山东引种蓝莓品质指标综合评价

周江伟，孔 悦，孙 锐, ，程安玮 ，韩燕苓

（1.齐鲁工业大学（山东省科学院）食品科学与工程学院，山东济南 250300；2.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南长沙 410128）

蓝莓（Vacciniumspp.），蓝色小浆果，清爽可口，外观悦目，独具香气，属杜鹃花科越橘属，主要分布在北美和欧洲[1−4]。蓝莓营养成分丰富，除糖类、蛋白质、维生素之外，花青素等生物活性物质以及可溶性固形物含量非常高。其中花青素、鞣花酸等活性成分有强抗氧化性，对预防、治疗恶性肿瘤效果显著，还具有改善视力、预防心脏疾病、增强机体抵抗力等疗效[5−10]。截至2018年，蓝莓的规模化种植已发展到了27个省市[11]。随着种植规模的扩大，种植者和生产加工者在选用不同品种的蓝莓中，存在盲目、不合理等诸多问题，特别是不同品种的蓝莓在形态、成分以及质构上各具特色，因而对所需种植品种的筛选难度较大，缺乏科学理论依据。现多见对不同品种蓝莓的品质和营养指标的分析，但对于多品种间相关性分析及分类稍有欠缺。如王学瑛等[12]对安徽引种的3个蓝莓品种进行综合评价，对蓝莓理化指标进行了完善的研究，但缺少关于蓝莓质构指标的评价；刘丙花等[2]对引种山东的22种蓝莓进行综合评价，在果实形态、理化指标等方面研究充分[12−17]，但质构分析指标少。

因此，本文选取山东13种不同品种的蓝莓，在进行形态指标、理化指标的基础上，进行质构分析穿刺试验，运用相关性分析以及主成分分析的方法，对引进品种进行系统性分类和比较，从而更客观有效的反应蓝莓品种之间的差异，进而提高对目标蓝莓选用、加工和培育的效率，为合理发展蓝莓综合利用及良种筛选提供科学依据[18−20]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蓝莓 2014年6月取材自山东日照佳沃蓝莓生产基地成熟蓝莓，包括布莱登、大粒蓝金、赫伯特、康维尔、蓝鸟、努益、乔治宝石、日出、瑞卡、双迪、塞拉、夏普蓝、泽西 13个品种，经原料验收，各品种蓝莓成熟度一致且无机械损伤后，于聚乙烯盒分装包装，在4 ℃条件下保存；蒸馏水、氢氧化钠、酚酞、邻苯二氰酸氢钾、乙醇（95%） 天津市富宇精细化工有限公司；蒽酮、浓硫酸 均为分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；总超氧化物歧化酶（T-SOD）测试盒 南京建成生物工程研究所。

FA2004B型电子天平 上海平轩科学仪器公司；JJ-2型组织捣碎机 峥嵘仪器；HH.S11-2电热恒温水浴锅 上海博讯；UV-5900分光光度计 上海元析仪器有限公司；PHs-3B型酸度计 上海光谱；TA.XT plus型质构仪 英国Stable Micro Systems公司。

1.2 实验方法

1.2.1 形态指标测定 单果重：采用直接称重法，各取13个品种的20个果实，做三次平行试验；果形指数：用游标卡尺直接测量果实的横、纵径，求得它们的比值；果实比重：采用密度测量法，即相对密度=质量（M）/体积（V）；果皮L*值：采用色度计测量果皮的明度指数（L*值），每个品种选取10个有代表性的果实用于测定, 每个样品测定重复6次, 取其平均值。

1.2.2 理化指标测定

1.2.2.1 花青素含量的测定 采用pH示差法。称取1 g蓝莓破碎物于离心管中，加入12 mL甲醇、2 mL水、0.1 mL乙酸构成的提取液并振荡20 min。将试样放入离心机（8000 r/min，15 min，25 ℃）进行离心处理，取5 mL上清液过滤后倒入50 mL容量瓶中，分别以pH1.0、pH4.5缓冲溶液定容，于510 nm和700 nm处测定其吸光度，以TMAC（表示在μ矢车菊素-3-葡萄糖苷计）为标准计算花青素含量[21−22]。

1.2.2.2 维生素C含量的测定 维生素C含量的测定依照测定2,6-二氯靛酚滴定法紫外吸收法测定[23−24]。

1.2.2.3 还原糖含量的测定 还原糖依照GB/T 5009.7-2016 《食品中还原糖的测定》测定。

1.2.2.4 总糖含量的测定 采用蒽酮比色法。以0.1 mg/mL的葡萄糖标准溶液标准曲线，用紫外分光光度计在620 nm进行测量[25]。

1.2.2.5 总酸含量的测定 总酸依照GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》测定。

1.2.2.6 SOD含量测定 采用邻苯三酚自氧化法测定，于1.5 mL离心管中加入995 L磷酸缓冲液，于25 ℃条件下处理20 min，然后加入5 μL 45 mmol/L邻苯三酚溶液，使邻苯三酚终浓度为0.225 mmol/L；迅速混匀后在紫外分光光度计上以320 nm波长测定。

1.2.3 质构指标测定 采用穿刺试验[26−29]，参考刘丙花等[2]方法。将蓝莓果实在75 nm探头下进行TPA试验，设置参数为测前速度 5 mm·s−1。测试速度2 mm·s−1。测后上行速度 2 mm·s−1，果实受压变形为25%，2 次压缩停顿时间为 5 s，触发力为 5. 0 g。

1.2.4 感官指标测定 感官评价[30]:由评价小组进行感官评定，小组成员包括8名课题组专业人员和10名普通消费者。评分过程中成员内不得交流，每个品种间隔10 min并用清水漱口，最终得分取平均值。评分标准见表1。

表1 蓝莓果实感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standard of the blueberry syrup

1.3 数据处理

数据采用SPSS 20.0 软件进行相关性分析,主成分分析和聚类分析,结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 蓝莓形态指标分析

如表2所示，不同蓝莓果实单果质量为1.05～2.45 g，存在显著性差异（P＜0.05）。其中乔治宝石、努益、赫伯特单果重高，果实较大。单果重能有效反应果实的外观品质，是挑选果实的重要依据。根据表中数据获知乔治宝石、努益等品种有很大优势；果型指数是判定果实形状的直观标准, 一般认为0.6～0.8为扁圆形，0.8～0.9为圆形或近圆形，0.9～1.0为椭圆形或圆锥形，1.0以上为长圆。因此瑞卡、双迪和日出等是椭圆形或圆锥形的代表，大粒蓝金和赫伯特是圆形或近圆形的代表；其中，瑞卡果形指数最大，其平均值为0.97，努益最小，为0.74；蓝莓的平均果实比重为1.02左右,组间差异较小，其中日出的果实比重最大，其次是双迪、乔治宝石；果皮L*值最大为夏普兰70.35，其次泽西、大粒蓝金和瑞卡，最少的康维尔54.30，说明夏普蓝、泽西、大粒蓝金等的明亮度高，康维尔等的果皮明亮度低。不同品种的蓝莓形态表现存在差异，这主要由蓝莓的遗传基因决定的。

表2 不同品种蓝莓形态指标统计分析Table 2 Statistical analysis of morphological indexes of different blueberries

2.2 蓝莓理化指标分析

如表3所示，花青素含量起伏大，其中在0.3 g/kg以上的品种有两个，为日出和布莱登，日出含量最高为0.38 g/kg。在0.2～0.3 g/kg的品种有塞拉；不同品种的蓝莓中维生素C存在显著性差异（P＜0.05），在0.93～2.17 mg/g之间，平均为1.61 mg/g左右。其中努益的维生素C最高为2.17 mg/g,其次为日出、蓝鸟等，最小的为瑞卡0.93 mg/g；还原糖在0.12～0.57 g/kg之间，不同品种间含量存在显著性差异（P＜0.05），其中泽西的还原糖最高在0.57 g/kg，其次为大粒蓝金、夏普蓝和康维尔，最小的是布莱登0.12 g/kg；蓝莓品种的总糖含量，大粒蓝金17.07 g/kg含量最高，赫伯特11.18 g/kg含量最低；不同品种间的总酸含量变幅较大，以塞拉的总酸含量最高，为12.14 g/kg，蓝鸟次之，最少的是日出；SOD是有效清除体内的超氧阴离子自由基，所测蓝莓品种中SOD含量范围在737～1256.25 U/g之间，努益含量最高，夏普蓝次之，泽西最低。

表3 不同品种蓝莓理化指标统计分Table 3 Statistical analysis of physicochemical indexes of different blueberries

2.3 蓝莓质构指标分析

不同品种蓝莓质构指标测定结果由表4可知，大粒蓝金225.29 g果皮硬度最大，乔治宝石115.31 g最小。康维尔与蓝鸟、努益三者之间无显著性差异（P＞0.05），其余品种间存在显著性差异或差异不显著；果皮破裂距离以赫伯特4.14 mm为最高值，日出2.72 mm最低。通过分析13种不同种类蓝莓的果皮破裂距离可知，果皮破裂距离差异不大，大粒蓝金、瑞卡、双迪和泽西果皮破裂距离无差异（P＞0.05）；果皮脆度以大粒蓝金脆度最高，为62.32 g·mm−1，最低为乔治宝石35.74 g·mm−1，努益与夏普蓝间无显著性差异（P＞0.05）；果皮韧性反映了蓝莓果实抗压能力。大粒蓝金果皮韧性最大，其他品种果皮韧性都有不同程度地减少，其中乔治宝石的果皮韧性最小，乔治宝石、日出、双迪三者无显著性差异（P＞0.05），布莱登、康维尔、蓝鸟等6个品种间无差异；果肉硬度最高的蓝莓品种为大粒蓝金28.12 g，硬度最低的为双迪12.46 g。大粒蓝金与其他品种数据差异较大，其余品种间差异不显著（P＞0.05）；粘连性最大的为赫伯特11.32 g·sec，最小的为蓝鸟5.99 g·sec，粘连性较高的品种有赫伯特、泽西、塞拉；不同品种蓝莓中，粘性小于3，无显著性差异（P＞0.05）。

表4 不同品种蓝莓质构指标统计分析Table 4 Statistical analysis of texture indexes of different varieties of blueberry

2.4 蓝莓品质指标的相关性分析

对13种蓝莓的17品质指标相关性分析，结果如表5所示。花青素含量与还原糖之间呈显著负相关（P＜0.05）；维生素C与粘性呈显著负相关（P＜0.05）；总糖与果皮脆度呈显著正相关（P＜0.05），与果肉硬度呈显著正相关（P＜0.05），与果肉韧性呈极显著正相关（P＜0.01）；总酸与果皮破裂距离呈显著正相关（P＜0.05）；果皮破裂距离与果皮韧性呈极显著正相关（P＜0.01），与果肉韧性呈极显著负相关（P＜0.01）；果皮脆度与果肉硬度呈极显著正相关（P＜0.01），与果肉韧性呈极显著正相关（P＜0.01）；果肉硬度与果肉韧性呈极显著正相关（P＜0.01）；粘连性与粘性呈极显著正相关（P＜0.01）。

表5 蓝莓品质指标的相关性分析Table 5 Correlation analysis of blueberry quality index

2.5 主成分分析

对13个蓝莓品种的17个果实品质指标进行主成分分析，结果如图1所示。提取出前5个主成分，第一主成分特征值为4.311，方差贡献率25.356%，是最主要的主成分；第二主成分特征值为3.413，方差贡献率20.074%；第三主成分特征值为2.679，方差贡献率15.762%；第四主成分特征值为2.056，方差贡献率12.097%；第五主成分特征值为1.695，方差贡献率9.971%。5个主成分累计方差贡献率83.260%，超过80%，可以代表品质指标的大部分信息。由表7可知，第一主成分主要代表果肉韧性，为正相关；第二主成分主要代表果皮韧性，为正相关；第三主成分主要代表粘性，为正相关；第四主成分主要代表果形指数，为正相关；第五主成分主要代表花青素，为正相关。如表8所示，5个主成分得分值记为F1、F2、F3、F4和F5，并将该5组主成分的方差贡献率作为权数值，构建综合评价函数为：F=0.25356F1+0.20074F2+0.15762F3+0.12097F4+0.09971F5。

表7 主成分因子荷载矩阵Table 7 Load matrix of principal component factors

图1 主成分分析特征根碎石图Fig.1 Principal component analysis feature root gravel map

由表8可知，排名前6品种蓝莓分别为：大粒蓝金、布莱登、赫伯特、日出、夏普蓝和泽西。

表8 不同蓝莓品种的主成分得分与综合评价指数Table 8 Values of principal components and synthetic analysis indexes in different blueberry cultivars

主成分1与主成分2的方差贡献率各为25.356%和20.074%，主成分1值增大，则总糖值也增大，总酸值减小，即糖酸比增大，口感偏甜；主成分2值增大，则果皮脆度、果皮韧性及果肉硬度值也增大，口感较硬；结合图2可知，大粒蓝金、努益、日出、布莱登的总糖含量高，总酸含量较低，口感较甜；泽西、双迪、乔治宝石的糖酸比较大，且它们的果皮脆度、果皮韧性及果肉硬度较低，口感较为绵甜，对于蓝莓的特性而言，适于鲜食。主成分4与主成分5的方差贡献率各为12.097%和9.971%，主成分4值增大，SOD值随之增大；主成分5值增大，花青素值也增大；结合图3可得，蓝鸟、大粒蓝金、塞拉、赫伯特、努益、康维尔、日出、布莱登、乔治宝石的SOD含量丰富，而塞拉、赫伯特、泽西、双迪、日出、布莱登此几种品种的花青素含量较高，其中，塞拉、赫伯特、日出、布莱登处于两者的相交处，SOD与花青素含量均较高；由蓝莓品质的相关性分析可得，花青素与维生素C、SOD含量呈正比，因此，此几种蓝莓品种的特色性较强，可用于蓝莓的特色深加工。

图2 主成分分析得分图Fig.2 Principal component analysis score chart

图3 主成分分析得分图Fig.3 Principal component analysis score chart

表6 特征值及方差分析表Table 6 Eigenvalue and variance analysis table

2.6 聚类分析

对本次实验蓝莓的13个品种进行系统聚类分析，采用离差平方和法（ward法），当欧式距离=5时，可将蓝莓分为五大类，结果如图4所示。第一类聚集了2个品种，为泽西、双迪，此两个品种单果重属中等质量，果形指数都为0.9以上，果实比重较大，花青素、维生素C含量丰富，总糖含量较高，总酸含量较低，果皮脆度、果肉硬度较小，口感绵甜，但SOD较其他蓝莓含量偏低；第二类只有瑞卡一个品种，其果形指数最大，呈近圆形；维生素C含量低，SOD含量较低，糖酸比较大，口感较好。此两类鲜食口感较佳。第三类聚集了2个品种，为蓝鸟、康维尔，此两个品种的单果重较大，花青素、维生素C的含量较低，还原糖、SOD的含量较高；第四类聚集了5个品种，为努益、夏普蓝、日出、乔治宝石、布莱登，此5个品种的单果重较大，维生素C、总糖含量丰富，总酸含量较高；第五类聚集了塞拉、赫伯特、大粒蓝金3个品种，此3个品种的花青素、维生素C、还原糖含量较丰富，总酸含量高。第四、五类蓝莓SOD含量极丰富，具有清除体内自由基，提高身体免疫力的功效。

图4 不同蓝莓品种聚类分析Fig.4 Cluster analysis dendrogram of different blueberry cultivars

2.7 感官评价

13个品种的蓝莓分别对其色泽、风味、咀嚼感、形态、香气进行感官评分，并得出最终排名。如表9所示，新鲜蓝莓色泽均为紫红色，其中大粒蓝金评分4.31为最高值；风味均为酸甜口，以泽西4.57最高，该果甜味突出，酸甜适宜；咀嚼感以大粒蓝金4.22为最高值，该果具有较高的硬度和脆度，咀嚼韧性好，脆而不烂；形态均近似圆形，其中塞拉4.41为最高值，该果呈圆形，形态均一饱满；香气以大粒蓝金4.18为最高值，该果香气浓郁，无杂味。总评分以大粒蓝金20.69排名第一，综合感官指数最好。

表9 不同蓝莓感官评价结果Table 9 Sensory evaluation results of different blueberries

3 结论

通过对13种引种山东的蓝莓品种进行检测分析，测定了蓝莓形态、理化、质构等品质指标，结果表明不同品种间各指标存在一定的差异。采用相关性分析与主成分分析结合的方法，在蓝莓的17项指标中筛选出5种作为综合评价蓝莓的核心指标，即果肉韧性、果肉韧性、粘性、果形指数、花青素。提取的前五个主成分累计方差贡献率达83.260%，可以代表品质指标的大部分信息。研究结果表明，大粒蓝金综合品质最好。该果单果质量大，果实饱满，近似圆形。还原糖、总酸含量高，质构品质好。聚类分析在欧式距离=5时将蓝莓分为五大类，其结果与主成分分析结果较为一致。

蓝莓作为小浆果种，依据其优质的感官特性和丰富的生物活性物质，广受喜爱；据实验结果，分析不同品种蓝莓的共性与差异，对于合理筛选品种，综合利用资源有着积极作用。利用相关性分析和主成分分析的方法得到结论，改良了以往仅对蓝莓进行形态分析和理化分析或结合少量质构指标的实验方案，从而使结论更具合理性[31−34]。