桑葚果實不同發育期品質測定及其相關性分析

喬 健，李國鵬，杜麗清，魏長賓，李甜子，馬智玲,*

（1.中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所，廣東湛江 524091；2.廣東海洋大學濱海農業學院，廣東湛江 524088）

桑葚（Fructus mori）屬桑科（Moraceae）桑屬（Morus）多年生木本植物，在我國已有幾千年的種植歷史，廣泛分布于我國各地。據報道，中國是世界上桑屬植物種類最多的國家，桑種質資源累計達3000 余份[1?2]。桑葚為桑的聚合果，其具有較高的營養價值，于1993 年被國家衛生部列入首批“藥食兩用資源”名錄。桑葚中富含多種氨基酸、粗纖維、蛋白質、胡蘿卜素、蘆丁及多種維生素與花青素[3?4]，與沙棘、懸鉤子一起被譽為“第三代水果”。中醫認為，桑葚具有生津解渴、補肝益腎、祛風濕及解酒等功效，可用于治療神經衰弱和便秘等疾病[5?6]。目前，桑葚作為一種較好的農產品資源，除可作為鮮食外，還可以加工為桑葚果汁、桑葚果酒、桑葚膏、桑葚果醋等產品來提高桑葚的利用率和附加值[7?8]。

隨著人們生活品質的提高及對桑葚營養價值和保健價值的關注，桑葚品種逐漸成為一些地方采摘園的特色，桑葚種植面積逐漸擴大呈現出良好的發展前景[9]。桑葚果實的品質除受栽培管理技術與環境因素外，桑葚的品種及采摘時間對桑葚品質也有較大影響[10]。果實中的可溶性固形物及桑葚果實糖酸組成是桑葚果實主要的內在品質，尤其是果實中的糖酸種類及含量的高低與果實口感、風味有著十分密切的關系[11?13]。果實的風味不僅與糖酸含量高低有關，還與果實中糖與酸的種類及其比例有關。例如梨果實中的糖以果糖和葡萄糖為主，酸以蘋果酸、檸檬酸、莽草酸及奎尼酸為主[14?15]；而荔枝果肉中的可溶性糖主要為蔗糖、葡萄糖和果糖，而有機酸主要為蘋果酸和酒石酸[16?17]。關于桑葚果實的糖酸的研究相對較少，前人研究發現不同的桑葚品種中可溶性糖以果糖和葡萄糖為主，桑葚果實中的有機酸以檸檬酸、酒石酸、琥珀酸和蘋果酸為主。而李升峰[18]通過對33個桑葚品種的糖酸組分分析發現桑葚的主要糖類是果糖和葡萄糖，檸檬酸、蘋果酸和琥珀酸是桑葚中最主要的有機酸。前人的研究較多的僅僅是比較不同桑葚品種間糖、酸組分的差異，而鮮有文獻報道桑葚果實不同發育期果實糖酸的組成。基于此，本實驗對廣東省湛江市中國熱帶農業科學院南亞熱帶植物園桑葚種質資源圃中不同桑葚品種3 個發育期果實中的糖酸組成等品質性狀進行比較，以期更加深入和具體的探究不同品種桑葚品質的差異，為指導湛江地區桑葚優良品種選育及栽培提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試桑葚品種 無籽大十、桂花蜜、臺灣長果桑、粵椹28 號、粵椹74 號、紅果三號和云果一號，本研究所有樣品均采自中國熱帶農業科學院南亞熱帶植物園桑葚種質資源圃內。該資源圃建于2010 年，樹齡及管理水平基本一致；乙醇、乙酸、草酸、蒽酮、濃硫酸、碳酸鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉 分析純（AR），國藥集團化學試劑有限公司；鉬酸銨、Folin-酚、EDTA、沒食子酸 分析純,生工生物工程（上海）有限公司；甲醇、乙腈 色譜純，霍尼韋爾（中國）有限公司; 標準樣品葡萄糖、果糖、蔗糖、檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗壞血酸、草酸 Sigma 公司。

DJ-V300A 天平 蘇州江東精密儀器有限公司；TU-1810 型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；LC-20A 超高效液相色譜儀 日本島津公司；PAL-2 手持糖度計 日本ATAGO；3-30k 臺式高速離心機 Sigma 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理方法 依據果實發育的顏色進行取樣，對不同的品種分別在果實發育青果期、轉色期、成熟期三個時期進行取樣，取樣均在桑樹外圍進行，每品種各定10 棵樹進行取樣，每棵樹每時期各取10 個整果，三次重復，混合后液氮冷凍后于?80 ℃超低溫冰箱備用。

1.2.2 桑葚單果重測定 采用百分之一天平進行測量，每處理測定5 個單果，單位以g 表示。

1.2.3 桑葚可溶性固形物含量測定 采用便攜式糖度計進行測量，三次重復，記錄數據，單位以Brix 表示。

1.2.4 桑葚可滴定酸含量的測定 采用NaOH 滴定法測定[19]。取10.0 g 桑葚樣品研磨，勻漿，過濾后用用0.1 mol/L 氫氧化鈉標準溶液滴定?？傻味ㄋ嵊锰O果酸百分含量表示，單位為mg/g。

1.2.5 桑葚果實有機酸的組成和含量分析 采用高效液相色譜測定有機酸[20]。準確稱取樣品1.0 g 果肉, 充分研磨后用流動液相浸泡, 超聲波提取30 min,流動液相定容10 mL, 0.22 μm 濾膜過濾后置于4 ℃冰箱保存，待測。色譜柱：ZORBAX SB-Aq C18柱（250 mm×4.6 mm, 5μm）；流動相：0.2%偏磷酸溶液；流速：1.0 mL/min；柱溫:35 ℃；檢測器：紫外檢測器；進樣量：10 μL。吸取制備的樣品2 mL，經0.22 μm濾膜過濾兩次后上機分析，根據峰面積數值，利用線性回歸方程計算得到各有機酸的含量。

式中：X：測得的各個有機酸組分的含量，mg/g；C：通過線性回歸方程計算得到的各個有機酸組分的濃度，mg/mL；V：樣品提取定容的體積，mL；M：待測果肉質量，g。

1.2.6 桑葚果實糖的組成和含量分析 參考周遠明等[21]的方法進行測定。準確1.0 g 果肉樣品，經乙醇充分研磨提取、10000 r/min 離心10 min、溶液90 ℃水浴蒸干等步驟，超純水定容至10 mL，制得樣品。分別取葡萄糖、果糖和蔗糖的單標樣品和混合標樣各1 mL，上機分析，繪制標準曲線。吸取制備的樣品1 mL，根據峰面積數值，根據公式計算各個糖分的濃度。

式中：X：測得的各個糖分的含量，mg/g；C：計算得到的各個糖分的濃度，mg/mL；V：樣品提取濃縮定容的體積，mL；M：待測果肉質量，g。

1.3 數據處理

采用Excel 2016（Microsoft，Redmond，USA）進行數據統計，SPSS 21.0（IBM Watson, Armonk,USA）進行方差分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同桑葚品種三個發育時期單果重、可溶性固形物、可滴定酸及有機酸含量的比較分析

比較了7 個桑葚品種三個發育過程的果重、可溶性固形物及果實可滴定酸（表1）。在供試的7 個品種中成熟期的無籽大十品種果重最大（7.86 g），桂花蜜次之（7.49 g）。臺灣長果桑單果重最低，僅為4.47 g，但其在成熟期時的可溶性固形物最高，達到22.76%，顯著地高于其他品種（P<0.05）。桂花蜜、紅果三號和云果一號果實桑葚果實的可溶性固形物含量均相對較低，分別為10.02%、8.82%和7.84%。供試桑葚果實成熟期時的可滴定酸均較青果期和轉色期低，其中臺灣長果桑成熟期時果實可滴定酸最低，為0.83 mg/g，而粵椹74 號果實的可滴定酸含量最高，達到2.41 mg/g。

桂花蜜、粵椹74 號和云果一號三個品種的果實單果重從青果期到轉色期增幅較大，其中云果一號青果期時的果重為2.00 g，轉色期達到6.38 g；桂花蜜單果重從轉色期到成熟期的增幅達到81.45%（從4.13 g 到7.49 g），而其他品種果實的單果重變化幅度較低，均低于21%。因此，桑葚果實的單果重變化關鍵時期為青果期到轉色期之間。桂花蜜和臺灣長果桑兩個品種的可溶性固相物含量從青果期到轉色期間增加較多（增幅均大于20%），而粵椹28 號、粵椹74 號、紅果三號和云果一號的可溶性固形物增加發生在青果期與轉色期之間，增幅分別為38.75%、35.97%、25.20%和30.52%，而無籽大十的可溶性固形物的增幅為17.86%，即果實的可溶性固形物在青果期和轉色期分別為10.75%和12.67%。青果期不同桑葚品種的可滴定酸在差異較大，其中無籽大十的可滴定酸達到6.61 mg/g，臺灣長果桑的可滴定酸僅為0.94 mg/g，不同桑葚品種在果實轉色和成熟期間的可滴定酸含量均表現為降低的一個趨勢。

2.2 不同桑葚品種三個發育時期糖的組成與含量分析

從表2 可知，果糖和葡萄糖是桑葚果實中的可溶性糖主要的存在形式，但在臺灣長果桑在三個發育時期都檢測出蔗糖。7 個桑葚品種中，只有紅果三號和云果一號兩個品種在青果期未檢測到果糖與葡萄糖，其他品種均檢測到，果糖和葡萄糖在青果期的含量分別1.55～44.07 mg/g 和1.80～50.68 mg/g 之間；在所有檢測的樣品中成熟期的臺灣長果桑果糖含量達最高（57.79 mg/g），葡萄糖含量達最高（66.72 mg/g），青果期的桂花蜜果糖含量最低（1.55 mg/g）及葡萄糖含量最低（1.80 mg/g）；轉色期的臺灣長果桑蔗糖含量最高（38.07 mg/g）。

2.3 不同桑葚品種桑葚品種有機酸組成與含量分析

不同桑葚品種果實的有機酸含量在果實不同發育期的變化亦不同，無籽大十、粵椹74 號、紅果三號三個品種在果實青果期、轉色期及熟果期的有機酸含量表現為先迅速下降后上升的趨勢，而桂花蜜、粵椹28 號和云果一號的有機酸在果實發育期間為持續降低的變化趨勢。在熟果期，臺灣長果桑的有機酸含量最低，為13.19 mg/g，而粵椹74 號的機酸含量最高，達到23.01 mg/g（表1）。

表1 不同發育期桑葚果實單果重、可溶性固形物、可滴定酸及有機酸含量比較Table 1 Comparison of single fruit weight, TSS, TA and organic acid content of mulberry fruit at different developing stages

在不同品種桑葚果實中共檢測出檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗壞血酸和草酸8 種有機酸，不同的有機酸種類及含量因品種/成熟期不同而不同（圖1），其中檸檬酸、蘋果酸和酒石酸在不同品種不同發育期均有被檢測到。由圖1可看出，檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸、琥珀酸和酒石酸的含量在不同的桑葚品種中有較大的差異。檸檬酸在不同品種不同發育階段桑葚果實中的相對含量均最高，其中在粵椹74 號青果期檸檬酸含量達到80.86%，熟果期時的桂花蜜檸檬酸含量為48.82%；奎寧酸、蘋果酸和酒石酸在不同品種不同發育階段的相對含量差異較大，其中奎寧酸在臺灣長果桑品種的相對含量亦較高，青果期、轉色期和熟果期的相對含量分別為24.87%、24.07%和23.12%；而蘋果酸、奎寧酸和酒石酸在桂花蜜青果期的含量差異不大分別為8.86%、8.32%和7.61%，而在桂花蜜熟果期時蘋果酸和酒石酸含量分別達到19.85%和23.14%；酒石酸在紅果三號和云果一號兩個品種中的相對含量較其他品種高，在熟果期時的含量分別達到28.83%和23.36%。

表2 桑葚不同發育期的糖組成及含量（mg/g）Table 2 Suger composition of mulberry at different developing stages (mg/g)

圖1 不同桑葚品種不同有機酸相對含量比較Fig.1 Relative contents of different organic acid of different mulberry varieties

2.4 不同發育期桑葚果實品質指標間相關性分析

本研究對7 個桑葚品種三個發育期的各指標進行相關性分析（表3），結果表明：桑葚果實的單果重與果實的可滴定酸、有機酸總量、檸檬酸呈極顯著的負相關，而與果糖和蔗糖兩種糖呈顯著正相關；果實可溶性固形物與有機酸含量及檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、酮戊二酸呈顯著或極顯著的負相關，而與奎寧酸和草酸及果糖、葡萄糖和蔗糖等糖呈極顯著的正相關；可滴定酸含量與果糖、葡萄糖及草酸呈極顯著負相關，與檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸及和有機酸總量呈極顯著正相關；本研究中檢測到8 種有機酸，其中檸檬酸與蘋果酸和抗壞血酸呈極顯著正相關，而檸檬酸與草酸、蘋果酸與酮戊二酸和草酸，奎寧酸與琥珀酸、抗壞血酸與草酸之間呈顯著或極顯著的負相關；果糖和葡萄糖與檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、酮戊二酸和抗壞血酸之間表現為顯著或極顯著的負相關，而與草酸呈極顯著正相關；果糖、葡萄糖和蔗糖三種糖之間呈極顯著的正相關。

表3 不同品質形狀果實相關性分析Table 3 Correlation analysis of different fruit quality traits

3 結論與討論

本研究對7 個不同的桑葚品種青果期，轉色期，成熟期三個發育期桑葚果實糖酸等內在品質進行了比較分析，結果發現臺灣長果桑的果重和可溶性固形物含量均與其他6 個品種指標存在顯著差異，且成熟期的臺灣長果桑可溶性固形物含量最多，成熟期的粵椹28 號的可溶性固形物含量次之；在三個發育過程中除臺灣長果桑以外其他品種均檢測不到蔗糖，且臺灣長果桑的果糖、葡萄糖含量最高，與其他6 個品種的果糖、葡萄糖含量差異性較顯著；前人在蘋果和梨果實中發現可溶性糖有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇，其中均以果糖最高，且不同品種間果糖含量與其他可溶性糖含量相比較穩定[22?25]，而桑葚果實中的可溶性糖主要是葡萄糖與果糖為主，并且其含量相當，這可能是因為不同果實可溶性糖積累特性不同。蘋果果實有機酸組分中蘋果酸含量最高[22]，桃、杏果實有機酸中蘋果酸含量最高，奎寧酸次之[26?27]，葡萄果實有機酸中酒石酸和蘋果酸含量最高、其次是檸檬酸[28?29]，前人比較了多個桑葚品種果實中有機酸含量，結果發現多數品種有機酸以檸檬酸含量最高，而個別白果品種琥珀酸含量[30]最高。本研究在不同桑葚品種的三個發育過程中檢測到檸檬酸、蘋果酸、奎寧酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗壞血酸和草酸共8 種有機酸，其中檸檬酸的含量最高，其次為蘋果酸與奎寧酸；通過相關性分析，在三個發育過程中可滴定酸與可溶性固形物、果糖、葡萄糖、果重呈負相關，且可溶性固形物、果糖含量、葡萄糖含量三者之間呈極顯著的正相關。本研究結果表明，不同桑葚品種間可溶性固形物、可滴定酸及糖與有機酸含量等品質特性間亦不同，尤其是臺灣長果桑在湛江地區表現為具有較高的糖含量，本研究結果可為桑葚優良品種的選育提供一定的參考。