4個甜櫻桃品種品質指標和酚類物質比較

裴令棟，王震，彭勇*，趙登超，張序

（1.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018；2.山東省林業科學研究院，山東 濟南 250014；3.煙臺市農業科學研究院，山東 煙臺 265500）

甜櫻桃因其果實色澤鮮艷、味道甜美、營養豐富等特點深受人們喜愛，并且甜櫻桃果實含有大量酚類、黃酮類、花色苷等生物活性成分，對人體健康非常有益[1-2]。近年來，甜櫻桃的種植面積和消費量逐漸增加，據統計我國甜櫻桃的種植面積已達20萬公頃，年產量超過70萬噸[3]，甜櫻桃已成為農民增收致富的主要經濟來源之一，研究其營養價值具有重要的現實意義。

目前，市面上甜櫻桃品種繁多，不同品種間的品質差異較大，相關研究表明可溶性固形物含量越高，甜櫻桃果實品質和感官風味越好[4]。對甜櫻桃果實品質性狀的遺傳多樣性分析發現，不同品種間甜櫻桃總糖、VC、單果重的變異系數較大，而總酸和花色苷的變異系數較小[5]。此外，果實采收時間、成熟度、栽培技術、貯藏條件等均會明顯影響果實的固形物含量及其相關品質指標[2]，尤其是大棚甜櫻桃，由于氣候條件的限制，可溶性固形物積累量少，其含量通常低于露天栽培的甜櫻桃，但是目前對大棚甜櫻桃品種品質差異的研究較少。

酚類物質是甜櫻桃果實中重要的生物活性物質，有抗氧化、抗炎癥、抗腫瘤等多種生理作用。研究發現甜櫻桃中的總酚含量與其抗氧化能力呈正相關，含有的多酚類化合物主要是黃酮類和酚酸類物質，包括兒茶素、表兒茶素、花青素、肉桂酸、黃烷-3-醇等[6]。高效液相色譜分析發現由于果實和提取條件的差異，果實中兒茶素、咖啡酸、蘆丁、對香豆酸等酚類物質的含量在0.37 mg/kg～240.62 mg/kg之間[7-8]。近年來，對于甜櫻桃多酚的功能活性研究，為人們開發健康的加工食品提供了新思路，成為甜櫻桃產業新的發展方向。

本研究以美早、先鋒、雷尼、拉賓斯4個品種的大棚甜櫻桃為研究對象，比較其營養品質、貯藏特性和酚類成分的差異，并利用皮爾森相關性深入分析各指標之間的相關性，以期為甜櫻桃的品質分析和加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

美早、先鋒、雷尼、拉賓斯甜櫻桃：采自濰坊市臨朐縣山旺鎮，新鮮完整、無機械傷、無病蟲害、大小和色澤一致，采后12 h內運入山東農業大學食品學院實驗冷庫，在4℃條件下貯藏備用。

無水乙醇、甲醇、色譜甲醇、甲酸、色譜乙腈、氫氧化鈉、酚酞、福林酚、碳酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁：天津凱通化學試劑有限公司；原兒茶酸、表兒茶素、綠原酸、兒茶素、咖啡酸、對香豆酸、蘆丁、金絲桃苷、阿魏酸、根皮苷（純度均＞98%）：上海源葉生物科技有限公司。除注明外所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

GY-I型果實硬度計：北京順科達科技有限公司；CR-400色差計：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；PAL-1數顯折光儀：日本ATAGO公司；PBI氣體分析儀：英肖儀器儀表（上海）有限公司；UV-5100B紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司；LC-20AT高效液相色譜儀：日本島津公司；TP300果心溫度計：北京中科三研科技有限責任公司；SHB-III循環水式多用真空泵：鄭州長城科工貿有限公司；OSB-2200油浴鍋、N-1300旋轉蒸發儀：上海愛朗儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 果皮和果肉顏色測定

使用色差計對甜櫻桃果皮和果肉顏色進行測定，記錄L*值、a*值、b*值，每個品種重復測定10個果實，取平均值。

1.3.2 果實硬度、可溶性固形物含量、總酸含量的測定

利用硬度計測定整果硬度（帶果皮）和果肉硬度，測定部位為甜櫻桃果實赤道部位，每個品種重復測定10個果實，取平均值。利用折光儀測定甜櫻桃的可溶性固形物含量，果實漿液用紗布過濾后直接測定，每個品種測定5次，取平均值。采用酸堿滴定法[9]測定總酸的含量，取甜櫻桃果肉樣品10 g，研磨后用去離子水轉移至100 mL容量瓶中，搖勻、定容，準確吸取濾液20 mL，用0.10 mol/L NaOH溶液滴定至微紅色，記錄消耗的NaOH體積，重復測定3次。總酸含量按以下公式計算。

式中：c為NaOH溶液的濃度，0.1 mol/L；V為滴定消耗NaOH溶液的體積，mL；K為換算系數，以蘋果酸計，K=0.067；V0為樣品稀釋液總體積，100 mL；m為樣品質量，10 g；V1為滴定時吸取樣品溶液的體積，20 mL。

固酸比以可溶性固形物含量與總酸含量的比值表示。

1.3.3 果實呼吸強度、冰點的測定

果實呼吸強度測定：將500 g甜櫻桃樣品放入盒中密封，在25℃條件下放置5 h。使用PBI氣體分析儀測定盒中CO2濃度，呼吸強度結果以單位時間、單位質量的果實產生的CO2的量表示[μL/（g·h）]，每個甜櫻桃品種重復測定3次。冰點測定是將果心溫度計插入果實，放置在含有低溫蓄冷劑的泡沫盒中進行降溫處理，每隔10 s記錄1次溫度，當溫度達到-5℃時停止記錄，以變化緩慢的時間點所對應的溫度為冰點，每個品種重復測定3次，取平均值。

1.3.4 果皮和果肉總酚和類黃酮的測定

總酚和類黃酮含量測定參照孟文博[10]的方法。稱取0.2 g果皮和果肉樣品，用80%甲醇浸提1 h，在10 000 r/min條件下離心20 min，獲得上清液。吸取0.2 mL上清液、0.5 mL福林酚試劑、0.5 mL 10%NaCO3溶液，水浴反應1 h，在765 nm條件下比色，以沒食子酸作標準曲線（y=109.030 0x+0.007 1，R2=0.999 1）計算總酚含量。此外，吸取0.4 mL上清液、0.3 mL 5%NaNO2、0.3 mL 10%Al（NO3）3、4 mL 1 mol/L NaOH，在510 nm條件下比色，以蘆丁作標準曲線（y=12.161 0x-0.001 5，R2=0.994 2）計算總黃酮含量，每個樣品3次重復，取平均值。

1.3.5 果皮和果肉單一酚類成分的測定

利用高效液相色譜法測定甜櫻桃果皮和果肉單一酚類成分[11]。取3g樣品，用30mL無水乙醇提取20min，在10 000 r/min條件下離心20 min后取20 mL上清液旋蒸，并用4 mL色譜甲醇溶解后過0.45 μm有機濾膜備用。高效液相色譜儀選用島津LC-20AT色譜系統，配Shim-pack GIST C18反向色譜柱（5 μm，4.6 mm×150 mm），流動相A為2%甲酸水溶液，B為色譜乙腈。洗脫程序：0～30 min，5%～25%B；30 min～45 min，25%～40%B；45 min～50 min，40%B；50 min～51 min，40%～5%B；51 min～60 min，5%B；流速為 0.8 mL/min，進樣量為20 μL，檢測波長為280 nm。通過標準品進行定量分析，每個樣品3次重復。

1.3.6 皮爾森相關性分析

利用Origin軟件進行相關性分析，具體步驟：打開Origin軟件，新建表格，將所測得指標數據按照順序輸入表格，選擇Origin軟件中的Correlation Plot APP進行分析，得到相關性指標圖。

1.4 數據處理

所有數據均以平均值±標準差表示，使用SPSS 22進行數據分析，用Duncan’s法進行均值間比較。

2 結果與分析

2.1 甜櫻桃果皮和果肉顏色比較

表1為不同品種甜櫻桃果皮和果肉顏色的測定結果。

表1 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的顏色Table 1 The color of peel and pulp in different sweet cherry varieties

由表1可知，從果皮顏色來看，4種甜櫻桃品種中雷尼L*值和b*值最大、a*值最小，拉賓斯甜櫻桃的L*值和b*值顯著（P＜0.05）高于美早和先鋒甜櫻桃，美早和先鋒甜櫻桃果皮的L*值、a*值和b*值差異顯著（P＞0.05）。從果肉顏色來看，L*值越大，表明果實表面亮度越高；a*值越高，顏色越偏紅；而b*值越高，顏色越偏黃[12]。雷尼甜櫻桃的a*值最小、b*值最大，果肉與果皮表現出一致的特征，而美早甜櫻桃果肉有著最大的a*值，先鋒甜櫻桃果肉有著最小的b*值。因此，雷尼甜櫻桃是黃色甜櫻桃品種的代表，與美早、先鋒、拉賓斯甜櫻桃的顏色差異明顯。

2.2 甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量和固酸比比較

不同品種甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量及固酸比的測定結果見圖1。

圖1 不同品種甜櫻桃的硬度、可溶性固形物含量、總酸含量和固酸比Fig.1 The hardness，soluble solid content，total acid content and solid/acid rate in different sweet cherry varieties

由圖1A可知，美早甜櫻桃的硬度最大，果皮和果肉硬度分別為5.26 kg/cm2和1.47 kg/cm2，其次為拉賓斯和先鋒甜櫻桃，雷尼甜櫻桃硬度最小，其果皮和果肉硬度分別為3.18 kg/cm2和0.87 kg/cm2，約為美早果皮和果肉硬度的60%。由圖1B可知，美早甜櫻桃可溶性固形物含量最高，達到15.47%，其次為拉賓斯和先鋒甜櫻桃，其含量在12%～13%之間，而雷尼甜櫻桃可溶性固形物含量最低。可溶性固形物指果實汁液中能溶于水的糖、酸、維生素等物質，反映了果實的糖分含量[12]，對比 GB/T 26906—2011《櫻桃質量等級》可知，4種甜櫻桃的可溶性固形物含量均偏低，這可能與其生長環境和氣候條件有關[13]。由圖1C可知，雷尼甜櫻桃總酸含量最高，達0.99%，其次為先鋒和拉賓斯甜櫻桃，而美早甜櫻桃總酸含量最低，與可溶性固形物含量排序相反。由圖1D可知，4個品種甜櫻桃的固酸比排序與可溶性固形物一致。

2.3 甜櫻桃的呼吸強度和冰點溫度測定結果

圖2為不同品種甜櫻桃的呼吸強度與冰點溫度的測定結果。

圖2 不同品種甜櫻桃的呼吸強度和冰點溫度Fig.2 The respiratory and freezing temperature in different sweet cherry varieties

由圖2A可知，4個品種甜櫻桃的呼吸強度在0.72 μL/（g·h）～1.74 μL/（g·h）之間，其中，先鋒甜櫻桃的呼吸強度最高，其次為美早和雷尼甜櫻桃，拉賓斯甜櫻桃的呼吸強度最低。呼吸強度反映了果實采收生理代謝的強度，是衡量果實耐貯性的重要指標，呼吸強度越高，果實生理代謝越旺盛，品質下降越快[2]。由圖2B可知，甜櫻桃果實的冰點在-2.2℃～-1.6℃之間，其中，先鋒甜櫻桃的冰點溫度最低，為-2.2℃，其次是拉賓斯和雷尼甜櫻桃，美早甜櫻桃的冰點溫度最高，為-1.6℃，果實冰點溫度反映了其適應低溫的能力，整體來看，拉賓斯和先鋒甜櫻桃較耐貯藏，適宜在較低溫度條件下流通。

2.4 甜櫻桃的總酚和類黃酮含量測定結果

不同品種甜櫻桃果皮和果肉中總酚和類黃酮含量的測定結果見圖3。

圖3 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的總酚和類黃酮含量Fig.3 The total phenols and flavonoids in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry

由圖3A可以看出，4個品種的甜櫻桃總酚含量均為果皮高于果肉，其中，雷尼甜櫻桃果皮的總酚含量最高，達2.25 mg/g，是其果肉總酚含量的2.38倍，而拉賓斯甜櫻桃果皮和果肉的總酚含量均最低。由圖3B可知，雷尼甜櫻桃類黃酮含量最高，果皮中類黃酮含量達5.52 mg/g，是其果肉類黃酮含量的6.15倍，顯著高于其他3個品種（P＜0.05）。從果肉來看，雷尼和先鋒甜櫻桃類黃酮含量較高，而美早和拉賓斯甜櫻桃含量較低。雷尼甜櫻桃果肉、果皮中總酚和類黃酮含量均高于拉賓斯和先鋒甜櫻桃，這與文獻報道一致[14]。文獻顯示，大多數甜櫻桃品種的果肉總酚含量在0.443 mg/g～0.879 mg/g之間[15]，與本研究結果相符。甜櫻桃中多酚和類黃酮物質有著重要的生理功能，也是衡量果實風味品質的重要指標，而果實品種、發育階段、栽培技術、成熟度、貯藏條件等均影響多酚和類黃酮的含量和組成[8，16]。整體來看，雷尼櫻桃總酸含量高，次生代謝旺盛，從而積累了較多的總酚和類黃酮。

2.5 甜櫻桃的單一酚類物質含量測定結果

表2為不同品種甜櫻桃果皮和果肉的單一酚類物質含量的測定結果。

表2 不同品種甜櫻桃果皮和果肉的單一酚類物質含量Table 2 Individual phenol in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry μg/g

由表2可知，4個甜櫻桃品種的果肉中含量較高的酚類物質主要是表兒茶素、對香豆酸、兒茶素和蘆丁。在美早和先鋒甜櫻桃果肉中綠原酸含量也較高，在拉賓斯和雷尼甜櫻桃果肉中咖啡酸含量高于美早和先鋒甜櫻桃，但果肉中原兒茶酸、阿魏酸的含量較少。從甜櫻桃果皮含有的酚類物質來看，甜櫻桃果皮中主要含有表兒茶素、對香豆酸、蘆丁等。在美早、先鋒、拉賓斯甜櫻桃的果皮中，均是對香豆酸、蘆丁、表兒茶素含量較高，但在雷尼甜櫻桃果皮中，表兒茶素、蘆丁和咖啡酸含量較高。一些研究發現甜櫻桃果肉中主要的酚類物質是兒茶素、表兒茶素、蘆丁和香豆酸，這些酚類物質是其褐變的物質基礎，也是其功能活性的重要體現[7，17-18]，同時，由于甜櫻桃品種和提取方法不同，酚類物質含量會存在差異[19]。總體來看，果皮中的大多數單一酚類物質含量明顯高于果肉，有著較大的開發潛力。

2.6 皮爾森相關性分析

甜櫻桃果肉品質指標和主要單一酚類之間的相關性分析結果如圖4所示。

圖4 甜櫻桃果肉各指標之間的相關性Fig.4 The correlation among quality index of different sweet cherry varieties

由圖4可知，甜櫻桃果肉顏色L*值、b*值與表兒茶素呈高度顯著正相關（P＜0.001），而a*值與L*值呈高度顯著負相關（P＜0.001）。可溶性固形物與硬度呈極顯著正相關（P＜0.01），但呼吸強度和冰點與其他指標無顯著相關性。從酚類成分來看，總酚與類黃酮、總酸呈高度顯著正相關（P＜0.001），兒茶素與表兒茶素、咖啡酸呈高度顯著正相關（P＜0.001），但與對香豆酸和蘆丁呈高度顯著負相關（P＜0.001）。相關性分析結果表明，兒茶素、表兒茶素與果實品質指標有著密切聯系，可能在甜櫻桃果實品質形成過程中起著至關重要的作用[20]。

3 結論

本研究通過測定美早、先鋒、拉賓斯、雷尼4個大棚甜櫻桃品種的顏色、可溶性固形物含量、酸度、呼吸速率、總酚、單一酚等品質指標，發現雷尼甜櫻桃b*值最大、a*值最小，與美早、拉賓斯、先鋒甜櫻桃的顏色有明顯差異。美早甜櫻桃的硬度最大、可溶性固形物含量最高，有著較好的固酸比，而雷尼甜櫻桃的固酸比最小，這可能是由于不同生長環境與品種之間的差異，4個品種的可溶性固形物含量均較低。從呼吸強度和冰點溫度的結果來看，拉賓斯和先鋒甜櫻桃較耐貯藏。雷尼甜櫻桃果肉和果皮的總酚含量均最高，果肉中主要的酚類物質是表兒茶素、兒茶素、蘆丁和對香豆酸，果皮中主要的酚類物質是表兒茶素、對香豆酸、蘆丁等，因品種而有差異。相關性分析發現果肉顏色L*值、b*值與表兒茶素呈高度顯著正相關（P＜0.001），與總酸極顯著正相關（P＜0.01）；總酚與類黃酮、總酸呈高度顯著正相關（P＜0.001），兒茶素與表兒茶素、咖啡酸呈高度顯著正相關（P＜0.001），但與對香豆酸和蘆丁呈高度顯著負相關（P＜0.001）。