四川地区琯溪蜜柚及其芽变品种的果实品质

赵宇洪，何 文，李 根，2，王 强，2，谢 锐，王 燕，陈 清，王小蓉，*

(1.四川农业大学 园艺学院，四川 成都 611130； 2.成都市农业技术推广总站，四川 成都 610043)

柑橘()是世界的第一大水果，中国是柑橘自然分布和栽培中心，具有丰富的柑橘资源。柚原产于中国，栽培品种多样，其果实不仅营养成分丰富，且富含类黄酮、类胡萝卜素、酚类等多种生物活性物质。柑橘中的酚类物质是天然自由基清除剂，具有较强的抗氧化活性，可有效调节人的肝细胞功能，抵御或者减轻自由基的伤害，表现出重要药理功能和生物活性，具有良好的保健作用。柑橘生物活性物质含量取决于品种，同时也因栽培条件、环境、生长年份和果实部位的不同而有较大差别。近年来，随着柑橘果实中生物活性物质药理作用和保健功能的不断研究，柑橘果实中生物活性物质组分鉴别、含量分析与活性机理等方面的研究日益受到重视，但大多以总酚、总黄酮、原花色素或者某单一成分的检测和评价为主要研究内容，对柚类果实多种生物活性物质进行定量比较的研究相对较少。琯溪蜜柚[(Burm.)Merrill]是我国传统柚类品种，具有果形大、维生素含量高、风味独特等特点，近些年芽变选育出的红肉蜜柚、红绵蜜柚、三红蜜柚与黄金蜜柚等品种，是品质育种和种质创新的重要材料。琯溪蜜柚及其芽变品种(系)因果实营养丰富、色泽艳丽，在四川柑橘产区大量种植；但有关琯溪蜜柚及其芽变品种(系)活性成分的综合比较评估尚未见报道。为充分了解四川产区蜜柚果实品质特性，本研究以琯溪蜜柚及其4个芽变品种为材料，测定不同品种蜜柚的果实品质与生物活性物质，同时采用主成分分析和聚类分析方法比较不同蜜柚品种间的差异，旨在为四川蜜柚产业发展中品种选择与果品加工提供科学支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为四川柑橘产区主栽的5个蜜柚品种，琯溪蜜柚(GX)、红肉蜜柚(HR)、三红蜜柚(SH)、红绵蜜柚(HM)和黄金蜜柚(HJ)(图1)。

图1 不同琯溪蜜柚品种果实

试验在四川省阆中市蜜柚试验园进行(31°55′ N，106°0′ E)。土壤类型为黄壤土，行距为3 m×5 m，砧木为酸柚，树龄6 a，常规田间栽培管理方式。于2018年11月10日(果实成熟期)，在树冠外围中上部随机挑选大小、成熟度一致的果实作为试验材料，每个品种设置3次生物学重复，每个重复5个果实，共15个果实。测定果实大小、色泽等基础指标后，将材料迅速用液氮冷冻，置于-80 ℃保存备用。

1.2 测定方法

1.2.1 果实品质相关形态与生理指标测定

单果重采用电子天平(E5500S，Sartorius，德国)进行称量。果形指数=果实纵径/横径。可溶性固形物(TSS)含量采用速显测糖仪(PAL-1， ATAGO，日本)测定。粒化指数计算参照佘文琴等的方法。采用色差仪(CM-2500d/CM-2600d， KONICA MINOLTA，日本)测定果皮、海绵层和汁胞的色泽，用值(亮度)、值(红绿度)和值(黄蓝度)的模式进行测定和评价。采用0.1 mol·LNaOH滴定法测定果实可滴定酸(TA)含量。采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定果实维生素C(V)含量。可溶性总糖采用蒽酮比色法测定。

1.2.2 可溶性糖和有机酸测定

取果实汁胞测定果实品质。采用安捷伦1260液相色谱仪测定，糖和酸提取参考刘羽等的方法。可溶性糖包括蔗糖、果糖和葡萄糖，采用Ultra AQ C18柱(250 mm×4.6 mm， 5 μm， Restek， USA)，流动相为(乙腈)∶(水)=80∶20，RID示差检测器检测。有机酸包括柠檬酸、苹果酸、丙酮酸、草酸、奎宁酸和酒石酸，采用Allure Organic Acids柱(300 mm×4.6 mm， 5 μm， Restek， USA)，流动相为0.01 mol·L硫酸(pH值为2.6)，采用紫外检测器(VWD)在波长210 nm下检测。

1.2.3 生物活性物质测定

取果实汁胞测定生物活性物质。酚类物质的提取参照黄胜佳等和郑洁等的方法，取适量果肉样品在冻干机下冻干至含水量低于5%，取样品1 g，浸提剂为甲醇∶水∶甲酸(体积比70∶28∶2)，梯度洗脱，进样体积10 μL，流速1 mL·min，柱温为30 ℃。在283 nm波长下检测柚皮苷、柚皮素、橙皮苷、橙皮素和新橙皮苷；在320 nm波长下检测咖啡酸、芥子酸、绿原酸、阿魏酸；在260 nm波长下检测没食子酸；在367 nm波长下检测芦丁。

类胡萝卜素提取和纯化参照张亚卿的方法，取样品1 g，浸提剂为正己烷∶无水乙醇∶丙酮(体积比2∶1∶1)，色谱柱采用类胡萝卜素专用柱YMC C30(5 μm，4.6 mm×250 mm)，柱温35 ℃，进样量20 μL；流动相A为乙腈：甲醇[体积比3:1，含0.1% 2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和0.05%三乙胺(TEA))，流动相B为100% MTBE(含0.1% BHT)，梯度洗脱；采用二极管阵列检测器(DAD)在波长450 nm下检测。

参考张昭改良后的方法，测定二苯代苦味酰基自由基清除力(DPPH)、铁离子还原能力(ferric reducing antioxidant power，FRAP)、2，2-联氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐清除力(ABTS)，用这3个指标评价果实的抗氧化能力。

1.3 数据处理

所有指标均设3个重复。采用Excel 2016和SPSS 22.0软件完成数据统计与分析。利用主成分分析提取因子，计算各果实品质指标的特征值与方差贡献率，利用方差极大法计算旋转因子的载荷值。采用汤姆逊回归法计算因子得分，根据因子特征值大于1的原则提取因子，采用因子所对应的方差贡献率作为权重，同时提取主要因子绘制载荷图。最后将因子得分和对应的权重进行加权求和，计算得到各品种果实品质的综合得分并排名。

2 结果与分析

2.1 果实品质相关主要形态与生理指标

由表1可知，5个供试蜜柚品种单果重为1 658.06～1 959.00 g，果形指数为0.99～1.08，均无显著差异。黄金蜜柚的粒化指数最高，而琯溪蜜柚粒化现象最轻。TSS含量为10.20%～ 10.70%，其中，三红蜜柚的TSS含量高于其余4个品种，为10.70%。可滴定酸(TA)含量为7.5～10.6 g·L。黄金蜜柚的TA含量显著低于其他4个品系，可溶性总糖显著高于其他4个品系，为10.20%。

表1 柚果实基本生理指标

正值为红色，负值为绿色；正值为黄色，负值为蓝色；、值的绝对值越大，颜色越深。由表2可知，供试材料中，三红蜜柚的果皮、海绵层和汁胞的值分别为1.11、6.01和7.71。红绵蜜柚的海绵层值为7.90。黄金蜜柚的汁胞值为11.79，呈金黄色。

表2 果实不同部位色泽参数

2.2 果实有机酸与可溶性糖组成

一共检测了汁胞中主要的9种有机酸和可溶性糖，5个蜜柚品种检测出4种有机酸和3种可溶性糖，分别为柠檬酸、苹果酸、丙酮酸、草酸、蔗糖、葡萄糖、果糖(表3)。其中，柠檬酸在汁胞中含量最高，约占总酸的90%，为蜜柚品种主要有机酸成分。与其他品系相比，黄金蜜柚的有机酸含量较低，尤其是丙酮酸含量，仅为0.09 mg·g，显著低于琯溪蜜柚。蔗糖含量最高，约占可溶性糖总含量的50%～60%。黄金蜜柚的蔗糖含量和葡萄糖含量最高，分别达到56.68 mg·g和22.34 mg·g，显著高于琯溪蜜柚。

表3 琯溪蜜柚果实中有机酸和可溶性糖的组分与含量

2.3 果实酚类化合物与抗氧化能力

5个供试蜜柚品种中，三红蜜柚的总酚和总黄酮含量最为丰富，分别为10.38 mg·g和13.34 mg·g，琯溪蜜柚的总酚与总黄酮仅为5.13 mg·g和8.45 mg·g，显著低于三红蜜柚(表4)。利用HPLC在蜜柚中检出6种酚类物质，分别为没食子酸、绿原酸、芥子酸、柚皮苷、新橙皮苷和芦丁(表5)。其中，没食子酸含量最为丰富，约占总酚含量的10%～15%。三红蜜柚和黄金蜜柚的没食子酸含量最高，分别达到611.27 μg·g和687.98 μg·g，显著高于琯溪蜜柚。绿原酸和芥子酸含量分别以黄金蜜柚和三红蜜柚最高，分别为127.94 μg·g和69.44 μg·g。蜜柚品种中柚皮苷含量最为丰富。三红蜜柚的柚皮苷和芦丁含量最高，分别达到807.47 μg·g和137.57 μg·g，黄金蜜柚的总黄酮含量最低。此外，琯溪蜜柚和黄金蜜柚的汁胞中未检测到新橙皮苷。

表4 琯溪蜜柚果实总酚、总黄酮与抗氧化能力

表5 琯溪蜜柚果实酚类、黄酮类含量

如表4所示，不同蜜柚品种清除自由基的能力存在差异。其中，三红蜜柚DPPH和ABTS自由基清除能力强于其他品种，分别为133.04 μmol·g和5.92 μmol·g；黄金蜜柚的综合抗氧化能力最弱，DPPH自由基清除能力为38.93 μmol·g，FRAP铁离子还原能力为5.50 μmol·g，显著低于三红蜜柚。

2.4 果实类胡萝卜素组成与含量

如表6所示，5个供试品种中，红肉蜜柚和三红蜜柚的总类胡萝卜素含量最高，分别为1 415.36μg·g和1 147.19 μg·g。黄金蜜柚的类胡萝卜素成分最为丰富，含-胡萝卜素、-胡萝卜素、-隐黄质和番茄红素4种成分，其他品种未检测出-胡萝卜素和-隐黄质。红肉蜜柚和三红蜜柚的汁胞以积累番茄红素为主，含量分别达到1 010.87 μg·g和778.21 μg·g，约占总类胡萝卜素的80%左右；黄金蜜柚以积累-胡萝卜素为主，含量为495.23 μg·g，约占总类胡萝卜素60%左右。

表6 柚果实中类胡萝卜素组成与含量

2.5 综合评价

对蜜柚果实主要有机酸、可溶性糖、酚类化合物、类胡萝卜素共计17种组分，以及3种抗氧化能力进行主成分分析，共提取4个特征值大于1的主成分因子，累计方差贡献率达85.348%。因子载荷矩阵经过旋转后，PC1包含原来信息的31.698%，与类胡萝卜素(-胡萝卜素、-隐黄质、-胡萝卜素)、酚酸(没食子酸、绿原酸)和可溶性糖(蔗糖、葡萄糖)呈正相关，与有机酸(柠檬酸、丙酮酸)呈负相关；PC2包含原来信息的22.934%，与类黄酮(柚皮苷、芦丁)呈正相关；PC3包含原来信息的15.942%，与苹果酸和果糖有关；PC4包含原来信息的14.774%，与抗氧化能力(FRAP、ABTS)呈正相关。根据各主成分因子贡献率的大小，计算出各蜜柚品种的综合得分，三红蜜柚得分最高，其次是黄金蜜柚、红肉蜜柚、红绵蜜柚，琯溪蜜柚得分最低(表7)。

表7 各主因子综合得分与排名

为了直观地揭示不同品系的综合表现，以及果实品质各指标的关联性和分布情况，提取前两个主成分因子，以PC1为横坐标，PC2为纵坐标绘制载荷图，从图2可知，三红蜜柚的综合得分最高，其特征成分为番茄红素、柚皮苷、芦丁、新橙皮苷、芥子酸；其次是黄金蜜柚，其特征成分为-胡萝卜素、-隐黄质、-胡萝卜素、蔗糖、葡萄糖，而琯溪蜜柚的综合得分最低。

图2 不同柚果实品系与主要成分载荷图

3 结论与讨论

糖酸组分、构成比例和含量是决定果实内在品质的重要因素之一。柚类可溶性糖主要以蔗糖为主，有机酸主要以柠檬酸为主。本试验结果表明：5个琯溪蜜柚品种含有蔗糖、果糖和葡萄糖3种可溶性糖，均以蔗糖含量最高；有机酸除柠檬酸外，还含有苹果酸、草酸和丙酮酸，而奎宁酸和酒石酸未被检测出，与Sun等、郑丽静等的研究结果一致。琯溪蜜柚及其芽变品种原产于福建省漳州市平和县，原产地的果实固酸比为20.4～27.4。本研究中，上述品种引种到四川柑橘产区后，果实固酸比均明显下降，仅为9.86～13.52，表现出酸高糖低现象，这可能与四川柑橘产区年均温度和年均日照时长较原产地低有关。

果实色泽成为衡量柑橘果实品质的重要标准，无论对果实的营养品质还是商品价值都具有重要意义。卢新坤等和Liu等对红肉和黄肉琯溪蜜柚的类胡萝卜素进行分析，发现黄肉蜜柚积累-胡萝卜素、红肉蜜柚积累番茄红素是两者汁胞呈现金黄色和红色的原因。本研究与前人研究结果相一致。此外，几个供试品系中，黄金蜜柚的类胡萝卜素含量最为丰富，这为进一步开展蜜柚果肉颜色形成机理，推进蜜柚育种研究具有重要意义。

酚类物质是柑橘中重要的生物活性物质，柑橘果实的营养保健价值与其丰富的酚类物质和抗氧化能力密切相关。本研究共检测出琯溪蜜柚果实中没食子酸、绿原酸、芥子酸3种酚酸，以及柚皮苷、新橙皮苷和芦丁3种类黄酮，其中，酚酸以没食子酸含量最高，其次为绿原酸，类黄酮以柚皮苷含量最高，其次为新橙皮苷，与Xi等对柚的研究结果相一致。而甜橙类果实的类黄酮成分则以橙皮苷为主。

柑橘果实总酚、总黄酮与抗氧化能力存在一定的正相关，酚类物质越丰富，抗氧化能力越强。本研究结果表明，果实酚类物质对其抗氧化能力有重要的贡献，在白肉琯溪蜜柚及其几个芽变品种中，三红蜜柚具有比其他品种有更强的抗氧化能力，但发挥抗氧化活性的具体成分还有待深入去探究。

在评价果实品质时，由于各个品种都有其自身的优劣，为了综合评判，大量学者建立了相关的综合评价体系，主成分分析是目前较为系统的综合评价方法，已被广泛地应用在各类研究中，但在柚类果实品质评价中未见报道。本研究通过主成分分析，将琯溪蜜柚果实中的20种营养成分通过降维，提取出4个特征值大于1的主成分因子，累计贡献率达到85.348%，客观地反映了白肉琯溪蜜柚及其芽变品种的品质状况。此外，提取前两个主成分因子，以PC1为横坐标、PC2为纵坐标绘制载荷图，根据每个品种各组分的贡献可知，在琯溪蜜柚后期的品质深入研究中可重点考虑色泽、可溶性糖类和酚类物质等性状。根据综合评价结果，可将三红蜜柚作为后期生产栽植的主推品种和育种供体材料使用，将黄金蜜柚作为色泽突变育种供体材料使用。

综上，本研究结果可为四川地区蜜柚种植、开发利用与品质分析提供参考。同时，本研究结果表明，四川柑橘产区蜜柚果实品质较原产地存在酸高糖低的现象。因此，接下来需针对此现象制定适宜四川蜜柚的肥水管理和外源处理方案，以期提高果实品质。