桑葚果实不同发育期品质测定及其相关性分析

乔 健，李国鹏，杜丽清，魏长宾，李甜子，马智玲,*

（1.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东湛江 524091；2.广东海洋大学滨海农业学院，广东湛江 524088）

桑葚（Fructus mori）属桑科（Moraceae）桑属（Morus）多年生木本植物，在我国已有几千年的种植历史，广泛分布于我国各地。据报道，中国是世界上桑属植物种类最多的国家，桑种质资源累计达3000 余份[1−2]。桑葚为桑的聚合果，其具有较高的营养价值，于1993 年被国家卫生部列入首批“药食两用资源”名录。桑葚中富含多种氨基酸、粗纤维、蛋白质、胡萝卜素、芦丁及多种维生素与花青素[3−4]，与沙棘、悬钩子一起被誉为“第三代水果”。中医认为，桑葚具有生津解渴、补肝益肾、祛风湿及解酒等功效，可用于治疗神经衰弱和便秘等疾病[5−6]。目前，桑葚作为一种较好的农产品资源，除可作为鲜食外，还可以加工为桑葚果汁、桑葚果酒、桑葚膏、桑葚果醋等产品来提高桑葚的利用率和附加值[7−8]。

随着人们生活品质的提高及对桑葚营养价值和保健价值的关注，桑葚品种逐渐成为一些地方采摘园的特色，桑葚种植面积逐渐扩大呈现出良好的发展前景[9]。桑葚果实的品质除受栽培管理技术与环境因素外，桑葚的品种及采摘时间对桑葚品质也有较大影响[10]。果实中的可溶性固形物及桑葚果实糖酸组成是桑葚果实主要的内在品质，尤其是果实中的糖酸种类及含量的高低与果实口感、风味有着十分密切的关系[11−13]。果实的风味不仅与糖酸含量高低有关，还与果实中糖与酸的种类及其比例有关。例如梨果实中的糖以果糖和葡萄糖为主，酸以苹果酸、柠檬酸、莽草酸及奎尼酸为主[14−15]；而荔枝果肉中的可溶性糖主要为蔗糖、葡萄糖和果糖，而有机酸主要为苹果酸和酒石酸[16−17]。关于桑葚果实的糖酸的研究相对较少，前人研究发现不同的桑葚品种中可溶性糖以果糖和葡萄糖为主，桑葚果实中的有机酸以柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和苹果酸为主。而李升峰[18]通过对33个桑葚品种的糖酸组分分析发现桑葚的主要糖类是果糖和葡萄糖，柠檬酸、苹果酸和琥珀酸是桑葚中最主要的有机酸。前人的研究较多的仅仅是比较不同桑葚品种间糖、酸组分的差异，而鲜有文献报道桑葚果实不同发育期果实糖酸的组成。基于此，本实验对广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带植物园桑葚种质资源圃中不同桑葚品种3 个发育期果实中的糖酸组成等品质性状进行比较，以期更加深入和具体的探究不同品种桑葚品质的差异，为指导湛江地区桑葚优良品种选育及栽培提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试桑葚品种 无籽大十、桂花蜜、台湾长果桑、粤椹28 号、粤椹74 号、红果三号和云果一号，本研究所有样品均采自中国热带农业科学院南亚热带植物园桑葚种质资源圃内。该资源圃建于2010 年，树龄及管理水平基本一致；乙醇、乙酸、草酸、蒽酮、浓硫酸、碳酸钠、硝酸铝、亚硝酸钠 分析纯（AR），国药集团化学试剂有限公司；钼酸铵、Folin-酚、EDTA、没食子酸 分析纯,生工生物工程（上海）有限公司；甲醇、乙腈 色谱纯，霍尼韦尔（中国）有限公司; 标准样品葡萄糖、果糖、蔗糖、柠檬酸、苹果酸、奎宁酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗坏血酸、草酸 Sigma 公司。

DJ-V300A 天平 苏州江东精密仪器有限公司；TU-1810 型紫外分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司；LC-20A 超高效液相色谱仪 日本岛津公司；PAL-2 手持糖度计 日本ATAGO；3-30k 台式高速离心机 Sigma 公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理方法 依据果实发育的颜色进行取样，对不同的品种分别在果实发育青果期、转色期、成熟期三个时期进行取样，取样均在桑树外围进行，每品种各定10 棵树进行取样，每棵树每时期各取10 个整果，三次重复，混合后液氮冷冻后于−80 ℃超低温冰箱备用。

1.2.2 桑葚单果重测定 采用百分之一天平进行测量，每处理测定5 个单果，单位以g 表示。

1.2.3 桑葚可溶性固形物含量测定 采用便携式糖度计进行测量，三次重复，记录数据，单位以Brix 表示。

1.2.4 桑葚可滴定酸含量的测定 采用NaOH 滴定法测定[19]。取10.0 g 桑葚样品研磨，匀浆，过滤后用用0.1 mol/L 氢氧化钠标准溶液滴定。可滴定酸用苹果酸百分含量表示，单位为mg/g。

1.2.5 桑葚果实有机酸的组成和含量分析 采用高效液相色谱测定有机酸[20]。准确称取样品1.0 g 果肉, 充分研磨后用流动液相浸泡, 超声波提取30 min,流动液相定容10 mL, 0.22 μm 滤膜过滤后置于4 ℃冰箱保存，待测。色谱柱：ZORBAX SB-Aq C18柱（250 mm×4.6 mm, 5μm）；流动相：0.2%偏磷酸溶液；流速：1.0 mL/min；柱温:35 ℃；检测器：紫外检测器；进样量：10 μL。吸取制备的样品2 mL，经0.22 μm滤膜过滤两次后上机分析，根据峰面积数值，利用线性回归方程计算得到各有机酸的含量。

式中：X：测得的各个有机酸组分的含量，mg/g；C：通过线性回归方程计算得到的各个有机酸组分的浓度，mg/mL；V：样品提取定容的体积，mL；M：待测果肉质量，g。

1.2.6 桑葚果实糖的组成和含量分析 参考周远明等[21]的方法进行测定。准确1.0 g 果肉样品，经乙醇充分研磨提取、10000 r/min 离心10 min、溶液90 ℃水浴蒸干等步骤，超纯水定容至10 mL，制得样品。分别取葡萄糖、果糖和蔗糖的单标样品和混合标样各1 mL，上机分析，绘制标准曲线。吸取制备的样品1 mL，根据峰面积数值，根据公式计算各个糖分的浓度。

式中：X：测得的各个糖分的含量，mg/g；C：计算得到的各个糖分的浓度，mg/mL；V：样品提取浓缩定容的体积，mL；M：待测果肉质量，g。

1.3 数据处理

采用Excel 2016（Microsoft，Redmond，USA）进行数据统计，SPSS 21.0（IBM Watson, Armonk,USA）进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同桑葚品种三个发育时期单果重、可溶性固形物、可滴定酸及有机酸含量的比较分析

比较了7 个桑葚品种三个发育过程的果重、可溶性固形物及果实可滴定酸（表1）。在供试的7 个品种中成熟期的无籽大十品种果重最大（7.86 g），桂花蜜次之（7.49 g）。台湾长果桑单果重最低，仅为4.47 g，但其在成熟期时的可溶性固形物最高，达到22.76%，显著地高于其他品种（P<0.05）。桂花蜜、红果三号和云果一号果实桑葚果实的可溶性固形物含量均相对较低，分别为10.02%、8.82%和7.84%。供试桑葚果实成熟期时的可滴定酸均较青果期和转色期低，其中台湾长果桑成熟期时果实可滴定酸最低，为0.83 mg/g，而粤椹74 号果实的可滴定酸含量最高，达到2.41 mg/g。

桂花蜜、粤椹74 号和云果一号三个品种的果实单果重从青果期到转色期增幅较大，其中云果一号青果期时的果重为2.00 g，转色期达到6.38 g；桂花蜜单果重从转色期到成熟期的增幅达到81.45%（从4.13 g 到7.49 g），而其他品种果实的单果重变化幅度较低，均低于21%。因此，桑葚果实的单果重变化关键时期为青果期到转色期之间。桂花蜜和台湾长果桑两个品种的可溶性固相物含量从青果期到转色期间增加较多（增幅均大于20%），而粤椹28 号、粤椹74 号、红果三号和云果一号的可溶性固形物增加发生在青果期与转色期之间，增幅分别为38.75%、35.97%、25.20%和30.52%，而无籽大十的可溶性固形物的增幅为17.86%，即果实的可溶性固形物在青果期和转色期分别为10.75%和12.67%。青果期不同桑葚品种的可滴定酸在差异较大，其中无籽大十的可滴定酸达到6.61 mg/g，台湾长果桑的可滴定酸仅为0.94 mg/g，不同桑葚品种在果实转色和成熟期间的可滴定酸含量均表现为降低的一个趋势。

2.2 不同桑葚品种三个发育时期糖的组成与含量分析

从表2 可知，果糖和葡萄糖是桑葚果实中的可溶性糖主要的存在形式，但在台湾长果桑在三个发育时期都检测出蔗糖。7 个桑葚品种中，只有红果三号和云果一号两个品种在青果期未检测到果糖与葡萄糖，其他品种均检测到，果糖和葡萄糖在青果期的含量分别1.55～44.07 mg/g 和1.80～50.68 mg/g 之间；在所有检测的样品中成熟期的台湾长果桑果糖含量达最高（57.79 mg/g），葡萄糖含量达最高（66.72 mg/g），青果期的桂花蜜果糖含量最低（1.55 mg/g）及葡萄糖含量最低（1.80 mg/g）；转色期的台湾长果桑蔗糖含量最高（38.07 mg/g）。

2.3 不同桑葚品种桑葚品种有机酸组成与含量分析

不同桑葚品种果实的有机酸含量在果实不同发育期的变化亦不同，无籽大十、粤椹74 号、红果三号三个品种在果实青果期、转色期及熟果期的有机酸含量表现为先迅速下降后上升的趋势，而桂花蜜、粤椹28 号和云果一号的有机酸在果实发育期间为持续降低的变化趋势。在熟果期，台湾长果桑的有机酸含量最低，为13.19 mg/g，而粤椹74 号的机酸含量最高，达到23.01 mg/g（表1）。

表1 不同发育期桑葚果实单果重、可溶性固形物、可滴定酸及有机酸含量比较Table 1 Comparison of single fruit weight, TSS, TA and organic acid content of mulberry fruit at different developing stages

在不同品种桑葚果实中共检测出柠檬酸、苹果酸、奎宁酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗坏血酸和草酸8 种有机酸，不同的有机酸种类及含量因品种/成熟期不同而不同（图1），其中柠檬酸、苹果酸和酒石酸在不同品种不同发育期均有被检测到。由图1可看出，柠檬酸、苹果酸、奎宁酸、琥珀酸和酒石酸的含量在不同的桑葚品种中有较大的差异。柠檬酸在不同品种不同发育阶段桑葚果实中的相对含量均最高，其中在粤椹74 号青果期柠檬酸含量达到80.86%，熟果期时的桂花蜜柠檬酸含量为48.82%；奎宁酸、苹果酸和酒石酸在不同品种不同发育阶段的相对含量差异较大，其中奎宁酸在台湾长果桑品种的相对含量亦较高，青果期、转色期和熟果期的相对含量分别为24.87%、24.07%和23.12%；而苹果酸、奎宁酸和酒石酸在桂花蜜青果期的含量差异不大分别为8.86%、8.32%和7.61%，而在桂花蜜熟果期时苹果酸和酒石酸含量分别达到19.85%和23.14%；酒石酸在红果三号和云果一号两个品种中的相对含量较其他品种高，在熟果期时的含量分别达到28.83%和23.36%。

表2 桑葚不同发育期的糖组成及含量（mg/g）Table 2 Suger composition of mulberry at different developing stages (mg/g)

图1 不同桑葚品种不同有机酸相对含量比较Fig.1 Relative contents of different organic acid of different mulberry varieties

2.4 不同发育期桑葚果实品质指标间相关性分析

本研究对7 个桑葚品种三个发育期的各指标进行相关性分析（表3），结果表明：桑葚果实的单果重与果实的可滴定酸、有机酸总量、柠檬酸呈极显著的负相关，而与果糖和蔗糖两种糖呈显著正相关；果实可溶性固形物与有机酸含量及柠檬酸、苹果酸、酒石酸、酮戊二酸呈显著或极显著的负相关，而与奎宁酸和草酸及果糖、葡萄糖和蔗糖等糖呈极显著的正相关；可滴定酸含量与果糖、葡萄糖及草酸呈极显著负相关，与柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸及和有机酸总量呈极显著正相关；本研究中检测到8 种有机酸，其中柠檬酸与苹果酸和抗坏血酸呈极显著正相关，而柠檬酸与草酸、苹果酸与酮戊二酸和草酸，奎宁酸与琥珀酸、抗坏血酸与草酸之间呈显著或极显著的负相关；果糖和葡萄糖与柠檬酸、苹果酸、酒石酸、酮戊二酸和抗坏血酸之间表现为显著或极显著的负相关，而与草酸呈极显著正相关；果糖、葡萄糖和蔗糖三种糖之间呈极显著的正相关。

表3 不同品质形状果实相关性分析Table 3 Correlation analysis of different fruit quality traits

3 结论与讨论

本研究对7 个不同的桑葚品种青果期，转色期，成熟期三个发育期桑葚果实糖酸等内在品质进行了比较分析，结果发现台湾长果桑的果重和可溶性固形物含量均与其他6 个品种指标存在显著差异，且成熟期的台湾长果桑可溶性固形物含量最多，成熟期的粤椹28 号的可溶性固形物含量次之；在三个发育过程中除台湾长果桑以外其他品种均检测不到蔗糖，且台湾长果桑的果糖、葡萄糖含量最高，与其他6 个品种的果糖、葡萄糖含量差异性较显著；前人在苹果和梨果实中发现可溶性糖有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇，其中均以果糖最高，且不同品种间果糖含量与其他可溶性糖含量相比较稳定[22−25]，而桑葚果实中的可溶性糖主要是葡萄糖与果糖为主，并且其含量相当，这可能是因为不同果实可溶性糖积累特性不同。苹果果实有机酸组分中苹果酸含量最高[22]，桃、杏果实有机酸中苹果酸含量最高，奎宁酸次之[26−27]，葡萄果实有机酸中酒石酸和苹果酸含量最高、其次是柠檬酸[28−29]，前人比较了多个桑葚品种果实中有机酸含量，结果发现多数品种有机酸以柠檬酸含量最高，而个别白果品种琥珀酸含量[30]最高。本研究在不同桑葚品种的三个发育过程中检测到柠檬酸、苹果酸、奎宁酸、琥珀酸、酒石酸、酮戊二酸、抗坏血酸和草酸共8 种有机酸，其中柠檬酸的含量最高，其次为苹果酸与奎宁酸；通过相关性分析，在三个发育过程中可滴定酸与可溶性固形物、果糖、葡萄糖、果重呈负相关，且可溶性固形物、果糖含量、葡萄糖含量三者之间呈极显著的正相关。本研究结果表明，不同桑葚品种间可溶性固形物、可滴定酸及糖与有机酸含量等品质特性间亦不同，尤其是台湾长果桑在湛江地区表现为具有较高的糖含量，本研究结果可为桑葚优良品种的选育提供一定的参考。