四川地區不同藍莓品種的品質評價及香氣成分分析

陳昌琳，孫小欽，鐘程操，張小軍，董順文，呂遠平，劉紋藝，陽翠*

1(四川省農業科學院經濟作物育種栽培研究所，四川 成都，610300) 2(四川大學 輕工科學與工程學院，四川 成都，610065)

藍莓果實外觀顏色鮮亮，口感豐富細膩，具有獨特的酸甜風味，含有多種具有生理活性的成分，如花色苷、黃酮等，是一種具有促進視紅素再合成、抗腫瘤、抗泌尿系統感染、抗衰老、預防血栓及心臟疾病等功效的保健水果[1-2]，深受消費者喜愛，種植面積逐年擴大。截至2020年底，全國藍莓栽培面積6.64萬hm2，總產量34.72萬t，截至2022年，四川地區栽培藍莓6 667 hm2，產量達到5萬t[3]。

影響藍莓品質的因素主要包括外觀、甜度等[4]，但隨著消費者對水果品質要求的進一步提高，藍莓香氣已成為繼果實外觀、甜度后第三重要的影響因素[5]，因此對藍莓香氣成分的研究也越來越受到重視。藍莓的香氣取決于在成熟過程中合成的幾十種揮發性化合物的相互作用，包括醛類、醇類、萜類、酯類等物質[6-9]。不同揮發性化合物的種類和含量構成了各藍莓品種的不同香氣。

全國藍莓栽培品種日益增多，特別是南方產區，新培育的品種85%為南高叢品種[3]，給四川地區藍莓種植戶帶來了機遇與挑戰。本研究選用四川地區3個傳統主栽品種奧尼爾、綠寶石、密斯梯及3個新品種法新、追雪、春高的果實，根據其外觀形態、風味品質、營養成分對6個藍莓品種的品質進行綜合分析，比較不同品種間的品質優劣，為鮮食、加工品種的選育提供依據；采用頂空固相微萃取結合氣質聯用儀(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS)對香氣成分進行測定、分析，比較不同品種間的香氣成分的差異，為種植戶、經銷商及消費者在品種選擇等環節提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗材料為2020年6月于成都市豐欣藍莓種植有限公司藍莓基地采摘果實大小、成熟度一致、果面著色均勻且無病、蟲、傷害的奧尼爾、綠寶石、密斯梯、法新、追雪、春高6個品種的藍莓果實，帶回實驗室預冷后分別貯存于-80、-20 ℃供香氣成分及其他果實品質的測定。

GCMS-QP2020氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司；1 cm-50/30 μm DB/CAR/PDMS 固相微萃取萃取頭，美國Supelco公司；DF-101 s集熱式磁力攪拌器，上海力辰邦西儀器科技有限公司；PAL-1手持式數顯糖度計，日本ATAGO公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 果實品質測定

單果重采用稱重法，隨機選取20個果實進行稱重，取平均值；果形指數測定采用游標卡尺隨機測量20個果實的橫徑縱徑，果形指數=縱徑/橫徑[10]。水分含量采用烘干法測定；可溶性固形物(total soluble solid，TSS)采用數顯糖度計測定；可滴定酸(titratable acidity，TA)含量參照GB 12456—2021《食品中總酸的測定》，采用pH電位法測定；還原糖參照NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的測定3,5-二硝基比色法測定》；總黃酮采用Al(NO3)3比色法測定[11]；花色苷含量測定采用pH示差法[12]。各指標測定均隨機取10～20 g 藍莓果實打漿混勻后取樣測定，每個指標平行測定3次。

1.2.2 頂空固相微萃取測定香氣成分

樣品處理：10 g藍莓冰浴勻漿后，取6 g樣品置于15 mL樣品瓶中，加入磁力攪拌子，迅速密封并搖勻，將萃取瓶放入40 ℃恒溫磁力攪拌器中，平衡15 min，插入老化后的萃取頭萃取30 min，取出萃取頭后立即插入氣相色譜儀進樣口，于250 ℃解析3 min進樣。

氣相色譜條件：Rtx-wax色譜柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，載氣為高純氦氣(He)，載氣流速2.0 mL/min；不分流進樣；升溫程序為40 ℃保持3 min，以5 ℃/min速度上升至90 ℃保持2 min，以8 ℃/min速度上升至230 ℃，保持4 min。

質譜條件：離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；采用全掃描模式(scan)采集信號，質譜檢測范圍35～500m/z。

香氣成分的鑒定：參照NIST14、NIST14 s，對未知揮發性化學成分圖譜進行比對定性，用峰面積歸一化法計算各香氣成分的相對質量分數。

1.3 數據處理

采用Origin 2017進行作圖分析，SPSS進行顯著性、相關性及主成分分析，P<0.05為顯著相關，用SIMCA 14.1進行正交偏最小二乘法-判別分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis，OPLS-DA)。

2 結果與分析

2.1 不同藍莓品種外觀形態比較

對6個品種藍莓果實的外觀形態進行測定，結果如表1所示，6個品種藍莓果實外觀品質有明顯差異，其中春高果實單果重、橫徑、縱徑皆最高，且顯著高于其他品種，呈扁圓形；3個新品種中，追雪、法新比3個傳統藍莓品種綠寶石、奧尼爾、密斯梯的單果重、橫徑都小，且都更接近圓形；法新與奧尼爾的單果重及縱徑差異不顯著。3個傳統品種中，綠寶石果實最大，其次是奧尼爾，密斯梯果實最小。

表1 不同藍莓品種外觀形態比較Table 1 Comparison of appearance of different cultiars of blueberry

2.2 不同藍莓品種的品質比較

由表2可知，春高含水量顯著高于其他品種，達到92.36%；追雪含水量最低為82.69%；法新、綠寶石、密斯梯、奧尼爾的含水量在86%～90%依次增加，4者之間差異不顯著。追雪還原糖、可溶性固形物及總酸含量均顯著高于其他品種。奧尼爾總酸含量顯著低于其他5個品種，由于較低的總酸含量，使法新和奧尼爾的糖酸比較高；綠寶石糖酸比顯著低于其他品種，追雪、春高、密斯梯的糖酸比差異不顯著，說明3個新品種的風味消費者接受度較高。在次生代謝產物方面，花青素是評價藍莓營養品質的重要指標，6個品種花青素含量差異極顯著，其中追雪的含量最高，達到259.96 mg/100 g FW。這可能是因為藍莓花青素主要存在于果皮中，而追雪的果實體積最小，單位質量的表面積最大，因此花青素含量最高?；ㄇ嗨睾孔畹偷氖欠ㄐ聻?17.48 mg/100 g FW。

2.3 不同藍莓品種的果實品質指標間相關性分析、主成分分析及綜合評價

對藍莓果實3個外觀形態指標及7個品質指標進行相關性分析，以探索不同指標間的相互關系，篩選進行主成分分析的指標，得到結果如表3所示。

表2 不同藍莓品種的品質比較Table 2 Quality indexes of different blueberry cultiars

表3 藍莓品種測試指標間相關性分析Table 3 Correlation coefficient between indexes of blueberrys

橫徑、縱徑、單果重3個指標間相關系數均>0.8，且呈極顯著正相關性，橫徑、縱徑、單果重3個指標均反應的是果實大小的品質特性，因此這3個指標反應的信息重合度較高；而這3個指標與含水量表現出顯著或極顯著正相關關系，表明藍莓果實大小與含水量存在一定的相關性；含水量、果實大小與總黃酮、花青素、還原性糖、總酸、可溶性固形物呈不同程度顯著或極顯著負相關，表明大果與質優是矛盾關系，不能同時滿足，這也是藍莓育種中的一大挑戰。還原糖與可溶性固形物是藍莓的糖分含量指標，總黃酮、花青素是藍莓果實營養物質指標，各品種藍莓果實含水量均在80%以上，對糖分及營養物質濃度影響很大，因此，含水量與以上5個指標的相關性很高。花青素與總黃酮呈極顯著正相關關系，這是由于花青素和黃酮均屬于酚類物質[13-14]?；ㄇ嗨嘏c還原糖呈相關系數達到0.8以上的極顯著正相關關系，這是因為花青素由糖和花青素苷元合成，同時糖的含量可以影響戊糖呼吸活躍度，戊糖呼吸可以形成莽草酸，而花青素合成所需要的前體是從莽草酸途徑產生的[15-16]。糖酸比除與總酸、可溶性固形物呈極顯著的負相關外，與其他指標相關性均為顯著或不顯著，且糖酸比為可溶性固形物含量與總酸含量的比值，為更好地比較6個藍莓品種的鮮食特性，后續分析中以糖酸比替代可溶性固形物及總酸，綜合反映藍莓果實的風味。

通過對6個藍莓品種的8個指標進行主成分分析，結果如表4、表5所示。

表4 總解釋方差Table 4 Total ariance explained

表5 成分矩陣Table 5 Component matrix and component coefficient matrix

如表4所示，提取出了2個主成分，累計方差貢獻率為83.281%，說明提取的2個主成分可以解釋原有信息，主成分1的方差貢獻率64.20%，包含橫徑、縱徑、單果重、含水量、糖酸比等5個以反應外觀和風味的指標，貢獻率依次為88.9%、78.1%、88.9%、92.1%、56.9%；主成分2包含營養指標花青素，貢獻率為78.4%。

根據各指標與因子成分矩陣，得到如下公式，計算各主成分得分。

F1=0.173X1+0.152X2+0.173X3+0.179X4-0.166X5-0.117X6-0.162X7+0.111X8

F2=0.212X1+0.300X2+0.247X3-0.114X4+0.148X5+0.514X6+0.304X7+0.260X8

以2個主成分及每個主成分對應方差貢獻率占提取主成分累計方差貢獻率的比例作為權重，得到綜合評價函數：

F0=0.771F1+0.229F2

根據綜合評價函數，計算出不同品種藍莓綜合得分并排序，結果見表6。

表6 不同品種藍莓果實品質預測評價結果Table 6 Ealuation results of prediction for different blueberry cultiars

2.4 不同藍莓品種的香氣物質比較

通過GC-MS分析得到6個藍莓品種的果實香氣物質的總離子流圖見圖1，結果見表7。共鑒定出包括醇類、醛類、酯類、萜類、苯環類在內的90種香氣物質。其中，追雪有45種、法新有37種、春高有39種、綠寶石有46種、密斯梯有49種、奧尼爾有34種。醛類和醇類物質占總香氣物質比例高于其他類物質，醇類在綠寶石中所含最多，醛類物質在奧尼爾中所含最多，酯類在法新中最多，追雪含酮類、萜類及其他類較其他品種更多。醇類物質中，1-己醇、反式-2-己烯醇在6個品種中占比最高，1-己醇具有水果香氣及芳香，綠寶石中E-2-己烯醇占比最高，占其所含醇類物質的63.46%，具有綠葉清香及水果香氣；醛類物質主要是具有青草、草本及蘋果香味的E-2-己烯醛、3-己烯醛和己醛[17]，法新和奧尼爾中E-2-己烯醛相對含量最高，綠寶石中最少，是法新的47%；酮類主要為香葉基丙酮，帶有甜蜜玫瑰香韻味[18]。酯類主要為水楊酸甲酯，具有果香及木香；萜類主要是芳樟醇及D-檸檬烯，芳樟醇帶有玫瑰花香味[19]，D-檸檬烯[20]具有薄荷、柑橘味；苯環類主要是具有天竺葵味的對二甲苯。其他類主要是(2R,5R)-2-甲基-5-(丙-1-烯-2-基)-2-乙烯基四氫呋喃、(2R,5S)-2-甲基-5-(丙-1-烯-2-基)-2-乙烯基四氫呋喃。

6個藍莓品種的果實共有香氣物質為1-己醇、青葉醇、反式-2-己烯醇、2-乙基己醇、1-辛醇、3-己烯醛、E-2-己烯醛、天竺葵醛、己醛、庚醛、香葉基丙酮、芳樟醇、D-檸檬烯、對二甲苯、正辛醚。

圖1 各藍莓品種揮發性物質的總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of the olatile aroma components of blueberry cultiars

單位：%

續表7

2.5 特征香氣物質分析

圖2 OPLS-DA得分散點圖Fig.2 Score plot of OPLS-DA

圖3 7個特征香氣物質OPLS-DA得分散點圖Fig.3 Score plot of OPLS-DA with seen characteristic aroma components

3 結論與討論

本研究對成都地區3個傳統主栽品種及3個新品種外觀形態、風味品質、營養成分、香氣物質4個方面進行了測定分析。分析藍莓果實的外觀形態、風味品質、營養成分測試指標間相關性，并通過主成分分析法對6個藍莓品種的果實綜合品質進行了排名，結果顯示，春高因果子較大、含水量高，商品性好，綜合排名第1。法新的糖酸比最高，消費者接受度高，排名第2，二者都可以作為鮮食品種繼續推廣。綠寶石、奧尼爾、密斯梯作為傳統最受消費者歡迎的鮮食品種，綜合排名第3～5名，可以進一步擴大種植面積。追雪果子最小，商品性最低，排名第6，但花青素含量最高，可以用于加工成高附加值藍莓花青素產品。香氣物質分析結果顯示6個品種藍莓果實所含香氣物質種類、相對含量都有較大差異，化合物主要種類為醇類和醛類，主要含有桉葉油醇、1-己醇、E-2-己烯醛等物質。6個品種含有18個共有物質，包括醇類、醛類、酮類、萜類及其他5類。桉葉油醇、1-己醇、E-2-己烯醛、己醛、芳樟醇、香葉醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮為6個藍莓品種的特征香氣物質。本研究有助于了解不同品種藍莓果實間外觀形態、風味品質、營養成分、香氣成分的特點及差異，但本研究僅對6個品種藍莓果實品質進行了研究，還應結合田間表現綜合分析6個藍莓品種的優劣，篩選適宜成都地區種植的藍莓品種。