夏娜,周茜,任小娜,王玉州,周更辉
(1.喀什大学生命与地理科学学院叶尔羌绿洲生态与生物资源研究高校重点实验室,新疆喀什844000;2.华南理工大学食品科学与工程学院,广东广州510640;3.塔里木大学生命科学学院,新疆阿拉尔843300)
西梅(Prunus domestica L.)是蔷薇科李属植物,英文名为European plum,国外称之为prune,中国人称之为西梅并根据引进地分别命名[1]。新疆作为西梅的主要生产地之一,其产量和品质得到消费者认可。新疆喀什地区主栽西梅“女神”和“法兰西”两个品种,西梅“女神”品种表皮紫色偏黑,果实较大,中部较圆,两端较尖,单果质量大于等于200 g,果实肉质偏硬,较其它品种易于短距离搬运,果肉呈暗红色,带有其特殊的芳香,香甜可口,冷藏后饮用口感极佳。它可溶性固形物含量高,富含多种营养物质,不含脂肪和胆固醇,能够满足现代人对健康饮品的追求。“法兰西”李子又称法兰西洋李,该品种树有极强的抗逆能力,适应性强,果实成熟时表皮颜色较深呈紫红色,果肉呈淡黄色且肉质偏软,味道酸甜,一般果实比西梅女神偏小,其重量不超过100 g,果实皮薄肉软不易运输。近年来,为了推进西梅的产业化生产,在政府优惠政策的推进下,新疆以喀什、阿克苏为主逐渐扩大西梅的栽培面积,使其形成了区域性规模化生产[2]。西梅富含维生素A,堪称水果中补充维A的最佳来源,为预防和治疗维A缺乏症,维持肌肤功能、保持头发健康都极为重要。此外西梅中钾成分含量较高,钾离子主要在在维持人体电解质平衡起着关键性决定作用,使肌肉长期保持健康状态同时富有弹性。而且西梅中还富含膳食纤维、自带天然抗氧化剂,不仅能促进肠道蠕动预防肠道疾病,对肝病、心血管疾病都有一定的治疗作用[3]。
目前市场以单果大小为指标评价西梅的经济性,品质指标主要取决糖酸比,已经开展的研究有努尔曼·阿不拉等[4]研究了不同授粉品种对西梅坐果率、外观品质的研究;宗福生等[5]研究了沙漠环境中不同品种西梅品质的差异。杨艳等[6]对西梅的功能性进行研究,主要集中在其富含的矿物质元素以及抗氧化性对人体衰老的抗性。以上研究测定指标均为常规指标,比较单一,没有对不同品种西梅糖酸成分、加工适用性进行系统评价,本试验对不同品种西梅果皮果肉品质指标进行全面研究,并对加工性能进行初步评价,根据西梅不同品种特有的性质来选择适宜的加工方式以期为西梅新产品的开发应用提供理论支撑。
供试西梅:均采自新疆喀什地区伽师县,一种是1999年从美国引进的西梅品种“女神”;另一种是从法国引进的品种“法兰西”又名“法兰西洋李”。选择色泽鲜亮,剔除病虫害果,成熟度较高的新鲜西梅果。采后立即装于(polyethylene,PE)保鲜袋并置于4℃车载冰箱进行冷藏,采回后将果皮、果肉分离,置于-80℃冰箱中冷冻保存备用。
标准品:肌糖、果糖、葡萄糖、蔗糖、没食子酸、柠檬酸、奎尼酸、苹果酸(纯度均高于98%):Sigma公司;甲醇、乙腈(色谱纯级):sinopharm chemical reagent公司;其他试剂均为分析纯;试验用水为超纯水。
RHB-32ATC手持糖度计:上海奋业光电仪器设备有限公司;ELx800酶标仪:美国宝特公司;CR-400色差仪:日本柯尼卡美能达公司;DIONEX P680高效液相色谱仪配有示差检测器:American Diane公司;Brookfield CT-3质构分析仪:美国博乐飞公司。
1.3.1 糖酸提取液的制备
取样品小块置于液氮中速冻后储存于-80℃冰箱,准确称取0.1 g样品加液氮充分研磨后,加入3 mL 80%甲醇,37℃水浴中恒温30 min,低温条件下超声1 h,4℃条件10000r/min离心15min,取上清液0.1mL,氮吹干后,用1 mL甲醇溶解蒸干后的固体,溶解时低温超声10 min至溶解完全,用0.22 μm水基过滤器处理以测定糖酸含量。
1.3.2 总酚提取液制备
参考 Esparza-Martínez等[7]方法并进行修改,将原料粉碎准确称取0.5 g(3次重复),加入6 mL 80%乙醇溶液超声1 h,静置12 h,4 500 r/min离心20 min,分离上清液。于4℃下避光保存,用于西梅相关指标的测定研究。
1.3.3 果糖、葡萄糖、蔗糖和肌糖标准曲线的配置
将果糖、葡萄糖、蔗糖和肌糖标准曲线的配置标准品分别用甲醇配为2 mg/mL的溶液,定溶于10 mL容量瓶,即为标准母液。将母液用甲醇配成2、5、10、20、50 μg/mL 的浓度梯度[8],并进行色谱分析,以标样的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制出4种糖类成分的标准曲线,拟合回归方程计算相关系数。
1.3.4 苹果酸、奎宁酸、柠檬酸、没食子酸的标准曲线的配置
将苹果酸、奎宁酸、柠檬酸、没食子酸标准品分别用甲醇配成2 mg/mL的溶液,定溶于10 mL容量瓶,即为标准母液。将母液用甲醇配成 0.1、0.5、1、5、10 μg/mL的浓度梯度,将上述标准溶液进行色谱分析,以标样的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制出4种酸类成分的标准曲线,拟合回归方程计算相关系数。
1.3.5 测定方法
参照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》饮料中可溶性固形物的测定方法(折光计法);VC含量测定:采用2,6-二氯靛酚滴定法;用色差计测定其果皮果肉色差[9]。总酚含量测定:采用Folin-ciocalteu法,参照Kadriye等[10]的方法并略有改动。抗氧化能力测定:采用·OH 自由基清除法[11]、O2-·清除法[12]、DPPH 自由基清除法[13],抗氧化活性以测试样中总酚提取液浓度抗氧化活性作为指标。质构特性的测定:采用Brookfield CT-3质构仪进行全质构(texture profile analysis,TPA)分析,测定西梅硬度、咀嚼性、胶黏性、黏附性、弹性和内聚性[14]。测定条件:探头P/0.5,测前速度:30.00 mm/min;测试速度:30.00 mm/s;返回速度:30.00 mm/s,触发力:0.5N;压缩变形程度:20%。每组样品测试3次,并将平均值用作试验结果。
1.3.6 色谱条件
溶液中糖组分测定条件为[15]色谱柱:Luna氨基酸柱(250 mm×4.6 mm,5.0 μm);示差折光检测器,温度30℃,流动相:乙腈∶水=85∶15,等度洗脱;流速:1.0 mL/min,进样量:20 μL;柱温:30 ℃;
溶液中酸组分测定条件为:酸柱:Agilent poroshell I20SB-C18(100 mm×4.6 mm,2.7 μm);二极管阵列检测器(DIONEX PAD-100);流动相:K2HPO4·3H2O ∶甲醇=99∶1 流速:1.0 mL/min,进样量:20 μL;柱温:3 ℃;检测波长210 nm。
1.3.7 数据处理
试验数据均平行处理3次,测定结果用平均值±标准误差来表示。文中图表均使用Origin9.1、Microsoft Excel进行绘制。
分别以果糖、葡萄糖、蔗糖、肌糖、苹果酸、奎宁酸、柠檬酸和没食子酸为标准品制作标准曲线来测定西梅测试样中糖酸组分的含量。根据标准曲线拟合回归方程并计算相关系数,如表1所示。
表1 糖酸组分含量测定的标准曲线回归方程Table 1 Regression equations of sugar acid and rutin
两个品种西梅果皮和果肉糖成分比较结果见图1。
图1 两个品种西梅果皮和果肉糖成分比较Fig.1 Comparison of sugar contents between peel and pulp of two prune
由图1所示,“女神”品种与“法兰西”品种糖类物质含量存在一定差异。总体上,西梅“女神”品种中果皮和果肉糖类成分含量高于“法兰西”品种,“女神”品种果皮中糖类成分含量最高的是蔗糖为80.49 mg/g,其余依次为葡萄糖22.13 mg/g、果糖13.43 mg/g、肌糖0.12 mg/g,均高于其果肉中各糖类物质含量。西梅“法兰西”品种中果皮和果肉中含量最高的糖类成分皆为蔗糖分别为37.74、30.43 mg/g;果皮中葡萄糖含量为13.56 mg/g高于果肉中含量9.56 mg/g;果肉中果糖和肌糖含量分别为4.27、0.11 mg/g高于果皮中含量0.54、0.04 mg/g。
两个品种西梅果皮和果肉酸成分比较结果见图2。
图2 两个品种西梅果皮和果肉酸成分比较Fig.2 Comparison of acid contents between peel and pulp of two prune
由图2所示,“女神”品种与“法兰西”品种之前的酸类物质含量存在显著差异。总体上,西梅“女神”品种果皮和果肉中没食子酸、柠檬酸、奎宁酸、苹果酸的含量高于“法兰西”品种,“女神”品种果皮中酸类成分含量最高的是没食子酸为9.33mg/g,其余依次为苹果酸5.46mg/g、奎宁酸 4.53mg/g、柠檬酸 2.34mg/g,皆高于其果肉中其他酸类物质含量。“法兰西”品种的果皮和果肉中皆为没食子酸含量表现较高分别为6.81、3.16mg/g;果皮中苹果酸含量为2.16mg/g,高于果肉中含量0.78mg/g;果肉中奎宁酸含量为1.38mg/g,略高于果皮中含量1.18mg/g;果皮与果肉中柠檬酸含量相同均为1.17mg/g,在酸度上,法兰西品种的更容易被大众接受,更适宜食用。
两个品种西梅固形物含量见图3。
图3 两个品种西梅固形物含量Fig.3 Solid content of two varieties of prune
由图3可知,两种西梅中“女神”品种固形物含量显著高于“法兰西”固形物含量,可溶性固形物常被用于衡量水果原料的品质的一项重要指标,在一定程度上可以直观反映果实的成熟度情况和加工适用性能,就可溶性固形物单个指标可认为“女神”品种更加适用于鲜食[16]。
两个品种西梅质构结果见图4。
图4 两个品种西梅质构特性Fig.4 Texture properties of two varieties of prune
由图4可以看出,西梅“女神”品种咀嚼性、胶黏性、黏附性、内聚性、硬度和弹性值均高于“法兰西”品种,其中咀嚼性是衡量以食品口感的重要质构特性指标[17],女神品种表现出较好的咀嚼特性,咀嚼性越大所需咬合力越强越适合于喜欢脆性口感的人群[18]。硬度作为衡量果实形变力,形变力越大表明是其越难以破坏,表明西梅女神品种更适宜于运输贮藏。
两个品种西梅的色泽比较结果见图5。
图5 两个品种西梅果皮和果肉色泽比较Fig.5 Comparison of peel and pulp color of two prunes varieties
由图5可以看出在红绿色泽和明亮度的表现上,“女神”的果肉与“法兰西”品种的果肉相比a*值和b*值明显低于后者,而L*值则是“女神”品种略高于“法兰西”品种。“女神”品种的果皮与“法兰西”品种的果皮相比,“法兰西”品种果肉的a*值略低于“女神”品种,而在b*值和L*值方面则是“法兰西”品种略高于“女神”品种。通过比较两种不同西梅的a*、b*、L*值可以明显看出“女神”和“法兰西”西梅的颜色都在感官可接受的范围内,每个人可根据自己的爱好和可接受的程度选择不同品种的西梅,同时色泽也有评价西梅果实成熟度的作用,一般表皮色泽较深,亮度较低的西梅成熟度越高[19]。
两个品种西梅的抗氧化能力比较结果见图6。
图6 西梅女神和法兰西多酚对DPPH自由基、羟自由基和超氧阴离子自由基的清除能力Fig.6 Scavenging rates of polyphenols from Prunus domestica empress and Prunus domestica france against DPPH,hydroxyl free radicals and superoxide anion free radicals
抗氧化能力对延缓机体衰老具有较为明显的功效,自由基清除能力在保护细胞和组织免受氧化损伤可形成保护屏障[20]。由图6可知,西梅“女神”和西梅“法兰西”品种果实多酚提取物对DPPH自由基,羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-·)的都有较好的清除效果。经比较可知西梅“女神”品种果实的多酚提取物的抗氧化活性整体上高于“法兰西”品种。西梅“女神”多酚浓度(X)对DPPH自由基,羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-·)的清除率(Y)的回归方程分别为 Y=51.077X+16.791,r=0.9955;Y=70.811X-0.252,r=0.946 6;Y=41.119X-3.941,r=0.979 3。清除效果的IC50值分别为 0.65、0.71、1.31 mg/mL。西梅“法兰西”多酚浓度(X)对DPPH自由基,羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-·)的清除率(Y)的回归方程分别为Y=62.957X+5.081,r=0.982 6、Y=56.649X+2.156,r=0.978 7、Y=35.698X-7.993,r=0.929 1。清除效果的IC50值分别为 0.71、0.84、1.62 mg/mL。
对两个不同西梅品种果皮和果肉品质进行研究,结果表明,不同品种西梅果皮和果肉品质存在一定差异。从糖酸组分含量上比较知西梅“女神”品种的果皮和果肉中的含量是高于“法兰西”品种的,同时还得出两个品种西梅的糖类物质含量皆是果皮中高于果肉中,其含量为蔗糖>葡萄糖>果糖>肌糖。“女神”品种果皮中酸类物质含量为没食子酸>苹果酸>奎宁酸>柠檬酸,均高于其果肉中各酸类物质含量。西梅“女神”品种果实的可溶性固形物含量较高且果实质地紧密、硬度大有较好的咀嚼特性;在抗氧化能力上其DPPH自由基,羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O2-·)的清除能力均高于“法兰西”品种,它表皮呈紫色偏黑,明亮度较低,颜色偏暗,从营养成分和质构上来讲西梅“女神”品种较适合进行深加工,用于制做果汁或果酱同时也适合对咀嚼性要求高的人群食用,而“法兰西”品种硬度低质软,口感酸甜较适合鲜食,更适合咀嚼能力稍弱的人群鲜食。因此,可根据西梅不同品种特有的性质来选择适宜的加工方式,优化西梅产品产业结构,开发具有专一性较强的新产品。