湖北地区不同品种蓝莓果汁加工品质特征及抗氧化活性评价

成柯，闫俊，严晓雪，袁方,2*

1(华中农业大学 食品科学技术学院，湖北 武汉，430070) 2(环境食品学教育部重点实验室(华中农业大学)，湖北 武汉，430070)

蓝莓为杜鹃花科越橘属，属于浆果类水果，富含花青素、类黄酮、多酚、熊果酸、白藜芦醇、绿原酸等营养成分，具有抗氧化等作用[1]，被誉为“浆果之王”。蓝莓色泽美丽，呈深蓝紫色，外有一层白色果粉，果实的各个部位均可鲜食，果肉细腻，酸甜可口，有芳香气味，同时也可以制成各种加工食品，具有非常高的经济价值和发展前景[2]。

目前，我国栽培的蓝莓品种主要有树体矮小、极抗寒耐冻的矮丛蓝莓；喜欢湿润、温暖气候的南高丛蓝莓；适宜凉爽、湿润气候的北高丛蓝莓以及由矮丛和高从蓝莓杂交而得到的半高丛蓝莓；还有树体高大、寿命长、抗湿热耐寒、但是抗寒能力较差的兔眼蓝莓[3]。湖北省地处蓝莓适宜栽培区域的南北交界地带，属于亚热带季风气候，区位优势突出、光照充足、降水丰富、气候湿润、温度适宜且土壤条件呈酸性，优势明显，是国内最适宜蓝莓栽培生产的区域之一[4]。

蓝莓品质主要体现在单果质量、果实硬度、总酚含量、可溶性固形物、颜色、花色苷等品质指标。不同品质指标之间存在着相对独立性或密切相关性，这些品质对蓝莓果汁加工和鲜食均有一定影响[5]。不同地区由于土壤条件，气候水平不同，产出的蓝莓品质特性也有较大差异[6-8]。韩斯等[9]对山东省14个主栽培品种蓝莓的品质特性进行了聚类分析，分出了适合果汁果酒加工、耐储藏、适合鲜食和适合果酱加工的4类品种。刘丙花等[10]对山东省引种的22 个蓝莓品种的果实品质进行了比较与综合分析，综合评价了不同蓝莓品种果实的鲜食或加工品质的优劣。刘军波等[11]对浙江省4种栽培蓝莓‘粉蓝’、‘杰兔’、‘奥尼尔’、‘夏普兰’进行了相关的品质特性评价。张晓玉等[12]对天津8个蓝莓品种的生长特性、果实形态特征、营养成分及风味品质进行了测定。欧晓华等[13]对安徽省安庆市9个主栽蓝莓品种的感官品质、营养成分和加工品质进行了评价。目前，还没有关于湖北省所种植蓝莓品种的品质特性分析。并且上述研究少有涉及蓝莓果实的抗氧化物质和抗氧化活性。蓝莓富含的抗氧化物质是其区别于其他水果的重要指标，也是吸引消费者的重要品质之一。本研究通过对湖北省主栽的7个品种蓝莓的果汁加工品质特征和抗氧化活性进行测定和综合评价，为湖北省蓝莓品种选育、采后储运、加工及销售提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘布里吉塔’、‘薄雾’、‘奥尼尔’、‘莱格西’、‘北陆’、‘杰兔’和‘蓝雨’蓝莓鲜果均采摘自湖北黄陂牧童蓝莓有限公司。

没食子酸、芦丁、DPPH、异亮氨酸、半乳糖醛酸、N-乙酰-L-半胱氨酸、福林酚试剂，均为国产分析纯，上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-1800型分光光度计,日本岛津公司；PAL-1型手持式折光仪,日本爱宕公司；Avanti-J-E型高速冷冻离心机,德国贝克曼公司；PHS-25型pH计,上海精密科学仪器有限公司；DGF30-IA型干燥箱,南京试验仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 原材料处理

选择成熟度一致(表现为果实全部呈蓝紫色)，无病虫害和机械损伤，色泽均匀的果实采摘存放于保鲜盒，当天运回，测量加工品质指标。剩余果实置于-20 ℃冰箱中，用于测量抗氧化性指标。

1.3.2 蓝莓果实加工品质测定

果实质量及密度：每个品种随机称取35 g左右的蓝莓，测量蓝莓的质量及密度。

果型指数：每个品种随机选取10粒蓝莓果实，用游标卡尺测量其横径、纵径，计算果型指数。果型指数=纵径/横径。

水分含量：将蓝莓置于烘箱中80 ℃烘干24 h，称量烘干后干果的质量，计算不同品种蓝莓的水分含量。

出汁率：分别取7个品种的蓝莓约200 g，匀浆，然后4 ℃下离心(10 000 r/min)30 min，称量上清液的质量，计算出汁率。

可溶性固形物和pH测定：用折光仪和pH计直接测量。

果胶含量测定：取各个品种蓝莓样品，将果皮和果肉分开，取果皮1.0 g左右，果肉3.0 g左右，按照NY/T 2016—2011《水果及其制品中果胶含量的测定-分光光度计法》测定。各指标均重复测定3次。

1.3.3 蓝莓果实抗氧化活性物质测定

分别取0.5 g匀浆后的样品于10 mL的离心管内。每管各加入9 mL的乙醇(含体积分数0.1% HCl)，超声提取1 h，然后4 ℃下10 000 r/min，离心30 min，取上清液。重复3次。

花色苷的测定：参考宋德群等[14]用pH示差法对各品种蓝莓进行花色苷的测定，结果以mg/L 矢车菊色素-3-葡萄糖苷计。

总酚含量的测定：参考李颖畅等[15]用福林酚法测定蓝莓中总酚的含量，以没食子酸作标准曲线来测定总酚的含量。

总黄酮含量的测定：参考马陶陶等[16]采用AlCl3比色法来测量不同品种蓝莓中总黄酮的含量，以芦丁为标准对照品。

1.3.4 蓝莓果实抗氧化活性测定

DPPH法测定蓝莓果实的抗氧化活性。取0.5 mL去离子水和1 mL DPPH自由基溶液(质量浓度2 g/L)于比色皿中充分反应，517 nm波长下测定其吸光值A0。取0.05 mL不同品种蓝莓超声提取液于比色皿，加入0.45 mL水稀释，混匀后于517 nm波长测吸光度A′，再加入1 mL DPPH自由基溶液(质量浓度2 g/L)，充分混匀后静置5、10、20、30、60、120 min，分别于517 nm波长下测吸光值A。按公式(1)计算DPPH自由基清除率。

(1)

ABTS法测定蓝莓果实的抗氧化活性：将7 mmol/L的ABTS溶液与2.5 mmol/L的过硫酸钾溶液按体积比1∶1混合，使用前用乙醇对其进行稀释，使其吸光值达到(0.7±0.02)。取0.1 mL不同品种蓝莓样品与3.9 mL稀释后的ABTS溶液进行混合，暗反应20 min，于734 nm波长下测定其吸光值A1；将0.1 mL不同品种蓝莓样品与3.9 mL乙醇充分混合，相同条件下测得吸光值A2；将0.1 mL乙醇和3.9 mL稀释后的ABTS溶液进行混合，相同条件下测得吸光值A0。按公式(2)计算ABTS自由基清除率。

(2)

1.4 数据处理

数据处理采用SPSS 22.0统计软件处理， 利用Tukey HSD法进行显著性分析，用Pearson Correlation进行关联性分析。

2 结果与分析

选取湖北地区种植表现较好的7个蓝莓品种。

其中‘杰兔’为兔眼蓝莓，‘莱格西’和‘布里吉塔’为北高丛蓝莓，‘密斯蒂’、‘奥尼尔’和‘蓝雨’为南高丛蓝莓，‘北陆’为半高丛蓝莓。如表1所示，各品种蓝莓果实在成熟期、形状等方面都有很大差异。‘杰兔’、‘奥尼尔’和‘蓝雨’为早熟品种，‘北陆’为早中熟品种，‘密斯蒂’为中熟品种，‘莱格西’为中晚熟品种，而‘布里吉塔’为晚熟品种。大部分蓝莓品种的果实为圆形，‘布里吉塔’和‘北陆’为扁圆形，而‘蓝雨’为椭圆形。

表1 不同品种蓝莓果实品种分类、成熟期和外观Table 1 Berry weight, density, water content and shapeof different blueberry cultivars

注：通常果形指数是0.8～0.9为圆形，0.6～0.8为扁圆形，0.9～1.0为椭圆形或圆锥形，1.0以上为长圆形；同一列肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.1 不同品种蓝莓果实果汁加工品质的比较

蓝莓果实的密度是重要的加工品质指标。由表2可知，不同品种蓝莓果实的单果质量差异极大，变异系数达到37%。其中，‘布里吉塔’单果质量最大，为2.14 g。‘北陆’和‘蓝雨’单果个头较小，重量较轻(分别为0.78和0.68 g)。除单果质量外，其他加工指标的变异系数均在10%以下。不同品种蓝莓的密度均在1.0 g/cm3左右，其中密度最大的是‘奥尼尔’为1.03 g/cm3，而‘密斯蒂’和‘布里吉塔’密度最小，为0.990 g/cm3。除‘杰兔’水分含量明显较低以外(82.7%，P<0.05)，其他蓝莓品种的水分含量均在85%以上。

表2 不同品种蓝莓果实加工品质指标Table 2 Processing quality parameters of different blueberry cultivars

不同品种蓝莓出汁率在45.1%～58.3%之间，最低的为‘蓝雨’，最高的为‘布里吉塔’。酸度是决定蓝莓口感的重要指标，与果实的pH密切相关。不同品种蓝莓pH在2.76～3.33之间，最低的为‘布里吉塔’，可见其酸味最浓，其次是‘北陆’，pH在3.0以下，而‘奥尼尔’的pH最高。可溶性固形物以可溶性糖为主，是影响蓝莓感官评价和消费者选购的重要指标。大部分蓝莓品种的可溶性固形物含量在11.0%～11.6%之间，而‘北陆’仅为9.9%，‘杰兔’则高达12.8%。

在果汁加工中，果胶的含量对出汁率有较大影响。果实中的原果胶主要存在于细胞壁中，对果实起支撑作用，同时也影响果实的质地和口感的软硬程度[17]。近期有研究指出，蓝莓果胶还可以通过与花色苷的非共价结合改善花色苷在胃中的稳定性[18-19]。不同品种蓝莓果胶含量在2.97～4.06 g/kg之间，最高的是‘蓝雨’，最低的是‘奥尼尔’。

综合以上结果，可以看出 ‘杰兔’的果实较大，可溶性固形物含量高，但是水分含量较低，出汁率不高，更适合鲜食。‘密斯蒂’、‘奥尼尔’和‘莱格西’果实大小中等，酸甜比例适中，适合鲜食。‘布里吉塔’果实非常大，水分含量较高，出汁率也高，但缺点是pH非常低，口感较酸，调节pH后适合用作果汁加工。‘北陆’果实较小，果肉紧实多汁，略酸，而‘蓝雨’的果实最小，果胶含量较高，可溶性固形物含量低，以上2个品种更适合于果酱或者果脯的加工。通过与文献对比发现，相同蓝莓品种在不同产地的品质差异极大，湖北地区种植的‘布里吉塔’和‘北陆’在单果质量和可溶性固形物方面都明显低于其他地区的同品种蓝莓[10,20]，可见这些品种对湖北气候土壤的适应性较差，造成果实品质下降。

2.2 不同品种蓝莓果实抗氧化活性物质的比较

花色苷，酚类物质和黄酮类物质都是蓝莓中非常重要的活性物质，在一定程度上可决定蓝莓的抗氧化活性，赋予了蓝莓丰富的营养成分与功能特性。由图1看出，不同品种蓝莓总花色苷含量差异非常大，在296～1 091 mg/kg之间，其中兔眼蓝莓‘杰兔’花色苷含量显著高于其他品种(P<0.05)，‘莱格西’、‘北陆’和‘蓝雨’的总花色苷含量次之；‘奥尼尔’和‘密斯蒂’含量相对较低，‘布里吉塔’最低，仅有296 mg/kg，显著低于其他品种(P<0.05)。LOHACHOOMPOL等[21]发现兔眼蓝莓的花色苷含量明显高于其他品种的蓝莓，与本实验结果相似。不同品种蓝莓之间总酚含量差异也非常大，在1 521～3 590 mg/kg之间。‘杰兔’总酚含量显著高于其他各品种(P<0.05)，而 ‘布里吉塔’总酚含量显著低于其他各品种(P<0.05)。总黄酮较花色苷和总酚来说品种间变化范围较小，为385～667 mg/kg。‘蓝雨’和‘莱格西’总黄酮含量在625 mg/kg以上，显著高于‘布里吉塔’、‘密斯蒂’、‘奥尼尔’和‘北陆’(P<0.05)，‘布里吉塔’的总黄酮含量最低，仅有385 mg/kg。

综合以上结果，可以看出不同品种的蓝莓在抗氧化活性物质的含量上具有很大差异。‘杰兔’的抗氧化活性物质含量明显高于其他蓝莓品种，而‘布里吉塔’抗氧化活性物质的含量最低。不同品种蓝莓果实抗氧化活性物质含量的差异可能与基因、地理气候、栽培条件等因素有关[22]。

图1 不同品种蓝莓果实抗氧化物质含量Fig.1 Berry antioxidant contents of different blueberry cultivars注：不同小写字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.3 不同品种蓝莓果实抗氧化活性

蓝莓含有较高的抗氧化活性物质，在水果中具有较强的抗氧化能力[23]。本研究采用了DPPH自由基法和ABTS自由基法来比较不同品种蓝莓的抗氧化活性。由图2可以看出，在反应开始后5 min，‘奥尼尔’DPPH自由基清除率最高为33.7%，‘蓝雨’次之为19.5%，‘莱格西’最低为16.3%，其他4个品种自由基清除率在23%～26%,无明显差异。随着反应的进行，各个品种蓝莓的自由基清除率趋势维持上述情况，稳定升高，无太大差异，反应进行到60 min时，‘布里吉塔’和‘密斯蒂’的DPPH自由基清除率大幅度升高，仅次于‘奥尼尔’，其他品种自由基清除率趋势没有太大变化；反应进行到120 min时，‘布里吉塔’和‘密斯蒂’的DPPH自由基清除率超越‘奥尼尔’(67.0%)，分别达到73.4%和69.0%，‘北陆’、‘杰兔’、‘奥尼尔’无太大差异，均在67%左右，‘蓝雨’的DPPH自由基清除率为61.4%，‘莱格西’的DPPH自由基清除率最低，为51.2%。产生这一现象的原因可能是蓝莓中具有抗氧化活性的物质较多，不同种类的抗氧化物质与DPPH反应时具有不同的动力学行为(例如Vc和DPPH的反应速度非常快，而酚类物质则需要较长时间进行反应)，所以随着时间变化，不同样品DPPH自由基清除力的高低顺序也有所不同。MISHRA等[24]也在综述中指出使用DPPH法时，固定反应时间有时候会使结果产生偏差。LI等[1]也发现DPPH法不适合对蓝莓中类黄酮物质抗氧化性的评价。所以使用ABTS法对蓝莓的抗氧化活性进一步评价。

在使用ABTS法测定自由基清除率预实验的过程中发现反应时间超过20 min后，样品ABTS自由基清除率的变化基本趋于稳定，并且品种之间ABST自由基清除率的大小顺序一致保持不变(图3)，说明ABST法在评价蓝莓抗氧化活性时受时间因素的影响较小。选择20 min时的ABTS自由基清除率进行比较，由图4可以看出，‘杰兔’的ABTS自由基清除率明显高于其他品种，为59.36%，‘北陆’、‘密斯蒂’、‘蓝雨’和‘莱格西’之间没有差异，在45%左右，‘奥尼尔’的ABTS清除率较低，为21.96%，‘布里吉塔’最低，为4.74%。ABTS法测得的蓝莓抗氧化能力显著高于DPPH法。关联分析结果表明，ABTS自由基清除率的结果和蓝莓中测得的抗氧化物质的含量具有显著的正相关关系(图5)(P<0.01)，其中与ABTS自由基清除率关联性最强的是总酚含量(R2=0.907 8,P<0.001)。本实验也尝试了使用不同时间点的DPPH自由基清除率的结果和蓝莓中抗氧化物质的含量进行关联，发现均无显著性关系。有报道指出，ABTS法比DPPH法更能反映色素和亲水性抗氧化剂的抗氧化活性[25]。可见在蓝莓果实的抗氧化性评价中，ABTS自由基法可能比DPPH自由基法更为合适。

图2 不同品种蓝莓果实DPPH自由基清除率的变化Fig.2 Berry DPPH radical-scavenging activity of different blueberry cultivars changed with time

图3 不同品种蓝莓果实ABTS自由基清除率的变化Fig.3 Berry ABTS radical-scavenging activity of different blueberry cultivars changed with time

图4 不同品种蓝莓果实的ABTS自由基清除率比较Fig.4 Comparison of ABTS radical-scavenging activity of different blueberry cultivars

图5 蓝莓中抗氧化物质含量与ABTS自由基清除率的关联分析Fig.5 Correlation between blueberry antioxidants and ABTS radical-scavenging activity

3 结论

本实验通过对湖北省引进的7种蓝莓进行了加工性质和抗氧化活性的评价。‘布里吉塔’水分含量多，出汁率高，可溶性固形物含量丰富，适当调节pH后可用于果汁果酒的加工；‘蓝雨’和‘北陆’果实较小，但果胶含量丰富，适合蓝莓果酱果脯的加工生产。‘杰兔’、‘密斯蒂’、‘奥尼尔’和‘莱格西’果实大小中等，酸甜比例适中，适合鲜食。蓝莓花色苷和总酚含量与品种有很大关系。兔眼蓝莓品种‘杰兔’的花色苷和总酚含量明显高于其他品种。花青素、多酚和类黄酮含量与蓝莓抗氧化能力呈显著正相关。DPPH自由基分析法在评估蓝莓抗氧化能力时受反应时间的影响较大。在蓝莓果实的抗氧化性评价中，ABTS自由基法可能比DPPH自由基法更为合适。