不同品种蓝莓果实品质及芳香物质成分分析

刘笑宏，王建萍，顾亮，李公存，沙玉芬，赵玲玲，陈娜，苏佳明

(山东省烟台市农业科学研究院，山东 烟台，265500)

蓝莓是一种营养价值较高的水果，富含花色苷、维生素、蛋白质等营养元素，且其果肉细腻、清香宜人，既可鲜食，又可深加工成果汁、果酒、果酱，具有较高经济价值和较好的发展前景[1]。

胶东半岛在蓝莓的产业发展中具有得天独厚的条件。胶东半岛具有适合蓝莓生长的天然酸性沙壤土和典型的海洋性气候，夏季雨量充沛，冬季温暖、空气湿度大，可有效防止蓝莓抽条，且由于其纬度适宜，蓝莓果实成熟期较早，可提前上市；胶东半岛交通网络发达，地理优势显著，利于成熟果实的输出；山东具有丰富的果蔬栽培经验、基础设施和现代化发展理念，对蓝莓产业具有较强的推动作用。20 世纪末，吉林农业大学小浆果研究所便同日本联手，在我国山东地区进行了蓝莓的产业化示范生产，经过多年的产业发展及人们生活水平的提高，蓝莓因其风味独特和保健功能，逐步得到人们的认可和关注[2]。

近几年，蓝莓在我国已然形成一股种植热潮。据调查，山东省的蓝莓种植面积位列全国第一，但其产量和出口量却不及辽宁省，蓝莓种植品种混杂、缺乏区域化主导品种使其未能形成一整套科学的栽培管理模式，是造成蓝莓产量较低、品质下降的主要因素[3]，极大地制约了蓝莓产业的健康发展。因此本试验以胶东半岛蓝莓种植园为试点，对现阶段已成规模的蓝莓栽培品种进行品质评价，以期筛选出更适合鲜食和深加工的优良种植品种，对山东蓝莓产业的发展、产品的推广及其果实的深加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试验设计

试验于山东省烟台市农业科学研究院海阳蓝莓种植基地进行。种植基地属温带湿润性季风气候，年平均降水量524.9 mm，年平均气温13.4 ℃，年平均日照时数2 488.9 h。试验以蓝丰为对照，供试品种为近几年栽培面积较大的莱格西、珠宝、绿宝石。各品种均定植于2013年，南北行向种植，株距0.8 m，行距2 m，栽培管理措施一致。试验时，每个品种选择长势一致的植株，10株为一小区，重复3次，共计30株。果实达到商品成熟时，每株蓝莓采集10粒果实，保留部分鲜果，供鲜果指标测定，另一部分液氮冷冻处理后，分别贮存于-40、-20 ℃供香气和其他果实品质的测定。

1.2 仪器与设备

PB-10 pH计，德国Sartorius公司； GL-20G-Ⅱ离心机，中国安科公司；GCMS-QP2010S高效气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 基本果实品质的测定

天平称取30粒果实质量，计算百粒重，重复30次；游标卡尺测定果实的纵横经，果形指数计算依据为公式(1)；果实榨汁，用pH计和手持折光仪测定果汁pH和可溶性固形物含量；酸碱滴定法[4]、3,5-二硝基水杨酸法[5]、Folin-Ciocalteu法[6]、亚硝酸盐-氯化铝法[7]、pH示差法[8]，分别测定果实可滴定酸、还原糖、总酚、类黄酮和花色苷含量。所有指标均按田间重复进行测定，每个样品平行测定3次。

(1)

1.3.2 果实芳香物质的测定

采用固相微萃取法提取果实芳香物质。蓝莓榨汁处理后，取6 mL样品置于20 mL顶空瓶中，加入1 μL 2-辛醇(0.812 g/L)和磁力搅拌转子，迅速密封并摇匀，置于恒温磁力搅拌器上，将老化后的50/30 μm CAR/PDMS/DVB萃取头插入样品瓶顶空部分，于40 ℃吸附30 min，吸附后的萃取头取出后插入气相色谱进样口，于250 ℃解吸3 min，同时启动仪器采集数据。

气相色谱-质谱条件为：毛细管色谱柱为DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：40 ℃保持3 min，以5.0 ℃/min升温至90 ℃，再以10.0 ℃/min升温至230 ℃，保持7 min，进样口温度 250 ℃，高纯氦气流速0.80 mL/min。质谱接口温度250 ℃，离子源(EI+)，电子能量70 eV，检测器电压1 000 V。

参照NIST 08 标准谱库及原苗苗等[9]、申静云等[10]的方法进行芳香物质定性；以2-辛醇为内标，对芳香物质成分定量分析。

1.4 数据统计与分析

数据分析采用Excel 2010及DPS 7.05(P≤0.05)，作图采用Origin 9.0；隶属函数分析法对4个品种的蓝莓进行得分分析，并按得分高低进行排序。隶属函数分析值的计算参照公式(2)[11]:

(2)

式中：Xi为i品种的隶属函数值，Xmin为各品种同一性状最小值，Xmax为各品种同一性状的最大值。

2 结果与分析

2.1 不同品种蓝莓基本果实品质分析

由表1可见，蓝丰百粒重、pH在所测品种中最高，其中百粒重达651. 1 g，与绿宝石无显著差异，但比莱格西和珠宝显著增高4.15%和12.59%，pH显著高于绿宝石13.47%，但与莱格西和珠宝无显著差异；珠宝的果形指数、可溶性固形物、还原糖均显著高于其他品种，即珠宝在所测品种中果型最接近圆形且含糖量最高，其可溶性固形物含量达13.7°Brix，分别比蓝丰、莱格西、绿宝石显著提高30.52%、22.29%和9.99%，还原糖含量为132.0 mg/g，比蓝丰和绿宝石显著提高31.77%、25.02%，甚至达到莱格西含量的2.18倍；4个品种的可滴定酸含量无显著差异。

表1 不同品种蓝莓果实基本生理指标分析Table 1 Analysis of physiological indicators of different blueberry varieties

注：同一列不同字母表示差异显著(P≤0.05)，表2同。TSS(total soluble solids)，可溶性固形物。

2.2 不同品种蓝莓次生代谢果实品质分析

次生代谢产物方面，蓝丰在所测指标中均未显示绝对优势。总酚和花色苷含量以绿宝石最高，叶绿素和类胡萝卜素含量以珠宝最高，类黄酮含量以莱格西最高(表2)。

绿宝石的总酚达13.11 mg/g，比蓝丰显著提高29.10%，花色苷含量达2.26 mg/g，比珠宝和莱格西显著提高42.51%、49.69%，是蓝丰花色苷含量的2.66倍；莱格西的类黄酮比珠宝显著提高66.23%，是蓝丰的2.41倍，但与绿宝石的类黄酮含量无显著差异；叶绿素和类胡萝卜素均以珠宝含量最高，且显著高于其他品种，但蓝丰、莱格西和珠宝之间无显著差异。

表2 不同品种蓝莓果实次生代谢产物质量分析Table 2 Quality analysis of secondary metabolites of different blueberry varieties

2.3 不同品种蓝莓果实芳香物质分析

所测品种均以醇类、酯类和醛酮类物质为主(表3)。蓝丰的芳香物质种类最多，达56种，绿宝石、珠宝均为51种，莱格西50种。所测品种中，蓝丰、珠宝和绿宝石醇类物质种类丰富，均在15种以上，绿宝石种类最多，达20种，莱格西仅检测到13种，但其醛酮类物质在所测品种中最多，达19种；所有品种的酯类物质种类均不超过10种，蓝丰以9种居首位，绿宝石则仅检测到4种酯类物质，在所有品种中最少；烯炔类和呋喃类则大部分都在2种左右。

物质含量方面，蓝丰、珠宝和绿宝石香气物质含量均超过了1 000 μg/L，绿宝石总量最高，为1 605.65 μg/L，珠宝次之，为1 537.72 μg/L，蓝丰也达到了1 107.96 μg/L，但莱格西的香气物质含量较低，为905.76 μg/L。蓝丰和绿宝石均以醇类物质含量最高，蓝丰为302.39 μg/L，绿宝石醇类物质含量高达664.97 μg/L，莱格西和珠宝则以醛酮类物质含量最高，含量分别为390.09 μg/L和534.14 μg/L。

表3 不同品种蓝莓芳香物质单体组分及含量分析Table 3 Analysis of composition and content of aromatic substances in different blueberry varieties

续表3

芳香物质含量/(μg·L-1)蓝丰莱格西珠宝绿宝石3,7-二甲基-6-亚辛基苯乙酸酯, E15-2.47±0.20--邻苯二甲酸二异丁酯, E16---4.51±1.39壬烯醛, AH1--9.03±1.09b14.39±1.17a(E,E)-2,4-己二烯醛, AH2-1.76±0.04--2,4-壬二烯醛, AH3-1.17±0.06--苯甲醛, AH414.03±0.01a10.80±0.46a--壬烯醛, AH55.40±0.00a3.13±0.02b--(E,Z)-2,6-壬二烯醛, AH62.00±0.00a0.90±0.06b1.91±0.27a-反式-2,6-壬二醛, AH7---4.57±0.19正己醛, AH830.01±0.01b100.74±5.1a118.65±17.29a48.22±7.28b醛类己烯醛, AH9-1.71±0.12c241.02±5.28a179.94±10.40b反式己烯醛, AH1069.1±0.00b160.45±9.78a3.18±0.13c-辛醛, AH114.47±0.01b-4.26±0.11b7.38±0.83a壬醛, AH1222.38±0.01ab11.81±0.73b30.15±4.2a31.60±5.01a癸醛, AH1326.56±0.02ab13.75±0.73bc19.13±2.25bc33.93±3.83aα,4-3-环己烯正乙醛, AH14--1.06±0.55b6.64±0.58aZ-柠檬醛, AH1511.28±0.01b12.92±0.49b27.97±6.45a16.78±1.23b月桂醛, AH16---2.24±1.11反式-3,7-二甲基-2,6-醛, AH1711.63±0.01c27.39±1.10a34.82±2.00a20.77±1.21b3-苯基-2丙烯醛, AH18---3.67±0.242-壬酮, K14.88±0.01c16.69±0.84a17.33±0.78a11.21±2.11b甲基庚烯酮, K2---22.24±.0722-十一烷酮, K3--8.26±0.38a4.02±0.56b二氢黄蒿萜酮, K4---5.22±0.54正苯基乙酮, K5---1.31±0.051-苯基乙酮, K6--0.87±0.09-酮类6-甲基-5-庚酮, K730.71±0.00a15.80±1.94b16.50±2.15b-2-庚酮, K86.08±0.00---3-甲基-4-庚酮, K92.00±0.01a1.39±0.17a--正庚酮, K102.17±0.00a1.06±0.22b--2-十一烷酮, K11-6.50±0.20--苯乙酮, K12-0.85±0.05--2-辛酮, K13-1.27±1.05--香叶基丙酮, K1445.43±0.03a--31.38±2.92b5-异平基-2-甲基-2-乙烯基四氢呋喃, F1--3.77±0.23b26.29±4.88a呋喃类2-戊烷基呋喃, F21.68±0.00b1.32±0.58b2.99±1.15a3.00±0.55a反式-2-(2-戊烯基)呋喃, F30.77±0.00---十四基环氧乙烷, O12.08±0.00a1.05±0.03b--十三烷, O20.76±0.00b4.36±0.10a--1,1-氧二苯丁烷, O36.63±0.01a3.38±0.31b3.36±0.51b4.86±0.99ab1,3,5,7-环辛四烯, O4264.14±0.09b176.25±10.89c257.67±14.55b313.24±14.14a桉叶油素, O5143.3±0.07a5.33±0.76b-9.02±2.19b柠檬烯, O6--2.82±0.67a5.00±1.83aβ-月桂烯, O7-1.49±0.03b2.10±0.09a-其他类异松油烯, O8--1.34±0.18-十六炔, O9-0.83±0.00b1.68±0.49a-萘, O100.91±0.00---丁香油酚, O1112.37±0.01---β-环柠檬酸, O121.3±0.00a0.96±0.02b--顺式辛细醚, O13-10.07±0.04--石竹烯氧化物, O1410.07±0.09c13.38±2.14c20.88±0.32b26.37±1.43a香草氧化物, O156.96±0.01b-5.72±0.43b41.28±3.01a反式-里那醇氧化物, O16---13.13±1.01异戊酸盐, O17--61.89±1.33-

注：“-”表示未检出,同一行不同字母表示差异显著(P≤0.05)。

单体物质含量热图(图1)和表1联合分析可见，绿宝石、珠宝、蓝丰、莱格西和分别有19种、15种、14种和6种芳香物质含量显著高于其他品种，4个品种的1-己醇和乙酸二辛醇无显著差异。大部分醇类物质都在100 μg/L以下，里那醇和香叶醇含量显著高于其他香气物质，里那醇以珠宝和绿宝石的含量较高，分别为218.35 μg/L和314.92 μg/L，香叶醇则以珠宝最高，为171.47 μg/L，比莱格西和绿宝石显著提高23.93%、48.72%，甚至达蓝丰的2.01倍；珠宝的α-松油醇含量达莱格西的17.48倍。酯类物质仅有珠宝的3-甲基丁酸乙酯含量超过50 μg/L，分别为蓝丰、莱格西和绿宝石的12.32倍、11.98倍和5.33倍；4个品种的2-丙烯酸丁酯含量较高，且以蓝丰含量最高，比珠宝高81.96%，是绿宝石和莱格西的2.08倍和2.94倍；绿宝石的水杨酸甲酯和蓝丰的(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯含量也较高，均在10 μg/L以上，其余酯类物质含量均较低。醛酮类物质则以正己醛、己烯醛和反式己烯醛含量较高，其中莱格西的正己醛和反式己烯醛、珠宝的正己醛和己烯醛以及绿宝石的己烯醛含量均超过了100 μg/L，珠宝的己烯醛含量甚至达到了241.02 μg/L。此外，所测蓝莓均检测到大量的1,3,5,7-环辛四烯，绿宝石达313.24 μg/L，蓝丰和珠宝含量在250 μg/L左右，莱格西含量在180 μg/L左右(表3，图1)。

图1 不同品种蓝莓芳香物质成分及含量热图Fig.1 Heatmap of aromatic components and contents of different blueberry varieties注：热图条从上至下依次为芳香物质A1～O17，与表3一致。

各品种香气物质含量占比分析可见，醇类、醛酮类、烯炔类在所测品种中占比较高，蓝丰烯炔类物质比例最高，为36.35%，醇类和醛酮类占比次之；绿宝石醇类物质比例最高，为43.46%，占比次高的是醛酮类；莱格西和珠宝占比最高的均是醛酮类，占比次高均为醇类物质。所测品种的酯类物质含量占比均在5%左右，以蓝丰最高，达5.93%，珠宝次之，为5.22%，莱格西占比最低，仅为3.18%；绿宝石的呋喃类占比最高，达1.73%，其他品种占比均未超过1%(图2)。

a-蓝丰；b-菜格西；c-珠宝；d-绿宝石图2 不同品种蓝莓芳香物质含量占比分析Fig.2 Analysis of the aromatic substances content of different blueberry varieties

2.4 不同品种蓝莓果实品质综合评价分析

对不同品种蓝莓各项指标进行隶属函数分析可见，珠宝、蓝丰、绿宝石和莱格西得分为1.00的指标个数分别为5个、3个、2个和1个，得分为0.00的指标个数分别为1个、6个、2个和1个；平均隶属函数分析可见，珠宝在所测品种中得分最高，平均隶属函数值为0.68，其次为绿宝石，为0.52，蓝丰和莱格西相差不大，分别为0.34和0.35(表4)。

3 讨论

3.1 品种对果实品质的影响

品种是决定果实品质的重要因素，决定果实的营养物质组成和含量[12]。前人研究表明，果实大小可影响果实外观，但对营养成分的影响甚微[13-14]，本试验研究也显示，蓝丰在所测品种中果个最大，但其他果实品质并不突出，而果个最小的珠宝，却在综合果实评价中得分最高，位列所测品种之首；果实色泽主要由花色苷决定，类胡萝卜素、叶绿素对果实色泽具有辅助作用，本研究也表明，果实花色苷的含量显著高于叶绿素和类胡萝卜素；华星[15]研究表明，花青苷含量与葡萄糖、果糖等还原糖含量显著相关，但也有研究表明，果实中花色苷含量与可溶性糖含量显著相关[16]，本试验研究显示，珠宝还原糖含量显著高于其他品种，但其花色苷含量却显著低于绿宝石，莱格西的还原糖含量在所测品种中最低，但其花色苷含量显著高于蓝丰，可能与糖类代谢途径相关酶的活性有关，研究表明，葡萄糖既可作为苯丙烷类代谢途径前体参与合成花色苷、类黄酮，又可为蔗糖合酶途径中蔗糖的合成提供活化的单糖基[17]，两者又形成了一定的底物竞争关系，本试验中也显示还原糖含量最低的莱格西，其类黄酮含量是所有品种中最高的，可能与此竞争有关。

表4 不同品种蓝莓果实品质隶属函数分析Table 4 Membership function analysis of quality in different blueberry varieties

3.2 品种对芳香物质成分及含量的影响

芳香物质组分及含量影响果实鲜食和加工品质[18]。研究表明，高丛蓝莓多数都以醇类和酯类等芳香物质为主[19]，酯类和醇类物质分别可赋予果实浓郁的花香和果香气味，增加果实香气的复杂性和典型性[20]，是蓝莓果实主要特征香气成分[21]。MATSUI等[22]研究表明，蓝莓果实酯类物质含量最高，但本试验研究结果显示，所测蓝莓品种的酯类物质种类较多，但仅有3-甲基丁酸乙酯、2-丙烯酸丁酯和水杨酸甲酯含量在所测品种中含量均相对较高，醇类物质则表现为种类和含量均相对较高，这可能与品种及测定方式有关。

果实中芳香物质种类丰富，可提升蓝莓的主体香气，使其香气更为清甜饱满。与其他品种相比，蓝丰的芳香物质种类更多，绿宝石芳香物质含量更高，二者芳香物质隶属函数值相对较高，主体香气应该更为浓郁；又有研究表明，醛酮类物质赋予果实特殊的品种香[23]，癸醛等物质可以赋予果实以令人愉快的柑橘果青甜香[24]，己醛、己烯醛等物质则具有苹果香、青草香，这些物质香气阈值较低，少量便可提高蓝莓香气的感知度[25]，加强果实特征香气，本试验中，珠宝和莱格西等醛酮类物质含量比例较高，品种香更浓；此外，柠檬烯可赋予果实以果香、甜香和清香，异松油烯具柑橘类水果风韵[26]，可使蓝莓具有清新的、典型的水果香气，但所测品种中，仅珠宝和绿宝石检测到了柠檬烯，仅珠宝检测到了异松油烯，珠宝和绿宝石的果实更清香。

4 结论

珠宝和绿宝石香气更丰富，可作为鲜食和酿酒首选品种进行推广。珠宝果个小但果型偏圆，且含糖量、总酚和花色苷含量高，表现最佳；绿宝石果个大、总酚和花色苷含量高；蓝丰果个大、芳香物质种类多；莱格西类黄酮含量高，品种香浓郁。