4个甜樱桃品种品质指标和酚类物质比较

裴令栋，王震，彭勇*，赵登超，张序

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东省林业科学研究院，山东 济南 250014；3.烟台市农业科学研究院，山东 烟台 265500）

甜樱桃因其果实色泽鲜艳、味道甜美、营养丰富等特点深受人们喜爱，并且甜樱桃果实含有大量酚类、黄酮类、花色苷等生物活性成分，对人体健康非常有益[1-2]。近年来，甜樱桃的种植面积和消费量逐渐增加，据统计我国甜樱桃的种植面积已达20万公顷，年产量超过70万吨[3]，甜樱桃已成为农民增收致富的主要经济来源之一，研究其营养价值具有重要的现实意义。

目前，市面上甜樱桃品种繁多，不同品种间的品质差异较大，相关研究表明可溶性固形物含量越高，甜樱桃果实品质和感官风味越好[4]。对甜樱桃果实品质性状的遗传多样性分析发现，不同品种间甜樱桃总糖、VC、单果重的变异系数较大，而总酸和花色苷的变异系数较小[5]。此外，果实采收时间、成熟度、栽培技术、贮藏条件等均会明显影响果实的固形物含量及其相关品质指标[2]，尤其是大棚甜樱桃，由于气候条件的限制，可溶性固形物积累量少，其含量通常低于露天栽培的甜樱桃，但是目前对大棚甜樱桃品种品质差异的研究较少。

酚类物质是甜樱桃果实中重要的生物活性物质，有抗氧化、抗炎症、抗肿瘤等多种生理作用。研究发现甜樱桃中的总酚含量与其抗氧化能力呈正相关，含有的多酚类化合物主要是黄酮类和酚酸类物质，包括儿茶素、表儿茶素、花青素、肉桂酸、黄烷-3-醇等[6]。高效液相色谱分析发现由于果实和提取条件的差异，果实中儿茶素、咖啡酸、芦丁、对香豆酸等酚类物质的含量在0.37 mg/kg～240.62 mg/kg之间[7-8]。近年来，对于甜樱桃多酚的功能活性研究，为人们开发健康的加工食品提供了新思路，成为甜樱桃产业新的发展方向。

本研究以美早、先锋、雷尼、拉宾斯4个品种的大棚甜樱桃为研究对象，比较其营养品质、贮藏特性和酚类成分的差异，并利用皮尔森相关性深入分析各指标之间的相关性，以期为甜樱桃的品质分析和加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

美早、先锋、雷尼、拉宾斯甜樱桃：采自潍坊市临朐县山旺镇，新鲜完整、无机械伤、无病虫害、大小和色泽一致，采后12 h内运入山东农业大学食品学院实验冷库，在4℃条件下贮藏备用。

无水乙醇、甲醇、色谱甲醇、甲酸、色谱乙腈、氢氧化钠、酚酞、福林酚、碳酸钠、亚硝酸钠、硝酸铝：天津凯通化学试剂有限公司；原儿茶酸、表儿茶素、绿原酸、儿茶素、咖啡酸、对香豆酸、芦丁、金丝桃苷、阿魏酸、根皮苷（纯度均＞98%）：上海源叶生物科技有限公司。除注明外所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

GY-I型果实硬度计：北京顺科达科技有限公司；CR-400色差计：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；PAL-1数显折光仪：日本ATAGO公司；PBI气体分析仪：英肖仪器仪表（上海）有限公司；UV-5100B紫外分光光度计：上海元析仪器有限公司；LC-20AT高效液相色谱仪：日本岛津公司；TP300果心温度计：北京中科三研科技有限责任公司；SHB-III循环水式多用真空泵：郑州长城科工贸有限公司；OSB-2200油浴锅、N-1300旋转蒸发仪：上海爱朗仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 果皮和果肉颜色测定

使用色差计对甜樱桃果皮和果肉颜色进行测定，记录L*值、a*值、b*值，每个品种重复测定10个果实，取平均值。

1.3.2 果实硬度、可溶性固形物含量、总酸含量的测定

利用硬度计测定整果硬度（带果皮）和果肉硬度，测定部位为甜樱桃果实赤道部位，每个品种重复测定10个果实，取平均值。利用折光仪测定甜樱桃的可溶性固形物含量，果实浆液用纱布过滤后直接测定，每个品种测定5次，取平均值。采用酸碱滴定法[9]测定总酸的含量，取甜樱桃果肉样品10 g，研磨后用去离子水转移至100 mL容量瓶中，摇匀、定容，准确吸取滤液20 mL，用0.10 mol/L NaOH溶液滴定至微红色，记录消耗的NaOH体积，重复测定3次。总酸含量按以下公式计算。

式中：c为NaOH溶液的浓度，0.1 mol/L；V为滴定消耗NaOH溶液的体积，mL；K为换算系数，以苹果酸计，K=0.067；V0为样品稀释液总体积，100 mL；m为样品质量，10 g；V1为滴定时吸取样品溶液的体积，20 mL。

固酸比以可溶性固形物含量与总酸含量的比值表示。

1.3.3 果实呼吸强度、冰点的测定

果实呼吸强度测定：将500 g甜樱桃样品放入盒中密封，在25℃条件下放置5 h。使用PBI气体分析仪测定盒中CO2浓度，呼吸强度结果以单位时间、单位质量的果实产生的CO2的量表示[μL/（g·h）]，每个甜樱桃品种重复测定3次。冰点测定是将果心温度计插入果实，放置在含有低温蓄冷剂的泡沫盒中进行降温处理，每隔10 s记录1次温度，当温度达到-5℃时停止记录，以变化缓慢的时间点所对应的温度为冰点，每个品种重复测定3次，取平均值。

1.3.4 果皮和果肉总酚和类黄酮的测定

总酚和类黄酮含量测定参照孟文博[10]的方法。称取0.2 g果皮和果肉样品，用80%甲醇浸提1 h，在10 000 r/min条件下离心20 min，获得上清液。吸取0.2 mL上清液、0.5 mL福林酚试剂、0.5 mL 10%NaCO3溶液，水浴反应1 h，在765 nm条件下比色，以没食子酸作标准曲线（y=109.030 0x+0.007 1，R2=0.999 1）计算总酚含量。此外，吸取0.4 mL上清液、0.3 mL 5%NaNO2、0.3 mL 10%Al（NO3）3、4 mL 1 mol/L NaOH，在510 nm条件下比色，以芦丁作标准曲线（y=12.161 0x-0.001 5，R2=0.994 2）计算总黄酮含量，每个样品3次重复，取平均值。

1.3.5 果皮和果肉单一酚类成分的测定

利用高效液相色谱法测定甜樱桃果皮和果肉单一酚类成分[11]。取3g样品，用30mL无水乙醇提取20min，在10 000 r/min条件下离心20 min后取20 mL上清液旋蒸，并用4 mL色谱甲醇溶解后过0.45 μm有机滤膜备用。高效液相色谱仪选用岛津LC-20AT色谱系统，配Shim-pack GIST C18反向色谱柱（5 μm，4.6 mm×150 mm），流动相A为2%甲酸水溶液，B为色谱乙腈。洗脱程序：0～30 min，5%～25%B；30 min～45 min，25%～40%B；45 min～50 min，40%B；50 min～51 min，40%～5%B；51 min～60 min，5%B；流速为 0.8 mL/min，进样量为20 μL，检测波长为280 nm。通过标准品进行定量分析，每个样品3次重复。

1.3.6 皮尔森相关性分析

利用Origin软件进行相关性分析，具体步骤：打开Origin软件，新建表格，将所测得指标数据按照顺序输入表格，选择Origin软件中的Correlation Plot APP进行分析，得到相关性指标图。

1.4 数据处理

所有数据均以平均值±标准差表示，使用SPSS 22进行数据分析，用Duncan’s法进行均值间比较。

2 结果与分析

2.1 甜樱桃果皮和果肉颜色比较

表1为不同品种甜樱桃果皮和果肉颜色的测定结果。

表1 不同品种甜樱桃果皮和果肉的颜色Table 1 The color of peel and pulp in different sweet cherry varieties

由表1可知，从果皮颜色来看，4种甜樱桃品种中雷尼L*值和b*值最大、a*值最小，拉宾斯甜樱桃的L*值和b*值显著（P＜0.05）高于美早和先锋甜樱桃，美早和先锋甜樱桃果皮的L*值、a*值和b*值差异显著（P＞0.05）。从果肉颜色来看，L*值越大，表明果实表面亮度越高；a*值越高，颜色越偏红；而b*值越高，颜色越偏黄[12]。雷尼甜樱桃的a*值最小、b*值最大，果肉与果皮表现出一致的特征，而美早甜樱桃果肉有着最大的a*值，先锋甜樱桃果肉有着最小的b*值。因此，雷尼甜樱桃是黄色甜樱桃品种的代表，与美早、先锋、拉宾斯甜樱桃的颜色差异明显。

2.2 甜樱桃的硬度、可溶性固形物含量、总酸含量和固酸比比较

不同品种甜樱桃的硬度、可溶性固形物含量、总酸含量及固酸比的测定结果见图1。

图1 不同品种甜樱桃的硬度、可溶性固形物含量、总酸含量和固酸比Fig.1 The hardness，soluble solid content，total acid content and solid/acid rate in different sweet cherry varieties

由图1A可知，美早甜樱桃的硬度最大，果皮和果肉硬度分别为5.26 kg/cm2和1.47 kg/cm2，其次为拉宾斯和先锋甜樱桃，雷尼甜樱桃硬度最小，其果皮和果肉硬度分别为3.18 kg/cm2和0.87 kg/cm2，约为美早果皮和果肉硬度的60%。由图1B可知，美早甜樱桃可溶性固形物含量最高，达到15.47%，其次为拉宾斯和先锋甜樱桃，其含量在12%～13%之间，而雷尼甜樱桃可溶性固形物含量最低。可溶性固形物指果实汁液中能溶于水的糖、酸、维生素等物质，反映了果实的糖分含量[12]，对比 GB/T 26906—2011《樱桃质量等级》可知，4种甜樱桃的可溶性固形物含量均偏低，这可能与其生长环境和气候条件有关[13]。由图1C可知，雷尼甜樱桃总酸含量最高，达0.99%，其次为先锋和拉宾斯甜樱桃，而美早甜樱桃总酸含量最低，与可溶性固形物含量排序相反。由图1D可知，4个品种甜樱桃的固酸比排序与可溶性固形物一致。

2.3 甜樱桃的呼吸强度和冰点温度测定结果

图2为不同品种甜樱桃的呼吸强度与冰点温度的测定结果。

图2 不同品种甜樱桃的呼吸强度和冰点温度Fig.2 The respiratory and freezing temperature in different sweet cherry varieties

由图2A可知，4个品种甜樱桃的呼吸强度在0.72 μL/（g·h）～1.74 μL/（g·h）之间，其中，先锋甜樱桃的呼吸强度最高，其次为美早和雷尼甜樱桃，拉宾斯甜樱桃的呼吸强度最低。呼吸强度反映了果实采收生理代谢的强度，是衡量果实耐贮性的重要指标，呼吸强度越高，果实生理代谢越旺盛，品质下降越快[2]。由图2B可知，甜樱桃果实的冰点在-2.2℃～-1.6℃之间，其中，先锋甜樱桃的冰点温度最低，为-2.2℃，其次是拉宾斯和雷尼甜樱桃，美早甜樱桃的冰点温度最高，为-1.6℃，果实冰点温度反映了其适应低温的能力，整体来看，拉宾斯和先锋甜樱桃较耐贮藏，适宜在较低温度条件下流通。

2.4 甜樱桃的总酚和类黄酮含量测定结果

不同品种甜樱桃果皮和果肉中总酚和类黄酮含量的测定结果见图3。

图3 不同品种甜樱桃果皮和果肉的总酚和类黄酮含量Fig.3 The total phenols and flavonoids in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry

由图3A可以看出，4个品种的甜樱桃总酚含量均为果皮高于果肉，其中，雷尼甜樱桃果皮的总酚含量最高，达2.25 mg/g，是其果肉总酚含量的2.38倍，而拉宾斯甜樱桃果皮和果肉的总酚含量均最低。由图3B可知，雷尼甜樱桃类黄酮含量最高，果皮中类黄酮含量达5.52 mg/g，是其果肉类黄酮含量的6.15倍，显著高于其他3个品种（P＜0.05）。从果肉来看，雷尼和先锋甜樱桃类黄酮含量较高，而美早和拉宾斯甜樱桃含量较低。雷尼甜樱桃果肉、果皮中总酚和类黄酮含量均高于拉宾斯和先锋甜樱桃，这与文献报道一致[14]。文献显示，大多数甜樱桃品种的果肉总酚含量在0.443 mg/g～0.879 mg/g之间[15]，与本研究结果相符。甜樱桃中多酚和类黄酮物质有着重要的生理功能，也是衡量果实风味品质的重要指标，而果实品种、发育阶段、栽培技术、成熟度、贮藏条件等均影响多酚和类黄酮的含量和组成[8，16]。整体来看，雷尼樱桃总酸含量高，次生代谢旺盛，从而积累了较多的总酚和类黄酮。

2.5 甜樱桃的单一酚类物质含量测定结果

表2为不同品种甜樱桃果皮和果肉的单一酚类物质含量的测定结果。

表2 不同品种甜樱桃果皮和果肉的单一酚类物质含量Table 2 Individual phenol in the peel and pulp of different varieties of sweet cherry μg/g

由表2可知，4个甜樱桃品种的果肉中含量较高的酚类物质主要是表儿茶素、对香豆酸、儿茶素和芦丁。在美早和先锋甜樱桃果肉中绿原酸含量也较高，在拉宾斯和雷尼甜樱桃果肉中咖啡酸含量高于美早和先锋甜樱桃，但果肉中原儿茶酸、阿魏酸的含量较少。从甜樱桃果皮含有的酚类物质来看，甜樱桃果皮中主要含有表儿茶素、对香豆酸、芦丁等。在美早、先锋、拉宾斯甜樱桃的果皮中，均是对香豆酸、芦丁、表儿茶素含量较高，但在雷尼甜樱桃果皮中，表儿茶素、芦丁和咖啡酸含量较高。一些研究发现甜樱桃果肉中主要的酚类物质是儿茶素、表儿茶素、芦丁和香豆酸，这些酚类物质是其褐变的物质基础，也是其功能活性的重要体现[7，17-18]，同时，由于甜樱桃品种和提取方法不同，酚类物质含量会存在差异[19]。总体来看，果皮中的大多数单一酚类物质含量明显高于果肉，有着较大的开发潜力。

2.6 皮尔森相关性分析

甜樱桃果肉品质指标和主要单一酚类之间的相关性分析结果如图4所示。

图4 甜樱桃果肉各指标之间的相关性Fig.4 The correlation among quality index of different sweet cherry varieties

由图4可知，甜樱桃果肉颜色L*值、b*值与表儿茶素呈高度显著正相关（P＜0.001），而a*值与L*值呈高度显著负相关（P＜0.001）。可溶性固形物与硬度呈极显著正相关（P＜0.01），但呼吸强度和冰点与其他指标无显著相关性。从酚类成分来看，总酚与类黄酮、总酸呈高度显著正相关（P＜0.001），儿茶素与表儿茶素、咖啡酸呈高度显著正相关（P＜0.001），但与对香豆酸和芦丁呈高度显著负相关（P＜0.001）。相关性分析结果表明，儿茶素、表儿茶素与果实品质指标有着密切联系，可能在甜樱桃果实品质形成过程中起着至关重要的作用[20]。

3 结论

本研究通过测定美早、先锋、拉宾斯、雷尼4个大棚甜樱桃品种的颜色、可溶性固形物含量、酸度、呼吸速率、总酚、单一酚等品质指标，发现雷尼甜樱桃b*值最大、a*值最小，与美早、拉宾斯、先锋甜樱桃的颜色有明显差异。美早甜樱桃的硬度最大、可溶性固形物含量最高，有着较好的固酸比，而雷尼甜樱桃的固酸比最小，这可能是由于不同生长环境与品种之间的差异，4个品种的可溶性固形物含量均较低。从呼吸强度和冰点温度的结果来看，拉宾斯和先锋甜樱桃较耐贮藏。雷尼甜樱桃果肉和果皮的总酚含量均最高，果肉中主要的酚类物质是表儿茶素、儿茶素、芦丁和对香豆酸，果皮中主要的酚类物质是表儿茶素、对香豆酸、芦丁等，因品种而有差异。相关性分析发现果肉颜色L*值、b*值与表儿茶素呈高度显著正相关（P＜0.001），与总酸极显著正相关（P＜0.01）；总酚与类黄酮、总酸呈高度显著正相关（P＜0.001），儿茶素与表儿茶素、咖啡酸呈高度显著正相关（P＜0.001），但与对香豆酸和芦丁呈高度显著负相关（P＜0.001）。