國產新優獼猴桃品種瑞玉、璞玉果實營養品質與香氣特征分析

耿彤暉，蘭天，雷玉山，孫翔宇，劉學波*，馬婷婷,2*

1(西北農林科技大學 食品科學與工程學院，陜西 楊凌，712100)2(陜西省農村科技開發中心，陜西 西安，710054) 3(陜西省獼猴桃工程技術研究中心，陜西 西安，710054)4(陜西佰瑞獼猴桃研究院有限公司，陜西 西安，710054) 5(西北農林科技大學 葡萄酒學院，陜西 楊凌，712100)

獼猴桃是原產于我國的多年生落葉藤本植物，包含有54種、21個變種，共計75個分類單元[1]。近30年來，在我國迅速發展，成為最具商業價值的水果之一，并因其獨特的風味、豐富的營養以及對人體的多重益處而被消費者青睞[2]。同時，我國也陸續培育出了多個品質優良，風味獨特的國產新優獼猴桃品種，如瑞玉[3]、璞玉[4]、紅實2號[5]等。然而，在我國獼猴桃種植面積與產量均居世界第一的情況下[6]，當前的中國市場仍有大量的獼猴桃進口需求，并在價格以及消費者認可度上遠高于國產獼猴桃[7]。導致該情況發生的原因有很多，其中很重要的一條就是這些新品種獼猴桃的產品特征如營養組成等不夠清晰，使得消費者了解較少。反觀世界上最成功的獼猴桃種植國新西蘭，同時也是將獼猴桃成功商業化的國家，每次推出一個商業化的新品種的同時，都會將該品種的產品營養特征公于眾[8-9]，并跟進一些功能研究[8, 10]，增進消費者的了解與信任，促進新品種的成功商業化。

近年來，我國研究人員也逐漸開始重視對國產品種獼猴桃的品質特征的研究[2, 11-12]。陜西省作為中國獼猴桃種植大省，大力發展獼猴桃產業。在現有品種如華優、翠香、徐香等的基礎上，為了延長獼猴桃的供貨期，持續選育了中熟新品種瑞玉以及晚熟新品種璞玉[3-4]，其中瑞玉獼猴桃是由雷玉山2007年5月以秦美為母本、K56為父本，進行雜交選育的美味系中早熟綠肉獼猴桃新品種，2015年3月通過陜西省果樹品種審定委員會審定，2017年5月取得國家植物新品種保護權，經多區域試驗，瑞玉獼猴桃非常適宜秦嶺北麓獼猴桃主產區種植，并適宜秦巴山、武夷山、大別山、云貴高原等不同類型產區種植。璞玉獼猴桃是由雷玉山2008年5月以華優(母本)與K56(父本)雜交，進行雜交選育的中華系優質豐產抗病耐貯運黃肉獼猴桃新品種，2017年5月取得國家農業部植物新品種證書，適宜秦嶺北麓獼猴桃主產區、秦嶺以南新產區及類似生態區栽培。然而目前缺乏瑞玉和璞玉品質特征相關研究，對于消費者的選購與新品種的推廣均造成了一定的影響。因此，本研究選擇國產新培育優質獼猴桃品種瑞玉和璞玉為研究對象，并以目前市場上最常見的國內種植獼猴桃品種海沃德和新西蘭進口獼猴桃品種陽光金果作為對照，對其營養品質以及香氣特征進行分析與評價，以期為消費者提供國產新優獼猴桃產品特征的同時，增強消費者對國產獼猴桃的信任度和認可度。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗樣品

瑞玉、璞玉，陜西佰瑞獼猴桃研究院有限公司；海沃德，陜西省周至縣獼猴桃生產基地；陽光金果，Zespri佳沛京東自營旗艦店。其中，瑞玉和海沃德為綠色果肉且屬美味獼猴桃，璞玉和陽光金果為黃色果肉且屬中華獼猴桃(圖1)。每個品種取成熟度為9成熟(硬度為3.6～6.7 N/cm2)、色澤均勻、無病蟲害，無機械損傷的獼猴桃果實進行實驗。每個品種取2 kg果實，清洗，去皮，切片，打漿后，密封貯存，用于后續營養品質與香氣特征的測定。

圖1 不同品種獼猴桃的產地Fig.1 Regions of different kiwifruit cultivars

1.1.2 儀器與設備

PAL-1阿貝折光儀，日本愛拓公司；Kjeltec 2300自動定氮儀，丹麥福斯集團公司；L-8900日立全自動氨基酸分析儀，日本株式會社日立制作所；PinAAcle900原子吸收分光光度計，美國珀金埃爾默有限公司；Waters Alliance 2695高效液相色譜，美國沃世特公司；GC-MS-QP2010氣質聯用儀，日本島津公司。

1.2 營養品質指標測定

可溶性固形物含量(total soluble solid，TSS)測定，參照農業行業標準NY/T 2637—2014；可滴定酸含量測定，參照國標GB/T 12456—2008中的酸堿滴定法；固酸比=TSS/可滴定酸含量；抗壞血酸含量測定，參照國標GB 5009.86—2016中的第3法 2，6-二氯靛酚滴定法；總酚含量測定，采用福林酚比色法[13]，結果以沒食子酸當量(mg GAE/100g)表示；總黃酮含量測定，參照MA等[13]的方法稍加修改，采用20 mL 70%(體積分數)乙醇溶液對5.0 g果漿進行超聲提取15 min，在4 ℃，8 000 r/min條件下離心10 min 后得到上清液，對于沉淀重復上述操作1次，并且合并上清液，得到多酚提取液。將0.5 mL多酚提取液和0.3 mL 0.5 mol/L亞硝酸鈉溶液混合并靜置3 min，然后依次加入0.3 mL 0.3 mol/L氯化鋁溶液，2 mL/mol/L氫氧化鈉溶液并加入70%(體積分數)乙醇至5 mL，靜置10 min，在506 nm處測量吸光度，結果以兒茶素當量(mg CTE/100g)表示；蛋白質含量測定，參考國標GB 5009.5—2016第1法 凱氏定氮法；葉酸與5-甲基四氫葉酸(5-methyltetrahydrofolate,5-MTHF)含量測定，采用HPLC法，參照ZHANG等[14]的方法稍加修改；游離氨基酸含量測定，參考國標GB 5009.124—2016；礦物元素含量測定，參照國標方法測定：Ca(GB 5009.92—2016)，Na、K(GB 5009.91—2017)，Cu(GB 5009.13—2017)，Zn(GB 5009.14—2017)，Mg(GB 5009.241—2017)，P(GB 5009.87—2016)和Fe(GB 5009.90—2016)。

1.3 香氣特征測定

采用頂空固相微萃取法結合氣相色譜串聯質譜技術(headspace solid phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)對獼猴桃中的揮發性成分進行測定，在MA等[15]的測定方法上稍作修改。將5 mL果漿轉移至20 mL頂空瓶中，并加入1.5 g氯化鈉和120 μL內標混合物(表1)，內標濃度均為100 μL/L。SPME條件：將樣本在45 ℃下平衡30 min，然后將老化(250 ℃，120 min)的萃取纖維(50/30 μm，DVB/CAR/PDMS，美國Supelco公司)插入樣品中萃取30 min，隨后插入氣相系統的進樣口，在250 ℃的條件下解吸2 min。GC條件：采用DB-1MS熔融石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)和氦氣(1.93 mL/min)被用于檢測。升溫程序：初始溫度40 ℃，保持3 min，以4 ℃/min升溫至120 ℃，然后以 6 ℃/min的速度上升至240 ℃，并保持9 min。MS條件：EI離子源，電子轟擊能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃；全掃描：質量掃描范圍是35～500m/z。

表1 內標的選擇與確定Table 1 Selection and determination of internal standard

根據14 NIST質譜數據庫通過匹配度和保留時間并結合保留指數確定每個揮發性成分，并選擇與匹配度大于85%的成分為有效香氣成分。然后使用內部定量標準對獼猴桃樣品中的揮發性成分進行定量，同時，用內部驗證標準對定量結果進行驗證，并確保兩者之間的相對標準誤差小于15%。所有測試一式3份。

1.4 統計分析

采用Excel 16.44進行試驗數據整理，利用SPSS 26.0.0.0 軟件進行數據方差分析及Duncan多重比較，Tbtools v1.075[16]進行熱圖及維恩圖繪制。P≤0.05為顯著相關。

2 結果與分析

2.1 不同品種獼猴桃的營養品質分析

由表2可知，不同品種獼猴桃之間的營養品質差異性顯著(P<0.05)。水果的酸甜風味主要由糖、酸含量及其比例決定[17]。4個品種獼猴桃的TSS以瑞玉最高，其次是璞玉和陽光金果，海沃德最低。可滴定酸含量則以瑞玉最低，其次是海沃德，璞玉和陽光金果最高。基于此，瑞玉表現出了最高的固酸比(22.4)，并顯著高于璞玉、陽光金果和海沃德。這表明瑞玉更加香甜，而璞玉、陽光金果和海沃德的酸甜程度相似。

表2 不同品種獼猴桃的營養品質指標Table 2 Nutritional quality indexes of different kiwifruit cultivars

VC是獼猴桃的1個重要營養指標，不同品種獼猴桃的VC含量具有顯著差異。在本研究中，4個品種獼猴桃的VC含量均表現出了顯著差異，其中璞玉最高[(233.99±1.61) mg/100g]，海沃德最低[(92.75±1.75) mg/100g]。同時，4個品種獼猴桃中的總酚含量范圍為78.04～158.66 mg GAE/100g，總黃酮含量范圍為10.25～19.61 mg CTE/100g，均以璞玉表現最好，并且顯著高于其他3個品種。研究表明獼猴桃中的VC及酚類物質含量均與其抗氧化性顯著正相關[18]，這表明璞玉具有較高的抗氧化活性。從蛋白質含量看，璞玉和瑞玉的蛋白質含量較高，而海沃德和陽光金果的蛋白質含量較低。在本研究的4個品種的獼猴桃中葉酸含量范圍為25.57～91.16 μg/100g，5-MTHF的含量范圍為19.39～63.58 μg/100g，其中海沃德的葉酸含量，瑞玉的5-MTHF含量顯著高于其他3個品種(P<0.05)。

通過對獼猴桃中礦物元素的測定(表2)發現4個品種的獼猴桃中K含量豐富，為241.67～516.67 mg/100g，且瑞玉和璞玉的K含量約為海沃德和陽光金果的2倍。獼猴桃中還含有較高含量的Mg、P及Ca，而含有較低含量的Na。這表明獼猴桃可以作為人體獲得所需礦物元素的有效途徑。而獼猴桃的不同品種可能導致了其礦物元素含量存在差異。游離氨基酸作為一種重要的生物活性物質，具有維護新陳代謝、生長、免疫等功能，并與風味相關[19]。由表3可知，4個品種獼猴桃果實中均含有15種游離氨基酸，包含7種必需氨基酸和8種非必需氨基酸，但存在含量上的差異。總體而言，瑞玉和璞玉的氨基酸含量高于海沃德和陽光金果。4種獼猴桃中谷氨酸、精氨酸和天冬氨酸含量較高，其為獼猴桃中鮮味的主要來源[19]，蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸和丙氨酸是呈現甜味的主要氨基酸，酪氨酸和苯丙氨酸是呈現芳香味的主要氨基酸[19]，在瑞玉和璞玉2個品種中這些氨基酸含量均較高。然而薛敏等[20]的研究表明，獼猴桃中含有17種游離氨基酸，其中脯氨酸與半胱氨酸在本研究中未檢出。這可能與獼猴桃品種，檢測方法以及獼猴桃成熟階段等因素有關。

表3 不同品種獼猴桃中游離氨基酸的含量 單位：mg/kg

2.2 不同品種獼猴桃的香氣特征

本研究使用HS-SPME-GC-MS對4個品種獼猴桃的揮發性成分進行了定性定量分析。不同品種的獼猴桃在揮發性物質的種類和含量上存在差異，如表4 和圖2所示。

表4 不同品種獼猴桃中揮發性物質的種類及含量Table 4 Types and contents of volatile components in different kiwifruit cultivars

圖2 不同品種獼猴桃的揮發性物質種類的維恩圖Fig.2 Venn diagram of volatile substances in different kiwifruit cultivars

在4個獼猴桃品種中共檢出了72種有效香氣成分。璞玉含揮發性成分種類最多(50)，其次是瑞玉(48)、陽光金果(36)和海沃德(32)，這表明瑞玉和璞玉的香氣特征較海沃德和陽光金果而言更為復雜。其中，4種獼猴桃共有的揮發性物質有15種，分別是乙酸乙酯、丁酸乙酯、甲酸乙酯、正己酸乙酯、(Z)-3-己烯-1-醇、(E)-2-己烯-1-醇、己醛、(E)-2-己烯醛、(E)-2-辛烯醛、苯乙烯、檸檬烯、甲苯、鄰二甲苯、氨基甲酸銨以及1種未知物質(含甲氧基苯基的肟類)。就特征風味物質即僅存在于單一品種中的揮發性物質而言，瑞玉含有6種，璞玉含有9種，海沃德含有4種，陽光金果含有7種。

就揮發性含量而言，陽光金果的揮發性物質總濃度最高為10 261.12 μg/L，其次是瑞玉(2 697.03 μg/L)、璞玉(2 150.19 μg/L)和海沃德(1 024.95 μg/L)，這表明陽光金果較其他3種獼猴桃的香氣更為濃郁。根據官能團將揮發性成分分為七類，包括16種酯類、8種醇類、10種醛類、6種酮類、3種烷烴類、19種烯烴類以及10種其他類物質。從不同類揮發性物質的濃度和占比來看(圖3-a、圖3-b)，在4個品種的獼猴桃中，醛類物質含量在總揮發性成分中的占比均最大，其中瑞玉最高，占79.72%，其次是陽光金果(78.27%)，海沃德(78.08%)和璞玉(70.66%)。但基于陽光金果的揮發性物質總濃度顯著高于其他3種獼猴桃(P<0.05)，其含有最高濃度的醛類物質(8 031.25 μg/L)，醛類物質主要香氣為綠色青草和蔬菜的味道，這表明陽光金果具有更濃郁的青草香味。就烯烴類物質而言，陽光金果表現出了最高的含量和占比，且顯著高于其他3種獼猴桃，烯烴類物質大部分具有檸檬或橙子類的酸味，因此，陽光金果的香氣特征較其余獼猴桃品種偏酸。就酯類物質而言，陽光金果的含量雖最高，但其僅占總揮發性物質含量的3.33%，而瑞玉和璞玉表現出了顯著高于陽光金果的占比。因此，酯類物質在陽光金果的香氣特征中貢獻較小，而在瑞玉和璞玉的貢獻較大，大部分酯類物質給水果提供了復雜的果香味和濃郁的甜味，這與獼猴桃的糖酸組成結果是一致。

此外，本研究進一步對每種揮發性化合物在總揮發性物質中的占比進行了分析。結果表明，與揮發性物質的含量相比，不同獼猴桃品種中每種揮發性物質在總揮發性物質中的占比的差異性較小。因此，不同品種的獼猴桃擁有類似的整體香氣特征，但又呈現出了略有不同的獨特風味。在所有揮發性物質中，(E)-2-乙烯醛存在于所有品種中，且均表現出了最高的含量及占比。其在海沃德中的占比顯著較高，但在瑞玉、璞玉和陽光金果中無顯著差異。

續表4

a-不同品種獼猴桃揮發性物質含量柱狀圖；b-不同類揮發性物質在總揮發性物質含量中的占比熱圖圖3 不同品種獼猴桃的揮發性物質含量及其在總揮發性成分中的占比Fig.3 The content of volatile components in different kiwifruit cultivars and their proportion in the total volatile components 注：不同小寫字母代表差異顯著性(P≤0.05)

3 討論與結論

果實品質的優劣是獼猴桃產業可持續發展的關鍵[11]，并且直接決定了果農經濟利益和果實的市場競爭力[12]。本研究通過對4個品種獼猴桃的營養品質指標與揮發性風味物質組成及含量進行分析，比較了國產新培育獼猴桃品種瑞玉和璞玉與目前市場主流國內栽培品種海沃德以及新西蘭進口品種陽光金果的品質特征。結果表明，不同品種獼猴桃的品質差異性顯著。

就營養品質而言，相較于市場主流品種，國產新培育品種中K、Mg、P、游離氨基酸以及蛋白質含量均較高，此外，瑞玉表現出了更高的固酸比以及5-MTHF 含量，而璞玉則表現出了更高的VC、總酚以及總黃酮含量。就揮發性風味物質而言，瑞玉和璞玉擁有更為復雜的風味物質組成，以及較高占比的酯類物質，因此，瑞玉和璞玉的風味更加香甜。但是，陽光金果表現出了更高的揮發性物質濃度，這使得陽光金果的香氣更加濃郁，且持續時間更長。

本研究表明我國新優獼猴桃品種瑞玉、璞玉具有較高的營養價值以及優良的品質，可進行廣泛的推廣與商業化種植。該研究為消費者提供了我國新優獼猴桃品種瑞玉和璞玉的品質參數，為其進一步推廣提供理論依據，以期促進我國獼猴桃產業的不斷發展。