷決定，類胡蘿卜素、葉綠素對果實色澤具有輔助作用，本研究也表明，果實花色苷的含量顯著高于葉綠素和類胡蘿卜素；華星[15]研究表明，花青苷含量與葡萄糖、果糖等還原糖含量顯著相關，但也有研究表明，果實中花色苷含量與可溶性糖含量顯著相關[16]，本試驗研究顯示，珠寶還原糖含量顯著高于其他品種，但其花色苷含量卻顯著低于綠寶石，萊格西的還原糖含量在所測品種中最低，但其花色苷含量顯著高于藍豐，可能與糖類代謝途徑相關酶的活性有關，研究表明，葡萄糖既可作為苯丙烷類代謝途徑前體參與合成花色苷、類黃酮，又可為蔗糖合酶途徑中蔗糖的合成提供活化的單糖基[17]，兩者又形成了一定的底物競爭關系，本試驗中也顯示還原糖含量最低的萊格西，其類黃酮含量是所有品種中最高的，可能與此競爭有關。

表4 不同品種藍莓果實品質隸屬函數分析Table 4 Membership function analysis of quality in different blueberry varieties

3.2 品種對芳香物質成分及含量的影響

芳香物質組分及含量影響果實鮮食和加工品質[18]。研究表明，高叢藍莓多數都以醇類和酯類等芳香物質為主[19]，酯類和醇類物質分別可賦予果實濃郁的花香和果香氣味，增加果實香氣的復雜性和典型性[20]，是藍莓果實主要特征香氣成分[21]。MATSUI等[22]研究表明，藍莓果實酯類物質含量最高，但本試驗研究結果顯示，所測藍莓品種的酯類物質種類較多，但僅有3-甲基丁酸乙酯、2-丙烯酸丁酯和水楊酸甲酯含量在所測品種中含量均相對較高，醇類物質則表現為種類和含量均相對較高，這可能與品種及測定方式有關。

果實中芳香物質種類豐富，可提升藍莓的主體香氣，使其香氣更為清甜飽滿。與其他品種相比，藍豐的芳香物質種類更多，綠寶石芳香物質含量更高，二者芳香物質隸屬函數值相對較高，主體香氣應該更為濃郁；又有研究表明，醛酮類物質賦予果實特殊的品種香[23]，癸醛等物質可以賦予果實以令人愉快的柑橘果青甜香[24]，己醛、己烯醛等物質則具有蘋果香、青草香，這些物質香氣閾值較低，少量便可提高藍莓香氣的感知度[25]，加強果實特征香氣，本試驗中，珠寶和萊格西等醛酮類物質含量比例較高，品種香更濃；此外，檸檬烯可賦予果實以果香、甜香和清香，異松油烯具柑橘類水果風韻[26]，可使藍莓具有清新的、典型的水果香氣，但所測品種中，僅珠寶和綠寶石檢測到了檸檬烯，僅珠寶檢測到了異松油烯，珠寶和綠寶石的果實更清香。

4 結論

珠寶和綠寶石香氣更豐富，可作為鮮食和釀酒首選品種進行推廣。珠寶果個小但果型偏圓，且含糖量、總酚和花色苷含量高，表現最佳；綠寶石果個大、總酚和花色苷含量高；藍豐果個大、芳香物質種類多；萊格西類黃酮含量高，品種香濃郁。