北京地区不同品种西瓜果实的品质分析

2024-04-30 12:02宋曙辉王正荣刘立娟佘小玲周家华王宝刚王云香

食品工业科技 2024年9期

李婷，宋曙辉，王正荣，刘立娟，佘小玲，周家华，王宝刚，常虹，张超，王云香,*

（1.北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所，北京 100097；2.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸 056107；3.果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，北京 100097；4.农业农村部蔬菜产后处理重点实验室，北京 100097；5.北京市延庆区农业科技服务中心，北京 102100；6.北京市延庆区农业技术推广站，北京 102100）

西瓜（Citrullus lanatusL.），是一年生蔓生藤本，属于葫芦科，作为世界五大水果之一，在世界范围内被广泛种植[1]，中国、土耳其、美国都是西瓜产量大国，先前研究表明西瓜原种可能来自非洲，在金、元时开始传入中国[2]。中国是世界上西瓜生产量和消费量均位居第一的国家[3]，西瓜在我国各省都有栽培，北京是全国西瓜消费量最大的城市[4]。西瓜种植是北京的优势产业，历史传统悠久，北京的大兴区庞各庄镇就是全国闻名的“中国西瓜之乡”[5]。西瓜全身是宝，果实甘甜多汁，可以起到去热降暑的作用[6]；西瓜种子可以制作瓜子当做休闲零食食用；西瓜的果皮是一种利尿、清热、降血压的药材[7]。

随着社会经济的发展，人们对于西瓜的品质要求不断提高[8]，对果型小巧、果皮薄、肉质细嫩、甜度高的西瓜逐渐有了更大的需求量[9]。西瓜的品质可以分为商品品质和营养品质，商品品质主要是指西瓜的一些外部特征，如西瓜的果皮颜色、果实的大小以及形状等可以用肉眼观察到的特征；西瓜的营养品质是西瓜的内在品质，直接决定着西瓜果实的风味，其中糖和有机酸对水果的感官品质影响很大，是水果风味形成的关键因素[10-11]。很多学者对不同地区、不同环境下生长的西瓜做了大量的研究。王喜庆等[12]对黑龙江地区适宜种植的西瓜品种进行调查，研究结果表明高产、耐运、花皮型西瓜新品种晨露、大地雷等西瓜品种在产量、贮运性、货架期等方面表现突出，成为黑龙江省的主栽品种；徐亚兰等[13]对适宜在江苏响水县生产的六种西瓜做了品种比较实验，研究结果表明苏创3 号、美都、嘉年华5 号的综合性状表现突出，可在本地推广种植；李俊华等[14]对喀什地区生产的西瓜做了品种比较实验，研究结果表明，品种金玉玲珑与朝霞产量高、品质好，适合在喀什地区进行设施栽培。

而有关北京地区主栽品种西瓜果实品质比较的相关文献鲜有报道，因此，研究北京地区不同品种西瓜营养品质差异，对北京地区后续西瓜的推广种植的显得尤为重要。本文以L600、光辉L1000、京美2K、超越梦想、小甜王等5 种北京地区常见小西瓜品种为试材，对不同西瓜品种的品质差异进行比较，以期为北京地区西瓜品种品质评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试西瓜样本均为授粉后35 d 西瓜，采自北京市延庆区种植基地，具体信息如表1 所示；草酸、EDTA、乙醇上海国药集团化学试剂有限公司；偏磷酸上海麦克林生化科技有限公司；钼酸铵西陇科学股份有限公司；乙腈色谱纯，德国默克公司；可溶性糖、有机酸标准品德国Dr.Ehrenstorfer 公司。

表1 供试材料Table 1 Test materials

BT124S 电子天平北京赛多利斯仪器系统有限公司；GY-4 数显式水果硬度计乐清市艾德堡仪器有限公司；LC-DR-53B 手持数字折光仪上海力辰邦西仪器科技有限公司；XU-16K-MR 台式高速冷冻离心机上海析牛莱伯仪器有限公司；UV3010 紫外分光光度计日本日立公司；FA1004 电子天平上海越平科学仪器公司；2695 高效液相色谱仪美国Waters 公司。

1.2 实验方法

1.2.1 硬度取西瓜中心部果肉测定，使用果实硬度计测定[15]。

1.2.2 可溶性固形物直接取西瓜果心部位榨汁，采用手持数字折光仪测定[16]。

1.2.3 维生素C 测定采用钼酸铵法[17]，将西瓜果肉样品用去离子水洗净后擦干、捣碎，准确称取10.00 g于研钵中，加入10 mL 草酸-EDTA 溶液，快速研磨成匀浆后转入50 mL 容量瓶，用草酸-EDTA 溶液定容后用高速冷冻离心机在4 ℃以10000 r/min 离心10 min，吸取10 mL 的上清液于50 mL 容量瓶中，加入1.00 mL 的偏磷酸-醋酸溶液和2.00 mL 的5%硫酸溶液摇匀后，再加入4.00 mL 的钼酸铵溶液，用去离子水定容至50 mL，15 min 后以试剂空白为参照，在850 nm 波长下比色，记录吸光度。

1.2.4 可溶性糖和有机酸可溶性糖含量的测定采用液相色谱法[18]，准确称取西瓜果实2 g，放入研钵中，加入5 mL 90%的乙醇匀浆，4000 r/min 离心15 min，残渣加入5 mL 90%乙醇再提取，合并上清液，40 ℃减压蒸馏至蒸干，用水定容至10 mL，取1 mL 经0.45 μm 滤膜过滤后待测。色谱柱为Alltech氨基柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为乙腈:水=7:3，流速1 mL/min，柱温35 ℃，进样量1 μL。

有机酸含量的测定采用液相色谱法，准确称取西瓜果实2 g，用5 mL 0.2%的偏磷酸研磨，4000 r/min 离心15 min，残渣加4 mL 0.2%的偏磷酸再提取，合并上清，定容至10 mL，经0.45 μm 滤膜过滤后待测。色谱柱为Agilent C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），流动相为甲醇:0.5%（NH4）H2PO4=2:98（加磷酸调pH2.5），流速为1 mL/min，柱温35 ℃，进样量10 μL，检测波长210 nm。

1.2.5 甜度甜度值计算参照张素敏等[19]的方法，蔗糖甜度为1，果糖甜度为1.75，葡萄糖甜度为0.75，计算公式如下：

甜度=蔗糖×1+果糖×1.75+葡萄糖×0.75

1.2.6 总糖和总酸总糖含量=果糖含量+葡萄糖含量+蔗糖含量；总酸含量=苹果酸含量+琥珀酸含量+柠檬酸含量+富马酸含量。

1.2.7 糖酸比和甜酸比糖酸比=总糖含量/总酸含量；甜酸比=总甜度值/总酸含量。

1.3 数据处理

使用Microsoft Excel 2010 对实验数据进行整理，采用SPSS 20.0 软件中的One-way ANOVA 单因素方差分析对实验数据进行分析（P＜0.05），多重比较采用邓肯法，结果以平均值±标准差表示，每组实验重复3 次。

2 结果分析

2.1 不同品种西瓜果实硬度的差异

硬度是评价果蔬质地和贮运效果的重要参考指标，是影响果蔬口感的重要因素[20]。图1 为5 种西瓜果实在硬度方面的差异，结果表明，测定的5 种西瓜硬度存在差异，硬度范围在1.10～1.69 kg/cm2之间，其中，小甜王的硬度最大，显著高于其他品种西瓜（P＜0.05），达到了1.69 kg/cm2；光辉L1000 的硬度最小，仅为1.10 kg/cm2，果实硬度在光辉L1000、L600和京美2K 这3 种西瓜中差异不显著（P＞0.05）。

图1 不同品种西瓜果实硬度Fig.1 Hardness of different varieties of watermelon fruits

2.2 不同品种西瓜可溶性固形物含量的差异

可溶性固形物是指果蔬中所有能溶解于水的化合物的总称，主要包括糖、酸、维生素和矿物质等，决定了果实的口感与风味，是衡量果蔬品质的一个重要指标[21]。如图2 所示，测定的5 种西瓜果实的可溶性固形物含量在9.82%～10.57%之间，其中超越梦想的可溶性固形物含量最高，达到了10.57%，显著高于光辉L1000 和L600 这两种西瓜（P＜0.05）；光辉L1000 中的可溶性固形物含量最低，仅为9.82%，光辉L1000、L600、小甜王和京美2K 这4 种西瓜的可溶性固形物含量差异不显著（P＞0.05）。

图2 不同品种西瓜果实可溶性固形物含量Fig.2 Soluble solids content of different varieties of watermelon fruits

2.3 不同品种西瓜维生素C 含量的差异

维生素C 可以提高免疫力，维生素C 含量丰富的水果往往更受到消费者的青睐[22]。测定的5 种西瓜其维生素C 含量在2.98～5.72 mg/100 g 之间，光辉L1000 的维生素 C 含量最低，仅有 2.98 mg/100 g，L600，京美2K，超越梦想，小甜王中维生素C 含量依次增大，小甜王中维生素C 含量最高，达到了5.72 mg/100 g；从图3 中可以明显看出超越梦想和小甜王两个品种的维生素C 含量显著高于光辉L1000 和L600 这2 种西瓜（P＜0.05），但与京美2K 相比无显著差异（P＞0.05）。

图3 不同品种西瓜果实维生素C 含量Fig.3 Vitamin C content of different varieties of watermelon fruits

2.4 不同品种西瓜可溶性糖含量的差异

表2 为不同品种西瓜中主要的可溶性糖含量，在测定的不同品种西瓜中，除小甜王外，其他不同品种西瓜中的含糖量都是蔗糖＞果糖＞葡萄糖；西瓜果实蔗糖含量在21.86～39.60 mg/g 之间，其中超越梦想和京美2K 果实中蔗糖含量最高，达到了38 mg/g以上，显著高于其他3 种西瓜（P＜0.05）；果糖含量在25.00～30.72 mg/g 之间，其中小甜王果糖含量最高，显著高于其他4 种西瓜（P＜0.05），果糖含量在京美2K、超越梦想和L600 中差异不显著（P＞0.05）；葡萄糖含量在15.72～17.99 mg/g 之间，京美2K、超越梦想的葡萄糖含量显著低于光辉L1000、L600 和小甜王3 种西瓜（P＜0.05）；5 种西瓜的总糖含量在70.57～80.86 mg/g 之间，超越梦想的总糖含量最高，达到了80.86 mg/g，而小甜王的总糖含量最低，仅为70.57 mg/g，显著低于L600、京美2K 和超越梦想这3 种西瓜（P＜0.05）。

表2 不同品种西瓜果实可溶性糖含量Table 2 Soluble sugar content of different varieties of watermelon fruits

2.5 不同品种西瓜甜度的差异

除糖的含量外，糖分组成也是影响果实风味的重要因素。不同类型糖甜度不同，根据不同类型糖的甜度及其在果实中的含量计算果实的甜度值。从图4可以看出，测定的5 种西瓜中，其甜度值在89.11～95.85 之间，超越梦想的甜度值最高，达到了95.85，显著高于小甜王和光辉L1000（P＜0.05），甜度值在小甜王、光辉L1000 中差异不显著，在L600 和京美2K 中差异不显著（P＞0.05）。

图4 不同品种西瓜果实甜度Fig.4 Sweetness of different varieties of watermelon fruits

2.6 不同类型糖对不同品种西瓜甜度贡献的差异

如图5 所示，在对甜度贡献方面，不同品种西瓜中，都是果糖对甜度贡献最大，葡萄糖对甜度的贡献最小。蔗糖对甜度贡献在24.51%～41.31%之间，京美2K 和超越梦想的蔗糖对甜度贡献显著高于其他品种西瓜（P＜0.05）。果糖对甜度贡献在46.20%～60.35%之间，小甜王的果糖对甜度值贡献最高，显著高于其他品种西瓜（P＜0.05）。葡萄糖对甜度的贡献在12.48%～15.14%之间，京美2K 和超越梦想的葡萄糖对甜度贡献最低，显著低于其他3 种西瓜（P＜0.05）。

图5 不同类型糖对不同品种西瓜果实甜度的贡献Fig.5 Contribution of different sugar types to sweetness of different varieties of watermelon fruits

2.7 不同品种西瓜有机酸含量的差异

表3 为不同品种西瓜中主要的有机酸含量，不同品种西瓜果实中有机酸含量都是苹果酸＞琥珀酸＞柠檬酸＞富马酸；苹果酸是西瓜果实中的主要有机酸，含量在292.29～341.27 mg/100 g 之间，小甜王的苹果酸含量最高，达到了341.27 mg/100 g，显著高于其他4 种西瓜（P＜0.05），超越梦想的苹果酸含量最低，仅为292.29 mg/100 g；琥珀酸含量在46.87～78.23 mg/100 g 之间，超越梦想的琥珀酸含量最高，显著高于其他品种西瓜（P＜0.05）；柠檬酸含量在14.54～19.43 mg/100 g 之间，超越梦想的含量最低，显著低于其他4 种西瓜（P＜0.05）；富马酸含量在0.67～1.35 mg/100 g 之间，京美2K 的含量最高，显著高于其他品种西瓜（P＜0.05）；不同品种西瓜的总酸含量在378.76～407.82 mg/100 g 之间，小甜王的总酸含量最大，达到了407.82 mg/100 g，显著高于光辉L1000、L600 和超越梦想3 种西瓜（P＜0.05），L600和L1000 的总酸含量差异不明显（P＞0.05）。

表3 不同品种西瓜果实有机酸含量Table 3 Organic acid content of different varieties of watermelon fruits

2.8 不同品种西瓜糖酸比与甜酸比

糖酸比和甜酸比分别是总糖和甜度与总酸含量的比值，是影响西瓜风味的重要因素，是果品的特征风味指标[23]。在图6 中可以明显看到，测定品种中，超越梦想的糖酸比最大，达到了20.95%，小甜王的糖酸比最小，显著低于其他品种西瓜（P＜0.05），仅为17.30%，糖酸比在京美2K 和光辉L1000 中差异不显著（P＞0.05）；超越梦想的甜酸比最大，为24.83%，小甜王的甜酸比最小，显著低于其他品种西瓜（P＜0.05）。在测定品种中，超越梦想的甜酸比和糖酸比在5 种西瓜中均为最高，小甜王的甜酸比和糖酸比均为最低。

图6 不同品种西瓜果实糖酸比与甜酸比Fig.6 Sugar-acid ratio and sweet-acid ratio of different varieties of watermelon fruits

3 讨论

西瓜果实的外观品质，如果实的大小、果皮和果肉的颜色等往往是消费者选择是否购买的标准，但与外观品质相比，消费者更在意的是西瓜的口感风味和营养品质。因此优质西瓜品种的筛选，除了要观察果实的外观品质外，更要测定该品种在特定条件下的生理品质[24]，如可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、维生素C 等指标。其中可溶性糖、有机酸含量以及糖酸比、甜酸比等指标直接影响西瓜的酸甜风味，大量的研究表明，只有适宜的糖酸比才会产生最佳的口感[25]。因此进行不同品种西瓜的品质比较对于筛选优良品种来说是不可缺少的。

本研究对北京地区常见的5 个不同品种西瓜的营养成分进行比较分析，结果表明，不同品种的西瓜可溶性固形物、硬度、维生素C 含量、可溶性糖、有机酸和甜度存在明显差异。研究结果显示不同品种西瓜果实的葡萄糖、果糖和蔗糖含量差异显著（P＜0.05），Jawad 等[26]的实验结果也表明，不同品种的西瓜果实成熟时主要的可溶性糖含量也不相同，与本研究结果一致，不同品种西瓜中的可溶性糖含量都是蔗糖＞果糖＞葡萄糖，但每种糖的含量因品种而不同，蔗糖是超越梦想西瓜含量最高，果糖和葡萄糖都是小甜王西瓜含量最高。有机酸是维持水果酸碱度和感官品质变化的关键因素[27]，Gao 等[28]的实验结果表明西瓜中主要有机酸是苹果酸和柠檬酸，其次是草酰乙酸，与本研究结果西瓜中主要的有机酸是苹果酸、琥珀酸、柠檬酸和富马酸存在差异，这可能是与品种来源和种植环境有关，具体原因有待进一步研究。

4 结论

研究结果表明，不同品种西瓜之间的可溶性固形物、硬度、维生素C 含量、可溶性糖和有机酸等指标存在差异。小甜王西瓜的果实硬度和维生素C 含量在5 种西瓜中均为最高，果糖和苹果酸含量显著高于其他4 种西瓜（P＜0.05），但甜度在5 种西瓜中最低。超越梦想的可溶性固形物含量和甜度在5 种西瓜中达到最高，甜酸比和糖酸比在5 种西瓜中也均为最高，具有良好的风味口感，维生素C 含量仅次于小甜王西瓜，显著高于L600 和光辉L1000（P＜0.05）。L600 和光辉L1000 这2 种西瓜的可溶性固形物、硬度和甜度都低于其他品种西瓜。本研究结果可为西瓜在北京地区的品种选择及推广生产提供一定的理论依据。