5种菠萝果实品质比较与评价

张玉梅，周伟，李如一，彭芍丹，张利*，曹玉坡，3，李积华

（1.福建农林大学食品科学学院，福建 福州 350002；2.中国热带农业科学院农产品加工研究所，农业农村部热带作物产品加工重点实验室，广东 湛江 524001；3.海南省果蔬贮藏与加工重点实验室，广东 湛江 524001）

菠萝，又名凤梨，是三大热带水果之一，其可食部分主要由肉质增大的花序轴和螺旋状排列于外周的花组成[1]。菠萝果实香气独特、口感酸甜适中，富含膳食纤维、矿物质等营养物质和多种生物活性化合物，具有抗炎、抗氧化和促进肠道运动等保健功能[2]。在国际市场上，菠萝的需求量仅次于香蕉和柑橘。我国菠萝种植面积居世界第四位，其中广东省菠萝种植面积达50万亩左右，占全国的56%，菠萝产业已经成为广东省雷州、徐闻等菠萝主产区的支柱产业[3-5]。近年来，由于栽培品种老化、加工利用率低等因素，该地区的菠萝陷入了滞销的困境。菠萝果实品质是决定其市场竞争力的关键因素，而品种类型对果实品质差异有较大影响，因此，对不同品种菠萝果实品质进行分析比较和评价，是果品选优和良种选育过程的重要环节。

目前国内关于果蔬品质评价方法运用较多的有聚类分析法、主成分分析法，这2种方法在菠萝果实品质评价中也有报道[6-7]。尽管聚类分析法和主成分分析法可以通过筛选影响果实品质的关键因子，将类似品质的品种归类，进而减少工作量，从而达到果实品质综合评价的目的。但这2种方法对于不同品种果实品质的优劣缺乏具体分析与评价[8]。考虑到不同菠萝品种间品质差异较大，为了更准确地进行果实品质比较与评价，可选用“合理-满意度”和多维价值理论合并规则对其进行果实品质评价。该方法已被应用于菠萝果实品质评价，如陆新华等[9]采用“合理-满意度”和多维价值理论合并规则对12个泰国引进的菠萝品种果实进行了品质分析比较，从多个指标中筛选出单果质量、可溶性固形物、可溶性总糖、可滴定酸和维生素C含量共5个具有一定的代表性的指标作为评价目标。菠萝品种相对单一和不同品种果实成熟期不一致等因素导致采样困难，因此关于不同菠萝品种推广的研究和进展非常缓慢，品质方面的研究相对较少[10]。本试验对湛江地区5个不同品种菠萝果实感官指标及营养成分进行测定分析，比较各品种菠萝品质指标间的差异。在分析比较的基础上，以陆新华等[9]筛选出的5个评价因子为参考，参照其他果蔬品质评价指标[11-13]，筛选出单果质量、侧面果肉L*、糖度、总糖含量、维生素C、总多酚含量6个因子，运用“合理-满意度”与多维价值理论合并规则对5个不同品种菠萝果实品质进行综合评价。旨在为构建菠萝基础数据库、探索菠萝的加工特性、高效利用菠萝提供科学依据，合理指导不同地区菠萝的后续开发利用工作。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菠萝：广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所。田间管理条件一致，5个品种分别挑选25个无病虫害的菠萝，于10℃条件下贮藏至黄熟期，分别测定各品种菠萝果皮、果肉外观品质，果肉切分混匀后用料理机打浆，分装于封口袋内，置于-18℃冰箱保存备用。

氢氧化钠、硫酸、盐酸（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；葡萄糖标准品（纯度≥99.5%）：北京索莱宝科技有限公司；没食子酸标准品、芦丁标准品（纯度均≥99.5%）：上海源叶生物公司。

1.2 试验设备

EL204-IC电子秤：瑞士梅特勒-托利多公司；PD-151数位型游标卡尺：台湾宝工实业股份有限公司；CT3-50K物性测试仪：美国Brookfield公司；Color I 5D台式分光光度计：爱色丽（上海）色彩科技有限公司；UV-1780紫外可见分光光度计：日本岛津公司；LC-20A低温高速离心机：德国Sigma公司。

1.3 试验方法

1.3.1 菠萝果皮、果肉外观品质指标测定

每个品种选取20个菠萝果实用于测定单果质量、果形指数及果皮和果肉的硬度、色度，以单果为1次重复。用电子秤测定单果质量；用电子数显游标卡尺测定样品的最大纵径（Ld）与最大横径（Cd），并通过以下公式计算出果形指数。

测定菠萝果皮和果肉的亮度值L*、红绿度值a*、黄蓝度值b*。使用物性测试仪T39探头测定菠萝果皮和果肉硬度，测定参数为触发点负载0.07 N，测试速度0.50 mm/s，测试目标距离10 mm。菠萝果皮和果肉色度和硬度测定点如图1所示。

图1 不同品种菠萝果皮、果肉色度及硬度测定点Fig.1 Determination sites of color and firmness of pericarp and pulp of different pineapple varieties

1.3.2 菠萝果肉内在品质指标测定

总糖含量：采用苯酚-硫酸法，借助分光光度计进行测定[14]。可滴定酸和维生素C含量测定参照曹建康等[15]方法进行，利用氢氧化钠溶液滴定法测定菠萝果肉中可滴定酸的含量，利用2，6-二氯靛酚法测定维生素C。菠萝果肉总多酚和总黄酮的提取参照夏陈等[16]的方法，用80%乙醇提取菠萝果肉多酚、黄酮，提取物置于-80℃保存备用。总多酚含量测定采用福林-酚法[17]，以没食子酸为标准品制作标准曲线，方程为y=283.59x-19.567，R2=0.997 8。根据标准曲线及其回归方程求出提取液中的总多酚含量（以没食子酸计，mg/L）。总黄酮含量测定参照Bao等[18]的方法，以芦丁为标准品制作标准曲线，方程为y1=857.64x1+0.101 8，R2=0.998 0。根据标准曲线及其回归方程求出提取液中的总黄酮含量（以芦丁计，mg/L）。

1.3.3 果实品质综合评定

“合理-满意度”是指试验样品相关特性满足人们需求的合理或满意之程度，通常将其与多维价值理论结合进行综合评价[19]。例如，在本研究的5个品种菠萝的样品中，维生素C含量测定值为bi（i=1，2，3，4，…，n），最大值max bi，基于营养学角度考虑，人们期望维生素C含量越大越好，故其满意度应定为1；维生素C最小含量为min bi，满意度定义为0。假设满意度与维生素C含量呈线性关系，则各菠萝样品维生素C含量满意度可由公式（1）计算出。据此可推导出各品种菠萝样品其他指标的单因素满意度计算公式。

式中：m（bi）为第i个单因素指标的满意度。

在得出5种菠萝果实单因素指标的“合理-满意度”的基础上，要考虑的是某一品种的品质特性的合成“合理-满意”。为此采用“合理-满意度”与多维价值合并规则，将单因素“合理-满意度”合并成品质的合成“合理-满意度”。假设筛选出的6个指标（单果质量，侧面果肉L*值、糖度、总糖含量、维生素C含量、总多酚含量）变化是独立的，对品质特性的总贡献可以近似地看成无区别，则可以用加法合并的规则计算出各品种菠萝品质特性的合成“合理-满意度”（S），本研究中对5种菠萝样品相关指标进行比较分析的基础上，参考伊丽米努尔等[20]和马玉娟等[21]的研究方法，确定各指标的加权数为单果质量0.18，侧面果肉L*值0.04，糖度0.24，总糖含量0.15，维生素C含量0.22，总多酚含量0.17；由公式（2）计算出不同品种菠萝果实品质的总分。

式中：S为综合得分；wi为第i个指标的加权数，满足 0＜wi＜1。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010进行数据统计分析，IBM SPSS Statstic 21.0软件进行显著性分析。由SPSS Statistics 21.0软件进行单因素方差等分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种菠萝外观品质指标分析

单果质量、果形指数是反映果实外观品质的重要指标，是影响菠萝商品性能的关键因素，单果质量越大，菠萝果实越大。不同品种菠萝果实外观品质指标（单果质量、果形指数、果皮和果肉硬度）测定结果见表1。

表1 5种菠萝果实单果质量、果形指数、果皮和果肉硬度Table 1 Single-fruit weight，fruit-shape index，pericarp and pulp firmness of five pineapple cultivars

5个品种菠萝中，金菠萝单果质量最大，为（1.99±0.27）kg，台农16号最小，单果质量不足1 kg。果形指数在1.67至1.23之间，果形指数最大为金菠萝，金菠萝、台农17号、巴厘3个品种间果形指数存在显著性差异（p＜0.05）。硬度是判断果实品质、反映果实贮藏特性和衡量贮藏效果的重要指标，菠萝采摘后熟过程中硬度下降，品质变差[22]。在这5个不同品种中，金菠萝果皮硬度显著大于其它品种（p＜0.05），5种菠萝侧面果肉硬度间存在差异，金菠萝和台农17号侧面果肉硬度较大；横切面果肉中台农16号硬度显著小于其它4个品种菠萝（p＜0.05）。金菠萝和台农11号中心硬度显著大于其它3个品种（p＜0.05），中心硬度最小的是台农16号。

颜色通常是成熟度和新鲜度最直观的评判指标，直接影响消费者对菠萝鲜果的选择，培育颜色浓烈的黄色到橙色肉质品种曾是育种计划目标之一[23]。色度L*、a*和b*值均代表了菠萝果肉（或果皮）的颜色状况（L*值越大表明亮度越高，a*值越大表明颜色越偏向红色，b*值越大表明颜色越偏向黄色）。5种菠萝果实的果皮、果肉色度测定结果如表2所示。

表2 5种菠萝果实、果肉色度Table 2 Fruit and pulp color of five pineapple cultivars

由表2可知，菠萝果皮L*值最小的是台农17号（27.85±5.14），与金菠萝、巴厘和台农16号3个品种的L*值存在显著性差异（p＜0.05）；a*值最大的是台农16号，最小的是巴厘；b*值最最小的是台农17号。各品种菠萝去皮后侧面果肉的L*值之间差异显著（p＜0.05），最大的是金菠萝，最小的是巴厘菠萝；与果皮相反，侧面果肉a*值均为负值，各品种间无显著性差异；b*值最大的是台农17号，显著大于其它4个品种（p＜0.05）。横切面果肉L*值最大的是台农17号，为60.83±3.42；a*值为负值，各品种间无显著性差异（p＞0.05）；b*值最大的是台农17号（40.96±4.74），显著大于其它品种（p＜0.05），最小的是巴厘。不同品种菠萝果肉中心L*值、a*值均无显著性差异；b*值最大的是台农17号（50.24±3.06），最小是台农 16号（20.44±2.17）。本研究中5个不同品种菠萝样品色度测定结果表明：台农17号菠萝果皮最暗，果皮红绿色偏红色，但去皮后果肉的侧面、横切面以及中心均呈黄色，且为5个品种中黄色最深，菠萝果皮及侧面果肉颜色最为明亮，横切面果肉亮度高于巴厘菠萝，中心偏橙黄色。

2.2 不同品种菠萝内在品质指标分析

5种菠萝果肉pH值、糖度、总糖、可滴定酸含量测定结果见表3。

表3 5种菠萝果肉pH值、糖度、总糖、可滴定酸含量Table 3 The pH，sugar content，total sugar，and titratable acid content of five pineapple cultivars

如表3所示，5个菠萝品种的糖度、pH值、总糖含量、可滴定酸含量均存在不同程度差异。各品种菠萝果肉果汁的pH值在3.5至4.0之间，呈酸性，其中巴厘的pH值最低为3.52±0.13。对于菠萝果肉的糖度，5个品种间存在显著性差异（p＜0.05），巴厘的糖度最高，金菠萝糖度最低。糖、酸含量是影响菠萝果实风味和口感的重要因素，不同品种菠萝总糖含量差异明显，其中台农16号菠萝的总糖含量最高达（114.46±7.37）g/kg，金菠萝最低为（70.83±9.62）g/kg；可滴定酸含量测定结果为台农16号最高（8.53±1.48）%，巴厘台农17号和巴厘最低，均为（4.27±1.48）%。糖度及糖酸含量等理化指标是评价菠萝果实品质的关键，是影响果实的风味和色泽主要因素，其含量可作为菠萝产品加工必要性判断标准[24]。本试验结果显示：巴厘的糖度最高，台农17号次之，金菠萝最低。严程明等[10]研究了5个品种菠萝果实品质，其结果也表明巴厘可溶性固形物含量大于金菠萝；总糖、可滴定酸含量是决定果实口感的重要指标[25]，本试验5个品种的总糖含量和可滴定酸含量最高的均是台农16号。

5种菠萝果肉维生素C、总多酚、总黄酮含量测定结果见表4。

表4 5种菠萝果肉维生素C、总多酚、总黄酮含量Table 4 Content of vitamin C，total polyphenols，and total flavonoids in five pineapple cultivars

如表4所示，不同品种菠萝间功能成分含量存在差异，其中金菠萝的总多酚含量为（82.53±0.16）mg/L，显著高于其它品种，但是总黄酮含量却较低；总黄酮含量最高的是台农17号，与巴厘、台农11号之间存在显著性差异（p＜0.05）。各品种菠萝维生素C含量差异显著，其中最高为金菠萝维生素C含量（31.69±0.43）mg/100 g，而台农16号维生素C含量仅为（1.16±0.43）mg/100 g。维生素、多酚类物质等活性成分是菠萝促进机体健康的内在因素，是研发以菠萝为原料相关功能性食品的依据。金菠萝的维生素C含量显著高于其他品种，马帅鹏等[26]对广东省江门地区的金菠萝和巴厘果实维生素C含量测定比较，结果同样显示金菠萝维生素C含量显著高于巴厘，因此产地因素可能对金菠萝维生素C含量影响较小。多酚、黄酮等次生代谢产物具有清除自由基、抗衰老等保健功能[27]，但是多酚物质与氧气接触后在酶的催化作用下会发生酶促褐变反应，影响菠萝品质[28]，因此多酚、黄酮含量较高的金菠萝、巴厘菠萝较宜鲜食。

2.3 合理满意度评价结果

5种菠萝品质的单因素“合理-满意度”计算结果见表5，合成“合理-满意度”计算结果见表6。

表5 5种菠萝品质的单因素“合理-满意度”Table 5 Single-factor reasonable satisfaction of five pineapple cultivars

表6 5种菠萝品质的合成“合理-满意度”Table 6 Complex reasonable satisfaction of five pineapple cultivars

如图5所示为筛选出的6个指标（单果质量，侧面果肉L*值、糖度、总糖含量、维生素C含量、总多酚含量）的单因素“合理-满意度”结果。金菠萝在单果质量、侧面果肉L*值、维生素C含量、总多酚含量4项指标的合理满意度值均为最高，但糖度和总糖含量均为最低。如表6所示，5种菠萝品质S值的排序为金菠萝>台农17号>巴厘>台农11号>台农16号。其中，金菠萝和台农17号菠萝的S值在0.5以上，表现较好；而其它3个品种S值均小于0.4，表现相对较差。

不同品种菠萝品质S值的排序为：金菠萝>台农17号>巴厘>台农11号>台农16号。其中，金菠萝和台农17号菠萝的S值在0.5以上，表现较好；而其它3个品种S值均小于0.4，表现相对较差。单果质量、侧面果肉L*值、糖度、总糖含量、维生素C含量、多酚含量的加权数值分别为：0.18、0.04、0.24、0.15、0.22、0.17。

3 结论

本试验中5个品种菠萝同一指标之间存在不同程度的差异。研究结果表明，与其他4个品菠萝相比，金菠萝在果皮硬度（17.99±5.83）N、果肉中心硬度（10.66±2.14）N、侧面果肉明 L*值（62.53±4.27）、维生素 C含量（31.69±0.43）mg/100 g和总多酚含量（82.53±0.16）mg/L这5项指标的测定值均最大。台农17号侧面果肉b*值（52.99±4.15）最大，即侧面果肉最明亮，横切面果肉 L*值（60.83±3.42）和 b*值（40.96±4.74）均最大，总黄酮含量（52.42±2.54）mg/L最高。台农16号果肉总糖含量（114.46±7.37）g/kg和可滴定酸含量（8.53±1.48）%最高。台农11号菠萝中心色度最明亮，其他指标处于中间水平。“合理-满意度”和多维价值理论综合分析结果表明，在5个不同品种菠萝果实品质的S值方面，金菠萝和台农17号表现较好，巴厘、台农11号、台农16号3个品种菠萝表现相对较差。