九份特早熟和早熟荔枝种质资源有机酸组分及含量特征分析

董 晨，郑雪文，马智玲，王 弋，全振炫，李伟才*，胡桂兵

（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.华南农业大学园艺学院，广东广州 510642）

荔枝（Litchi ChinensisSonn.）为无患子科（Sapindaceae）荔枝属（LitchiSonn.）常绿果树。我国是世界上栽培荔枝最早和最多的国家，已有2 200 多年的栽培历史，种质资源丰富（拥有种质600 多个，占全世界的60%）。有机酸组分是决定水果果实品质和风味物质的主要成分，有机酸组分及含量的差异使得果实各具独特的风味。根据有机酸含量最高的组分可将水果划分为苹果酸优势型、柠檬酸优势型和酒石酸优势型[1]。

根据已有的文献报道，荔枝属于苹果酸优势型，但荔枝果肉中的有机酸组分尚未有定论[2]。Paull 等报道成熟荔枝果肉主要有机酸为琥珀酸和苹果酸[3]；孟祥春等利用HPLC 法测定5 个荔枝品种的有机酸发现，苹果酸是荔枝果肉中的主要有机酸，其次是柠檬酸和琥珀酸，普通品种的苹果酸含量最高，优质品种的柠檬酸含量高于普通品种[4]；乔方等采用HPLC测定了不同产区妃子笑、怀枝、糯米糍及深圳南山妃子笑、糯米糍和桂味荔枝的有机酸含量发现，荔枝中主要含有草酸、酒石酸、乳酸和苹果酸等8 种有机酸，其中酒石酸和苹果酸含量较高，草酸、莽草酸、富马酸的含量较低，同一品种在不同产区有机酸含量及组分存在差异，优质品种的总有机酸含量较普通品种的低[5-7]；蔡灿军等应用UPLC 分析乌叶和兰竹荔枝果肉有机酸组分，发现荔枝果肉有机酸组分均以积累苹果酸为主，其次是富马酸，二者含量占有机酸总量的90%[8]。黄桂颖等用RP-HPLC 测定增城桂味果肉中的10 种有机酸发现，苹果酸是主要的有机酸，其次是乳酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、柠檬酸、草酸、莽草酸、富马酸、丙酮酸[9]；胡志群等利用HPLC发现荔枝果肉中主要有机酸是苹果酸和酒石酸，此外还有少量的抗坏血酸和草酸[10]；王思威等通过HPLC-MS/MS 技术对5 个荔枝品种的10种有机酸进行检测发现，苹果酸是主要的有机酸，其次是乳酸、柠檬酸、富马酸[11]；黄沛苍等利用HPLC 测定荔枝中的有机酸含量时发现，果肉中含有苹果酸、酒石酸、琥珀酸等[12]；温青玉对桂味、妃子笑、怀枝3 个荔枝品种果实成熟过程中的有机酸进行含量分析表明，荔枝果肉中的有机酸主要组分是苹果酸、酒石酸，其次是琥珀酸和乙酸[13]。目前已有关于荔枝果肉有机酸组分和含量的分析研究报道多以探讨方法和定性为主，研究的荔枝品种中缺乏对特早熟、早熟荔枝种质资源果肉的有机酸组成和含量特征系统分析。因此，本研究拟通过对九份特早熟、早熟荔枝种质资源果肉中的草酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸等11 种有机酸组分的含量特征进行分析，揭示特早熟、早熟荔枝种质资源的有机酸组分及含量存在的差异，为荔枝优良新品种的选育及新品种筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

试验于2021年在中国热带农业科学院南亚热带作物研究所荔枝种质圃进行，选取九份特早熟、早熟荔枝种质资源为研究试材，分别编号为3YH、4YH、9918、9919、D11、D13、HML、NXZS 和BTY。样本树为正常生长结果的成龄树，栽培条件相同，管理水平一致。每份种质均在果实成熟期选取3 株样本树，从树冠外围不同方向取30个大小均匀、无病虫害的果实，采摘后当即取果肉混匀后分3 份液氮速冻，置于-80 ℃超低温冰箱中保存，备用。

1.2 仪器方法

利用LC-20A 液相色谱仪（配紫外检测器）分析荔枝果实中的有机酸成分，结果以色谱图、保留时间、峰面积与浓度的比例关系呈现，外标法定量。

1.2.1 样品前处理

1）称取1.0 g 果肉加入5 mL 0.2%偏磷酸研磨提取，4 ℃10 000 r·min-1离 心15 min，上清液转入10 mL具塞刻度试管，残渣加入4 mL 0.2%偏磷酸继续在4 ℃10 000 r·min-1离心，上清液合并至刻度试管，并定容至10 mL，4 ℃冰箱保存待测。

2）上机前过0.22 μm的水系滤膜装小瓶。

1.2.2 标样制作

1）配置5 mg·mL-1的各个有机酸（草酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸）的单标溶液，即每个有机酸称取50 mg，用0.2% 偏磷酸溶解并定容至10 mL容量瓶，作为各个有机酸组分的单标溶液。

2）配置各个组分的不同浓度梯度的混合标准溶液，浓度分别为0.001、0.005、0.01、0.025、0.05、0.10、0.25、0.50、1.00 mg·mL-1，4 ℃冰箱中保存，待测。可以先配置1 mg·mL-1浓度的混标溶液，然后再分别稀释至相应倍数，获得相应浓度。

1.2.3 仪器方法

柱 子：shim-pack GIST C18-AQ(5 μm×4.6 mm×250 mm) ；柱子温度：40 ℃；流速：1 mL·min-1；流动 相：B 泵100% 50 mmol NaH2PO4水溶液（pH 值=2.15，使用H3PO4调配，使用前先过0.22 μm 的水系膜，再超声去气泡，冷却后上机使用）；波长：UV，210 nm；进样体积：10 μL。试验结果以鲜质量计。

1.3 数据处理

所有数据采用Excel 2003 和SPSS 17.0 软件进行处理，相关性分析采用Person相关分析。

2 结果与分析

2.1 有机酸组分含量

11 种有机酸出峰顺序为：草酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸（见图1）。九份特早熟和早熟荔枝种质资源成熟期果肉有机酸组分及含量、变异情况见表l、表2。除了BTY 检测到11 种有机酸组分外，其余的8 份特早熟、早熟荔枝种质资源均没有检测到甲酸。11 种有机酸组分中苹果酸含量最高，其次是乳酸、酒石酸、抗坏血酸、富马酸、乙酸、柠檬酸，马来酸、草酸、琥珀酸这3种有机酸含量较低。

表2 特早熟、早熟荔枝种质果实有机酸组分的变异情况

图1 十一个有机酸标准样品液相色谱图

表1 特早熟、早熟荔枝种质果实有机酸组分及含量 单位：mg·g-1(FW)

苹果酸在九份特早熟、早熟荔枝种质果肉中含量最高，变化范围为1.89～22.52 mg·g-1(FW)，变异系数为59%。九份特早熟、早熟荔枝种质资源中苹果酸含量由高到低依次为D13＞4YH＞HML＞3YH＞D11＞9918＞9919＞NXZS＞BTY，D13 与其他8 份特早熟、早熟荔枝种质苹果酸含量差异显著，9918、9919、3YH、D11、HML、NXZS的苹果酸含量没有显著差异。

乳酸含量变化范围为0.83～5.09 mg·g-1(FW)，平均值为2.57 mg·g-1(FW)，变异系数为48%。九份特早熟、早熟荔枝种质资源中乳酸含量由高到低依次为9919＞9918＞HML＞4YH＞NXZS＞D13＞D11＞BTY＞3YH，其中9919 与3YH、D11、D13、BTY 乳酸含量有显著差异，9918、HML、4YH、NXZS、D13、D11、BTY、3YH间没有显著差异。

酒石酸含量变化范围为1.27～3.17 mg·g-1(FW)，平均值为1.96 mg·g-1(FW)，变异系数为41%。九份特早熟、早熟荔枝种质资源中酒石酸含量由高到低依次为D11＞D13＞HML＞9919＞9918＞4YH＞3YH＞BTY＞NXZS，D11、D13、HML 间酒石酸含量没有显著差异，3YH、4YH、9918、9919、NXZS、BTY 间酒石酸含量没有显著差异。D11、D13、HML 与3YH、4YH、9918、9919、NXZS、BTY酒石酸含量差异显著。

抗坏血酸含量变化范围为0.16～3.32 mg·g-1(FW)，平均值为1.84 mg·g-1(FW)，变异系数为55%。抗坏血酸含量由高到低依次为D13＞4YH＞NXZS＞9919＞HML＞3YH＞D11＞9918＞BTY，4YH、D13、NXZS间抗坏血酸含量没有显著差异，3YH、9918、9919、D11、HML、NXZS 间抗坏血酸含量没有显著差异，BTY 与其他特早熟、早熟荔枝种质资源抗坏血酸含量有显著差异。

富马酸的含量为0.11～2.64 mg·g-1(FW)，平均值为0.79 mg·g-1(FW)，变异系数为104%。BTY 中富马酸含量最高，与其他的特早熟、早熟荔枝种质资源富马酸含量有显著差异。D11 和SYH 间富马酸含量没有显著差异，9918、9919、D13、HML、NXZS 间富马酸含量没有显著差异；4YH 富马酸含量最低，与其他的特早熟、早熟荔枝种质资源富马酸含量有显著差异。

乙酸的含量为0.04～3.28 mg·g-1(FW)，平均值为0.71 mg·g-1(FW)，变异系数为142%。乙酸含量最高的种质为BTY，与其他特早熟、早熟荔枝种质资源乙酸含量有显著差异。9919 和D11 间乙酸含量没有显著差异；3YH、4YH、NXZS、9918、HML、D13 间乙酸含量没有显著差异。

柠檬酸的含量为0.20～0.84 mg·g-1(FW)，平均值为0.50 mg·g-1(FW)，变异系数为37%。D13 柠檬酸含量最高，BTY 柠檬酸含量最低。3YH、4YH、9918、9919间柠檬酸含量没有显著差异，D11、HML、NXZS间柠檬酸含量没有显著差异。

琥珀酸、草酸、马来酸在有机酸组分中含量较低。琥珀酸含量为0.12～0.35 mg·g-1(FW)，平均值为0.23 mg·g-1(FW)，变异系数为34%。草酸含量为0.09～0.23 mg·g-1(FW)，平均值为0.15 mg·g-1(FW)，变异系数为35%。马来酸含量为0.02～0.09 mg·g-1(FW)，平均值为0.06 mg·g-1(FW)，变异系数为43%。

2.2 特早熟、早熟荔枝种质果实中有机酸组分构成比例及相关性分析

不同有机酸组分在特早熟、早熟荔枝种质中的构成百分比分布情况见表3，苹果酸最高，为51.8%，其次为乳酸，为13.95%，酒石酸为10.63%，抗坏血酸为9.99%，马来酸最低，为0.31%。苹果酸含量在不同特早熟、早熟荔枝种质中占总有机酸含量的15.85%～68.51%，种质间变异系数为31.07%。乳酸含量在不同特早熟、早熟荔枝种质中占总有机酸含量的5.63%～28.03%，种质间变异系数为50.49%。酒石酸在不同特早熟、早熟荔枝种质中占总有机酸含量的6.83%～17.24%，种质间变异系数为30.44%。抗坏血酸在不同特早熟、早熟荔枝种质中占总有机酸含量的1.32%～16.57%，种质间变异系数为46.92%。

表3 不同有机酸组分在特早熟、早熟荔枝种质中的构成百分比

不同特早熟、早熟荔枝种质果实有机酸组分的相关性分析见表4，草酸与酒石酸、苹果酸、乙酸、马来酸、富马酸、总酸呈正相关，与抗坏血酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸呈负相关；酒石酸与苹果酸、抗坏血酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸、总酸呈正相关，与乙酸、富马酸呈负相关；苹果酸与抗坏血酸、柠檬酸、琥珀酸、总酸呈正相关，与乳酸、乙酸、马来酸、富马酸呈负相关；抗坏血酸与乳酸、柠檬酸、总酸呈正相关，与乙酸、马来酸、琥珀酸、富马酸呈负相关；乳酸与马来酸、琥珀酸、总酸呈正相关，与乙酸、柠檬酸、富马酸呈负相关；乙酸与马来酸、琥珀酸、富马酸呈正相关，与柠檬酸和总酸呈负相关。

表4 特早熟、早熟荔枝种质果实有机酸组分的相关性分析

3 讨论与结论

果实中含有有机酸，调控果实的酸度，有机酸的种类和含量直接影响果实风味和加工品质。荔枝有机酸含量为苹果酸优势型[2]。本研究通过高效液相色谱法对九份特早熟、早熟荔枝种质的有机酸组分及含量的进行系统分析，明确了特早熟、早熟荔枝种质果实成熟果肉中的有机酸的组分，各组分的含量范围以及不同含量种质的分布情况，特早熟、早熟荔枝种质均含有草酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸。其中苹果酸含量平均值最高，乳酸次之，除了BTY检测到11种有机酸组分外，其余8 份特早熟、早熟荔枝种质资源均没有检测到甲酸。11 种有机酸组分中苹果酸含量最高，其次是乳酸、酒石酸、抗坏血酸、富马酸、乙酸、柠檬酸；而马来酸、草酸、琥珀酸3 种有机酸含量较低。研究结果表明，有机酸组分中苹果酸、乳酸、酒石酸与前人的研究结果相符[5-7,9-11]，而与蔡灿军对荔枝发育期果实和成熟果的分析均未检出乳酸不符[8]。特早熟、早熟荔枝种质资源的有机酸组分及含量的差异，可为下一步荔枝优良新品种的选育及新品种筛选提供理论依据。