5個番石榴品種果實食用品質和香氣特征分析

邱珊蓮, 林寶妹, 鄭開斌

5個番石榴品種果實食用品質和香氣特征分析

邱珊蓮, 林寶妹, 鄭開斌*

(福建省農業科學院亞熱帶農業研究所，福建 漳州 363005)

為比較番石榴()不同品種果實的外觀、營養價值和香氣特征，采用國家標準方法，對5個番石榴品種(‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’、‘水蜜’、本地種)果實的外觀和營養成分進行測定，采用頂空氣質聯用(HS-GC-MS)技術對5個品種果實的香氣成分進行測定。結果表明，不同品種果實外觀及營養成分差異明顯。‘水蜜’的果形指數最低，果實扁圓形，種籽最少；大多數糖類物質(總糖、還原糖、蔗糖等)、糖酸比、總酚含量最高；果糖、VC和總黃酮含量位居第2；總酸、脂肪、粗纖維、灰分含量最低。主成分分析表明，‘水蜜’作為鮮食水果的食用品質最高。己醛和石竹烯是紅肉型品種的特征風味物質，3-羥基-2-丁酮是白肉型品種的特征香氣成分。

番石榴；品種；主成分分析；營養成分；香氣成分

番石榴()，又名芭樂、拔子、喇叭果、雞屎果等, 隸屬于桃金娘科(Myrtaceae)番石榴屬，熱帶果樹，原產于南美洲熱帶地區，在我國海南、云南、廣西、廣東、福建、臺灣等地區廣泛栽培。番石榴具有較高的藥用價值和食用價值，葉、花、果均可入藥[1]。葉含有三萜、黃酮、鞣質、多酚、倍半萜等活性成分[2]，具有明顯的降血糖[3]、抗病毒[4]、抗菌[5]、抗炎[6]、抗腫瘤[7]等藥理活性,具有輔助降糖、治療急慢性腸炎和痢疾等疾病的作用；花蕾可緩解消化障礙[8]；果實清甜脆爽，香氣獨特，富含蛋白質、維生素A、C及磷、鈣、鎂等微量元素[9]，可用于營養補充劑和止瀉劑[10]。

目前國內外對番石榴的研究主要集中于番石榴的栽培技術、加工工藝、葉片生物活性等方面,而對番石榴果實的營養價值、香氣品質和活性成分的研究報道仍較少。彭燕等[11]研究了廣東湛江河唇‘珍珠’番石榴果實營養成分及活性成分。周濃等[12]研究了‘珍珠’番石榴果實營養成分及揮發性風味成分。張朝坤等[13]研究了2個品種番石榴(‘彩虹’、‘紅寶石’)果實生長發育和營養品質的變化規律。李莉梅等[14]比較了紅肉型‘四季桃’和白肉型‘珍珠桃’番石榴果實中的揮發性組分差異。邱珊蓮等比較了4個品種番石榴不同成熟期反造果的食用品質、外觀品質和營養品質[15]，分析了5個番石榴品種(‘水蜜’、‘珍珠’、本地、‘西瓜’、‘紅寶石’)不同成熟期反造果的香氣成分[16]。Ajang等[17]研究了番石榴3個品種重量、體積發育規律、可溶性固形物、總糖、抗壞血酸含量。由于不同品種間基因存在差異，導致營養、活性和香氣成分的組成存在差異。番石榴主栽品種約有幾十種，但多數研究僅限于少數品種或少數品質指標，且大多未指明果實的采摘時間，或栽培地點不明，難以匯總起來比較分析各品種果實品質。關于優質品種篩選的系統研究仍較缺乏。

番石榴具有常年開花的習性，但花期集中在4—5月和8—10月，以4—5月花量最多，對應的果實成熟期分別在7—8月(正造果)和12—1月(反造果)。番石榴正造果生長時間大概75 d，反造果成熟時間在120 d左右[18]。本文對同一栽培地點、同一時期、相同成熟度的5個品種番石榴(‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’、‘水蜜’、本地種)正造果的營養、香氣和活性成分進行定性定量分析，應用SPSS 22.0軟件對數據進行差異顯著性分析和主成分分析(principal component analysis, PCA)，探討5個品種果實綜合品質的差異，旨在為進一步開發利用番石榴種質資源進行良種選育、推廣應用及加工利用提供參考依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試番石榴()品種為‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’、‘水蜜’、本地種，種植于福建省農業科學院亞熱帶農業研究所國家閩臺特色作物種質資源圃(24°33′7″ N，117°44′24″ E)，海拔20 m，樹齡為6 a，氣候、土壤及栽培管理措施一致。于2021年7月19—28日期間采摘八成熟果，‘紅寶石’、‘西瓜’、‘水蜜’于花后80 d采摘，‘粉紅蜜’、本地種于花后75 d采摘。每個品種按東、南、中、西、北5個方位各選一株長勢較一致的植株，每棵樹按東、南、中、西、北5個方位各摘取3粒果實。鮮果采摘后隨機選取10粒立即勻漿，迅速進行香氣和VC測定，其他樣品切成小塊，-80 ℃冰箱保存備用。

1.2 試驗方法

果實外觀性狀測定 用游標卡尺分別測量每個果實的縱徑、橫徑，計算果形指數。果形指數=果實縱徑/果實橫徑；單果質量以鮮質量計。

果實營養成分測定 水分測定參考GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》直接干燥法；蛋白質含量測定參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質的測定》凱氏定氮法；脂肪含量測定參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測定》索氏抽提法；粗纖維含量測定參考GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測定》；可溶性固形物含量測定參考NY/T 2637—2014 《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》；灰分含量測定參考GB 5009.4—2016《食品中灰分的測定》第一法；總酸含量的測定參考GB/T 123456—2008《食品中總酸的測定》酸堿滴定法；總糖含量的測定參考GB/T 10782—2006《蜜餞通則》；還原糖含量測定參考GB 5009.7— 2016《食品中還原糖的測定》滴定法；果糖、葡萄糖、蔗糖含量測定參考GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》高效液相色譜法；VC含量測定參考GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》滴定法。各營養成分含量均以鮮質量計。

果實總酚和總黃酮測定 參考Lu等[19]的方法提取和測定總酚含量；參考Krizek等[20]的方法提取和測定總黃酮含量。

果實香氣成分測定 隨機選取10粒無機械損傷和病蟲害的果實，洗凈，水分晾干后切塊用粉碎機打成果漿，稱取5 g果肉置于20 mL頂空瓶(設3個平行重復)，放入頂空自動進樣器，瓶靜態平衡時間5 min。氣相色譜分析條件：色譜柱，TG-5SILMS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25m); 升溫程序：起始溫度40 ℃，保持2 min，然后以5 ℃/min升至140 ℃，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min; 進樣量1 000L，載氣為He，體積流量1.2 mL/min。質譜電離方式為EI，離子源溫度250 ℃，接口溫度280 ℃。掃描質量范圍為30～550 amu。各組分質譜經NIST檢索和比對，采用峰面積歸一法計算各成分相對百分含量。

1.3 數據處理

采用Excel 2010軟件進行數據處理，采用SPSS 22.0軟件進行差異顯著性和PCA分析。差異顯著性分析采用Duncan法(<0.05)；參考林海明[21]方法計算得到各品種果實品質性狀的綜合得分。

2 結果和分析

2.1 果實外觀性狀分析

如表1所示，不同品種番石榴其顏色、多籽性、形狀和大小差異較明顯。‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’果肉紅色，‘水蜜’和本地種果肉白色。‘水蜜’果肉中籽極少，‘紅寶石’和本地種次之。‘水蜜’的果形指數最低，形狀與其他品種差異較大，果實呈扁圓形；‘西瓜’果形指數最大，果實呈雪梨形；‘紅寶石’、‘粉紅蜜’果實呈蘋果形；本地種果實呈卵圓形。本地種單果質量顯著高于其他4個品種，‘西瓜’單果質量最低。

2.2 果實營養成分分析

‘水蜜’果實水分含量、可溶性固形物、總酚含量顯著高于其他 4個品種，脂肪、粗纖維、灰分顯著低于其他4個品種；‘粉紅蜜’水分含量最低，蛋白質、脂肪、粗纖維、灰分顯著高于其他4個品種；‘紅寶石’VC含量最高，為157.02 mg/100g，其次為‘水蜜’(152.17 mg/100g)，本地種VC含量最低，僅87.04 mg/100g；本地種總黃酮含量顯著高于其他4個品種，達1.33 mg/g，‘紅寶石’含量最低(表2)。

表1 5個番石榴品種果實外觀特征

同列數據后不同字母表示差異顯著(<0.05)。下同

Data followed different letters in the same column indicate significant differences at 0.05 level. The same below

表2 5個番石榴品種果實營養成分含量

=3

2.3 果實可溶性糖、酸含量分析

如表3所示，‘水蜜’總酸含量顯著低于其他4個品種；總糖、還原糖含量和糖酸比顯著高于其他4個品種；果糖、蔗糖含量與‘西瓜’無顯著差異，顯著高于其他3個品種；葡萄糖含量與‘粉紅蜜’無顯著差異，顯著高于其他3個品種。‘粉紅蜜’總酸含量最高，果糖含量最低；本地種總糖、還原糖、蔗糖含量及糖酸比顯著低于其他4個品種。5個品種總糖以還原糖為主，還原糖含量均遠高于蔗糖。

表3 5個番石榴品種果實可溶性糖組分及總酸含量

=3

2.4 食用品質綜合評價

以供試的5個番石榴品種果實作為樣本單元,將粗纖維、可溶性固形物、總酸、總糖、還原糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、糖酸比、VC、總酚、總黃酮、蛋白質、脂肪、灰分等營養指標、風味指標(糖、酸、糖酸比)和活性物質共15個作變量進行PCA和綜合評價。將以上15個指標經標準化(Z-score法)處理后，通過SPSS進行PCA分析，結果見表4、5。第1主成分(PC1)的特征值為8.440，方差貢獻率為56.266%；第2主成分(PC2)的特征值為3.445，方差貢獻率為22.965%；第3主成分(PC3)的特征值為2.254，方差貢獻率為15.027%；前3個主成分的累計方差貢獻率達到94.258%，說明這3個主成分基本上反映了原始變量的全部信息，符合分析要求。因此將前3個主成分代替原15個指標評價番石榴果實食用品質，達到了降維目的。

主成分載荷矩陣反映各變量指標與各主成分之間的關系，載荷系數絕對值越大，表明該變量與對應主成分的關聯程度越大。由表5可知，對PC1貢獻較大的指標有還原糖、糖/酸比、可溶性固形物、總糖，載荷值分別為0.992、0.973、0.935、0.921, 基本指向糖類物質；對PC2貢獻較大的為總黃酮，載荷值為–0.914；對PC3貢獻較大的為葡萄糖，載荷值為0.867。PC1和PC2的累計貢獻率達79.231%，接近總貢獻率的80%，根據各主成分的貢獻率，說明對番石榴果實食用品質影響最大的營養指標是還原糖、糖/酸比、可溶性固形物、總糖、總黃酮。

表4 番石榴果實營養品質主成分的方差貢獻率

根據PCA分析得出的因子得分和特征值計算得出5個品種的主成分得分()和主成分綜合得分，綜合得分越高，說明該品種果實的食用品質越好。‘水蜜’的主成分綜合得分值最高，達到了2.30分，其次是‘紅寶石’，分值為0.93 (表7)。表5顯示PC1中以還原糖、糖/酸比、可溶性固形物、總糖影響最大，表2、3顯示‘水蜜’中的可溶性固形物、總糖、還原糖含量和糖/酸比均顯著高于其他4個品種，說明主成分綜合得分能較客觀反映各品種間果實品質的差異。可見，5個品種當中，‘水蜜’作為鮮食水果的食用品質最佳，其他依次為‘紅寶石’、‘西瓜’、‘粉紅蜜’、本地種。

2.5 果實香氣成分分析

由表7可知，5個番石榴品種果實共檢出25種揮發性物質，包括醇類5種，醛類2種，萜烯18種。5個品種的共有成分2種，分別為胡椒烯和石竹烯。‘紅寶石’共檢測出15種揮發性化合物，‘粉紅蜜’和‘水蜜’19種，‘西瓜’14種，本地種僅7種。‘紅寶石’和‘粉紅蜜’果實揮發性物質中均以醛類物質相對含量最高，分別為48.91%和50.39%，萜類物質含量次之，分別為30.70%和41.85%；‘西瓜’中萜類物質相對含量最高，為61.46%，其次是醛類(33.74%)；‘水蜜’中萜類物質相對含量高達74.03%，醇類含量為25.83%，未檢測出醛類；本地種中萜類物質相對含量高達94.18%，萜類含量為5.76%，未檢測出醛類物質。

表5 番石榴果實食用品質指標的主成分載荷矩陣

表7 5個番石榴品種果實香氣成分組成與相對含量

續表(Continued)

=3; -: 未被檢測到。

=3; -: Not detected.

5個番石榴品種果實香氣主要成分組成及含量差異較大(表7, 8)。‘紅寶石’和‘粉紅蜜’的主要成分組成和含量較為類似，均以己醛相對含量最高，分別為37.50%和41.93%，其次為石竹烯，含量分別為19.28%和24.24%，這兩個品種間共有成分15種，相似率達到0.972；‘西瓜’揮發性物質中石竹烯含量最高，為36.57%，其次為己醛(19.42%)，與其他品種的香氣成分相似率均小于0.850；‘水蜜’中石竹烯是絕對優勢成分，含量高達61.58%，第二優勢成分為3-羥基-2-丁酮，含量為25.67%，該品種與其他品種的香氣成分相似率均小于0.800；本地種中3-羥基-2-丁酮是絕對優勢成分，含量高達67.92%, 其次為己醇，含量為19.88%，與其他品種的香氣相似率均小于0.500，表明該品種的香氣較獨特。

表8 5個番石榴品種果實香氣成分相似率

3 結論和討論

隨著人們生活水平的提高、消費觀念的改變和健康意識的增強，消費者對水果食用價值、安全性及其保健作用的關注日益提升。果實品質的內涵也越來越豐富，對于鮮食水果，果實品質主要包括以糖、有機酸為核心的食用品質，色澤、果形為核心的外觀品質，芳香物質、生物活性物質為核心的外延品質[22]。本研究的5個番石榴品種正造果雖果形指數存在差異、形狀各異，但均果實大小整齊、果形端正、著色度一致，外觀均可接受。但‘水蜜’的籽最少，‘紅寶石’的次之。

果實營養成分含量決定了其營養價值，營養成分主要包括脂肪、碳水化合物、蛋白質、纖維素、灰分等。彭燕等[11]研究表明湛江河唇‘珍珠’番石榴的水分含量為88.98%、脂肪0.11%、粗纖維2.27%、蛋白質0.78%。本研究中的‘紅寶石’水分含量與之接近，5個品種脂肪含量(0.16%～0.49%)均明顯高于‘珍珠’番石榴；‘粉紅蜜’和‘西瓜’的粗纖維含量高于‘珍珠’，其余3個品種的低于‘珍珠’；‘粉紅蜜’的蛋白質含量與‘珍珠’相當，其余4個品種的均低于‘珍珠’。可見，不同品種間大多營養成分含量差異較大，但也存在個別營養成分含量接近的情況。

果實內在品質中的糖、酸含量和糖酸比是決定果實風味最重要的指標[23]。高酸低糖的果實口感過酸，難以入口，而低酸高糖的果實口感平淡，容易甜膩，都不能迎合消費者的鮮食口感需求，良好的風味必須建立在較高的含糖量基礎上有合適的糖酸比[24]。例如，對梨(spp.)而言，含糖量高或極高、含酸量低或中等的風味佳；含酸量極高者, 無論含糖量高低，風味均差；糖酸比小于14.9時，風味甜酸或酸澀；糖酸比在15～25時，風味甜酸；糖酸比在25.1～60時，風味最佳，酸甜適口；糖酸比大于60.1時，風味甜或甘甜[25]。對蘋果(sp.)而言，在可滴定酸含量0.2%～0.5%、可溶性固形物≥14.5%或總糖≥12.5%、糖酸比30～35范圍內果實甜酸適宜，風味濃郁，最適于鮮食[26]。本研究中的5個番石榴品種果實總酸含量為0.21%～0.27%，總糖含量為5.31%～7.08%，糖酸比為20.92～34.18。‘水蜜’總酸含量最低，總糖含量最高，糖酸比(34.18)最高，口感酸甜適宜，鮮食風味品質最佳；‘紅寶石’次之，總酸含量為0.24%、總糖含量6.75%，糖酸比為27.64。張朝坤[13]等檢測‘紅寶石’的總酸含量為0.19%、總糖含量2.97%，糖酸比為15.63，均明顯低于本文檢測值，兩者的栽培地點距離較近，但結果差異明顯，可能與栽培管理措施及不同年份的氣候有關。

番石榴果實中不僅含有人體需要的多種營養物質，還含有多糖、多酚、黃酮、VC等生物活性物質[11]。彭燕等[11]測定湛江河唇‘珍珠’番石榴的總酚含量為1.80 mg/g、總黃酮含量為1.94 mg/g、VC含量94.02 mg/100 g；張朝坤[13]等測定‘彩虹’和‘紅寶石’的VC含量分別為107.87和111.00 mg/100 g；周濃等[12]測定‘珍珠’番石榴的VC含量為0.13 g/100 g。本研究中本地種的總酚含量與湛江河唇‘珍珠’相當，其余品種的總酚含量均高于湛江河唇‘珍珠’, 但5個品種的總黃酮均低于湛江河唇‘珍珠’。除本地種外，其余4個品種的VC含量均高于以上文獻報道的。與其他水果相比，本研究的‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’、‘水蜜’、本地種5個品種的VC含量高于許多其他水果，如獼猴桃()、山楂()、草莓()、圣女果(var.)、櫻桃(spp.)、鴨梨、蘋果、西瓜()、青葡萄()、油桃(var.)[27]。番石榴營養、風味等指標眾多，且含量在各品種間有高有低，分散的指標難以全面揭示品種間的品質差異，PCA是將眾多指標簡化為少量綜合指標的一種降維統計分析方法。本研究采用PCA分析了15個指標，結果表明對番石榴食用品質影響最大的指標為還原糖、糖/酸比、可溶性固形物、總糖、總黃酮，綜合得分最高的品種為‘水蜜’。PC1載荷值和貢獻率表明糖類物質是影響番石榴果實食用品質的主要關鍵因素。

風味是食品的靈魂，水果風味除了取決于非揮發性的糖、酸含量和糖酸比，還與揮發性香氣物質有關，香氣是水果及其產品重要的質量指標，直接影響消費者的偏好[28]。李莉梅等[14]研究發現紅肉型‘四季桃’和白肉型‘珍珠桃’番石榴果實均以醛類為主香物質，但白肉型含量明顯高于紅肉型，而紅肉型果實中酯類、醇類、酸類物質的種類和含量均明顯高于白肉型，與本文結果不一致，本研究中醛類是紅肉型‘紅寶石’、‘粉紅蜜’的主香物質，但白肉型果實不含醛類物質，這些明顯差異可能與品種的遺傳特性、產地氣候、栽培措施均有關系。作者前期研究表明‘水蜜’、‘珍珠’、本地種3個番石榴品種成熟反造果均以醛類物質為主香成分，‘西瓜’和‘紅寶石’以萜烯類為主香成分[16]。與本次正造果相比, 僅‘西瓜’變化不大，仍以萜烯類為主香成分，但‘紅寶石’以醛類為最主要成分，‘水蜜’、本地種分別以萜烯類和醇類為主香物質。同一地點同一品種的差異與季節關系最大，正造果的果實發育成熟季節是夏季，氣溫高、光照強，而反造果的果實發育成熟季節是冬季，氣溫低、光照較弱，溫度和光照是影響香氣物質的合成與代謝的重要環境因素[29]。

綜上所述，5個番石榴品種正造果的外觀、營養品質和香氣特征差異較大。‘水蜜’果形呈扁圓形，籽少，粗纖維少，其可溶性固形物、總糖、還原糖、葡萄糖、蔗糖、總酚含量和糖酸比均最高，總酸含量最低，VC含量高達152.17 mg/100 g，僅次于‘紅寶石’ (157.02 mg/100 g)。PCA分析表明‘水蜜’作為鮮食水果的綜合得分最高，食用品質最佳，適宜大面積推廣。己醛和石竹烯是紅肉型品種(‘紅寶石’、‘粉紅蜜’、‘西瓜’)的特征香氣物質，3-羥基-2-丁酮是白肉型品種(‘水蜜’、本地種)的特征香氣成分。本研究為番石榴果實綜合品質評價、良種選育及推廣、加工利用提供了理論依據。

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Analysis of Edible Quality and Aroma Characteristics of Fruits in Five Cultivars of

QIU Shanlian, LIN Baomei, ZHENG Kaibin*

(Institute of Subtropical Agriculture, Fujian Academy of Agricultural Sciences,Zhangzhou 363005, Fujian, China)

To compare appearance traits, nutrients and aroma characteristics of fruits of differentcultivars, the appearance and nutritional qualities of five guava cultivars (‘Hongbaoshi’, ‘Fenhongmi’, ‘Xigua’, ‘Shuimi’, local cultivar) were measured by national standard method, and the aroma components were determined by head space-gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC-MS) technology. The results showed that there were significant differences in fruit appearance and nutrients among five cultivars. For ‘Shuimi’, the fruit shape index was the lowest with oblate fruit and the least seeds; the contents of sugars (total sugar, reducing sugar, sucrose, and etc.), sugar acid ratio, and total phenol were the highest; and the contents of fructose, VCand total flavonoids ranked in second; while the contents of fat, crude fiber, ash and total acid were the lowest. The principal component analysis (PCA) showed that ‘Shuimi’ had the highest comprehensive score, so the edible quality was the best, Hexanal and caryophyllene were the characteristic aroma components of red pulp cultivars, andhwas the characteristic aroma component of white pulp cultivars.

; Cultivar; Principal component analysis; Nutrient; Aroma component

10.11926/jtsb.4601

2021-12-30

2022-02-21

福建省省屬公益類科研院所專項(2019R1030-4)資助

This work was supported by the Special Project for Basic Research of Public Research Institute of in Fujian Province (Grant No. 2019R1030-4).

邱珊蓮(1979年生)，女，博士，副研究員，主要從事農產品加工研究。E-mail: slqiu79@163.com

. E-mail: kaibin118@163.com