不同果桑品種加工品質(zhì)評價(jià)

宋志姣，樊金欣，李德煥，周藝垠，郭燕，蔣碧婷，楊麗莎，楊鈞林，范國明*

1(保山學(xué)院 資源環(huán)境學(xué)院，云南 保山，678000) 2(保山市隆陽區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，云南 保山，678000)3(云南林玉航宇生物科技有限公司，云南 保山，678000)

桑葚為?？?Moraceae)桑屬(Morus)植物桑(Morusalba)的成熟果穗，因其較高的食用和藥用價(jià)值而深受消費(fèi)者喜愛[1-2]。桑葚是當(dāng)今風(fēng)靡全球“第三代水果”中的翹楚，廣受食品、藥品、化妝品、保健品、紡織品行業(yè)歡迎，其硒含量更是百果之首[3-4]。桑樹原產(chǎn)于我國中部和北部，現(xiàn)在世界范圍內(nèi)被廣泛種植，我國是桑屬種質(zhì)資源最為豐富的國家[2]。按主要利用部位的不同，桑樹被分為果用和葉用，其中果用桑樹常稱為果桑。桑葚含有豐富的生物活性成分如花色苷、酚類物質(zhì)、1-脫氧野尻霉素、白藜蘆醇等，這些成分具有降血糖、清除自由基、防治高血壓的作用[5-8]。但是桑葚水分含量高，不耐運(yùn)輸和儲存，市場上常將其加工成果干、果膏、果醬、果醋或果酒等進(jìn)行售賣[4]，以延長貨架期和增加產(chǎn)品附加值。

對果蔬加工品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)是果蔬資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)，果蔬的表型性狀和營養(yǎng)品質(zhì)特性，決定了其加工性能[9-10]。當(dāng)前，對于果蔬品種綜合評價(jià)方法有：綜合指數(shù)選擇法、百分制記分法、層次分析法、模糊數(shù)學(xué)法和灰色系統(tǒng)分析法等[11]，根據(jù)加工特性的不同，評價(jià)體系的主要考量指標(biāo)也不同?！肮?、水、氣、熱、肥”等環(huán)境因素不僅影響果蔬的生長，對其次生代謝產(chǎn)物的合成和累積也有重要作用[12]。因此，針對不同種植地區(qū)開展果桑評價(jià)工作尤為重要，云南因其獨(dú)特的氣候、復(fù)雜的環(huán)境和悠久的植桑歷史而擁有極其豐富的桑樹種質(zhì)資源，有13個種及變種[13-14]。隨著“東桑西移”項(xiàng)目的開展，云南省有目的、有計(jì)劃、分步驟地從東部省份引進(jìn)葉用桑樹品種，豐富了省內(nèi)的桑樹種質(zhì)資源。然而，云南省桑樹種質(zhì)資源的評價(jià)多集中在葉用方面[15-16]，果桑的評價(jià)僅在長果桑[17]等少數(shù)品種，果桑產(chǎn)業(yè)面臨新品種少、缺乏客觀評價(jià)體系等問題。

鑒于此，本研究在前期進(jìn)行引種和評估工作的基礎(chǔ)上，通過對8個在保山地區(qū)表現(xiàn)較好的果桑品種開展加工品質(zhì)分析和綜合評價(jià)，以期為選擇出最適宜云南省種植和深加工的果用桑樹奠定基礎(chǔ)，為果桑產(chǎn)業(yè)的品種選擇和推廣利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試的果桑品種：白珍珠、黑珍珠、粵葚大十、紅果、一串紅、臺灣長果、紅果二號、四季果共計(jì)8個品種。2018年4月采摘自位于保山市的云南林玉航宇生物科技有限公司種植園內(nèi)(99°11′40″E、25°04′20″N，海拔1 695 m)，挑選無破損成熟度高的桑葚果實(shí)，分別測量果徑、果長、果重，密封包裝置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

無水乙醇、葡萄糖、牛血清蛋白、考馬斯亮藍(lán)G-250、H3PO4、HCl、KCl、醋酸鈉、沒食子酸、Na2CO3、甲醇、NaOH、NaNO2、Al(NO3)3、FeSO4、水楊酸、檸檬酸和H2O2，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司(分析純)；濃H2SO4，浙江臨平化工試劑廠(分析純)；抗壞血酸、鄰苯二甲酸氫鉀，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(分析純)；酚酞、苯酚，浙江杭州雙林化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2600紫外-可見分光光度計(jì)，日本島津公司；JYL-C012榨汁機(jī)，九陽股份有限公司；BCD 576 WDUP冰箱，海爾集團(tuán)公司；TDL 5A離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器有限公司；ZD-2型自動電位滴定儀，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；JK-119手持式折射儀，北京金科利達(dá)電子科技有限公司；手持折光儀，邦西儀器科技(上海)有限公司；電子游標(biāo)卡尺，艾瑞澤公司有限公司；CP214分析電子天平，奧豪斯儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 果長、果橫徑測量和相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算

根據(jù)《桑樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》的方法隨機(jī)抽取各果桑鮮果10粒，用電子游標(biāo)卡尺測量桑果果蒂至果頂?shù)拈L度為果長，桑果最粗處的直徑為果橫徑(精確至0.01 mm)，重復(fù)3次?？v橫徑比按公式(1)計(jì)算：

(1)

將成熟桑葚看做是圓柱體，體積指數(shù)按公式(2)計(jì)算：

體積指數(shù)/cm3=π×果橫半徑2×果長

(2)

1.3.2 果重測量

隨機(jī)抽取各品種桑葚鮮果各10粒，用電子天平測量其總質(zhì)量(精確至0.01 g)，重復(fù)3次。

1.3.3 出汁率測定

稱取60 g左右桑葚鮮果，記錄其準(zhǔn)確質(zhì)量，用榨汁機(jī)高頻榨汁3 min后，以3層紗布濾出果汁，用分析天平稱量果汁的質(zhì)量，重復(fù)3次。出汁率按公式(3)計(jì)算：

(3)

1.3.4 可溶性固形物測定

可溶性固形物參照NY/T 2637—2014折射儀法進(jìn)行測定，重復(fù)3次[18]。

1.3.5 多糖含量測定

多糖提?。悍Q取2.000 0 g鮮果采用研缽研磨成勻漿，加入10 mL蒸餾水轉(zhuǎn)移至三角瓶中，塑料薄膜封口，于沸水中提取30 min(提取2次)，反復(fù)沖洗試管及殘?jiān)?，提取液過濾并且合并，定容至刻度。采用苯酚-硫酸法[19]測定多糖含量，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，測定并繪制線性回歸方程：y=0.013 2x+0.336 0，R2=0.996 4。

1.3.6 總有機(jī)酸含量測定

鑒于桑葚汁為紫紅色，因此參照GB/T 15038—2006中的電位滴定法，測定桑葚汁中有機(jī)酸含量(以檸檬酸計(jì))[20]。

1.3.7 蛋白質(zhì)含量測定

待測液制備：稱取2.000 0 g鮮果于研缽內(nèi)研磨成勻漿，加入2 mL蒸餾水轉(zhuǎn)移到離心管中，并以2 mL蒸餾水沖洗研缽并轉(zhuǎn)移至離心管2次，4 000 r/min離心15 min，轉(zhuǎn)移并定容上清液為待測液。采用考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測定[21]，以低溫烘干至恒重的牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品，測定并繪制線性回歸方程：y=0.005 2x+0.001 5，R2=0.994 9。

1.3.8 VC含量測定

待測液制備：稱取5.000 0 g鮮果于研缽中，加入10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的HCl，研磨成勻漿并轉(zhuǎn)移至離心管中，4 000 r/min離心10 min，取上清液，再加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的HCl沖洗沉淀，離心后取上清液，將2次上清液合并定容后即為待測液；參考馬宏飛等[22]的方法進(jìn)行測定，以低溫烘干至恒重的抗壞血酸為標(biāo)準(zhǔn)品，測定并繪制線性回歸方程：y=0.043 1x+0.029 9，R2=0.990 4。

1.3.9 花色苷含量測定

參考曹婷等[23]所用的pH示差法進(jìn)行測定：稱取5.000 0 g鮮果于研缽中研磨成勻漿，加入提取液[V(0.1 mol/L HCl)∶V(80%乙醇)=1∶1]室溫下靜置24 h進(jìn)行提取，過濾后定容濾液為待測液。取2份待測液，分別用pH 1.0的KCl緩沖液和pH 4.5醋酸鈉緩沖液定容至10 mL，稀釋液平衡90 min后分別在521 nm和700 nm波長下測定吸光度，吸光度值為A=(A521 nm-A700 nm)pH 1.0-(A521 nm-A700 nm)pH 4.5，則花色苷含量計(jì)算如公式(4)所示：

MCGS工業(yè)用觸摸屏是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，內(nèi)含一套基于實(shí)時(shí)多任務(wù)系統(tǒng)的組態(tài)軟件，通過模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，從而可以從繁瑣的編程中解脫出來。

(4)

式中：MW=449.2,矢車菊-3-葡萄糖苷的分子量；DF,樣液稀釋的倍數(shù)；ε,矢車菊-3-葡萄糖苷的摩爾消光系數(shù),26 900；L,比色皿厚度,cm；V,提取液的體積,mL；m,樣品質(zhì)量,g。

1.3.10 總酚含量測定

待測液制備：稱取1.000 0 g鮮果于研缽中研磨成勻漿，加入體積分?jǐn)?shù)30%的乙醇25 mL，在213 W的功率下，30 ℃提取30 min，提取2次，合并提取液并定容得到待測液。參考彭賽男[8]所用的福林-酚比色法，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，在200～780 nm范圍內(nèi)掃描中間濃度標(biāo)準(zhǔn)品的吸光曲線，得到在735.5 nm處有最大吸收峰，在此波長下測定并繪制一元線性回歸方程：y=0.003 0x+0.042 5，R2=0.987 6。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016繪制圖表，SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、主成分分析和聚類分析等。

2 結(jié)果與分析

2.1 果桑品種果實(shí)宏觀指標(biāo)的測定

從表1可知，8個果桑品種的各宏觀指標(biāo)之間差異顯著。臺灣長果的果長最長，為72.28 mm，白珍珠的果長最短，僅20.03 mm；四季果的橫徑最大，為15.43 mm，臺灣長果的橫徑最小，為8.26 mm?？v橫徑比在1.65～8.80，其中除臺灣長果為長條形以外，其余品種桑葚均為橢球型。不同品種果桑的體積指數(shù)從大到小依次為四季果>粵葚大十>臺灣長果>一串紅>黑珍珠>紅果二號>紅果>白珍珠。10粒果重排名前3的品種分別為：臺灣長果29.76 g、粵葚大十26.34 g、一串紅23.99 g。

表1 不同果桑品種的宏觀指標(biāo)Table 1 Indicators of different mulberry varieties

2.2 果桑品種加工品質(zhì)指標(biāo)分析

表2 果桑品種的加工品質(zhì)指標(biāo)Table 2 Processing quality indexes of different mulberry varieties

2.3 桑葚各加工品質(zhì)間的相關(guān)性分析

由各加工品質(zhì)間的相關(guān)分析(表3)可知,果桑的出汁率和總酚含量與其他加工品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性較弱，出汁率與其他加工品質(zhì)之間沒有顯著相關(guān)關(guān)系，而總酚含量僅與多糖呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.406；VC與可溶性固形物呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.470，與多糖呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.691。其他加工品質(zhì)間均呈極顯著相關(guān)性，其中花色苷與多糖呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.959；花色苷與總有機(jī)酸呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.817。說明參試的果桑品種大多數(shù)加工品質(zhì)指標(biāo)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性。

表3 各加工品質(zhì)Pearson相關(guān)分析Table 3 Pearson correlation analysis of each processing qualities

2.4 基于加工品質(zhì)的優(yōu)良果桑品種選擇

由表4可知，第1主成分特征值為5.272，解釋了加工品質(zhì)特征值總和的65.901%，第2主成分特征值為1.477，解釋了所有變量的18.461%，第3主成分特征值為0.618，解釋了所有變量的7.723%。前3個主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為92.084%(>85.000%)，不需要再添加主成分。

如表5所示，第1主成分的可溶性固形物、多糖、蛋白質(zhì)和VC有較為重要的正載荷；第2主成分中出汁率有較為重要的正載荷；第3主成分中總酚載荷最高，為0.446。3個主成分分別用y1、y2和y3表示，根據(jù)綜合指數(shù)選擇法[24]，將因子載荷矩陣的特征值與各主成分系數(shù)進(jìn)行計(jì)算后得到3個主成分與各個加工品質(zhì)的表達(dá)式為：

表4 各個主成分的特征值和貢獻(xiàn)率Table 4 The characteristic roots and contribution rate ofmain components

y1=-0.037x1+0.347x2+0.421x3-0.381x4+0.362x5-0.327x6-0.427x7-0.368x8

y2=0.763x1-0.106x2-0.130x3-0.292x4+0.302x5-0.420x6+0.071x7-0.179x8

y3=0.396x1+0.256x2+0.071x3-0.377x4-0.458x5+0.312x6-0.057x7+0.567x8

表5 主成分載荷矩陣Table 5 Principal component load matrix

采用綜合指數(shù)選擇法，根據(jù)各品種桑葚加工品質(zhì)和主成分表達(dá)式進(jìn)行打分，不同果桑品種的得分見表6。

表6 因子得分及排序Table 6 Factor scores and ordering

各果桑品種得分排序依次是：白珍珠>臺灣長果>粵葚大十>一串紅>紅果>四季果>紅果二號>黑珍珠。在綜合指數(shù)選擇法中，綜合評分越高說明該品種在測量的多個指標(biāo)中綜合表現(xiàn)越好。白珍珠得分最高，為1.462分；臺灣長果和粵葚大十的得分也為正值，其余5個品種的綜合評分皆為負(fù)值，其中黑珍珠的得分最低，為-1.898分。

2.5 果桑品種加工品質(zhì)聚類分析

果桑營養(yǎng)豐富，加工品質(zhì)涉及指標(biāo)數(shù)量較多，不同品種果桑的加工品質(zhì)存在差異，具有豐富多樣性?；诟骷庸て焚|(zhì)指標(biāo)對8個果桑品種進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1所示。在距離為10的情況下，8個果桑品種可聚為3類，其中紅果、紅果二號、黑珍珠、白珍珠和四季果聚為Ⅰ類；粵葚大十和一串紅聚為Ⅱ類；臺灣長果為Ⅲ類。Ⅰ類又可以分為2個亞類：紅果、紅果二號和黑珍珠為一個亞類；白珍珠和四季果為另一個亞類。Ⅱ類的特點(diǎn)是出汁率、多糖含量高，有機(jī)酸含量較低。Ⅲ類的特點(diǎn)是可溶性固形物、多糖、蛋白質(zhì)、VC含量高，而出汁率、總有機(jī)酸和花色苷含量低。

圖1 八個果桑加工品質(zhì)的聚類分析Fig.1 Cluster analysis of processing qualities of 8 varietiesof mulberry

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)對8個品種果桑的宏觀指標(biāo)和加工品質(zhì)進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明，除總酚含量外，各指標(biāo)在不同果桑品種間有極顯著差異。不同品種的果桑加工適應(yīng)性不同，酸甜適當(dāng)?shù)纳］剡m合制作果干和果膏，糖度較高的桑葚適合加工成果酒，出汁率較高的桑葚適合制作果汁或復(fù)合飲料[25]。綜合各果桑品種的特性，認(rèn)為白珍珠果實(shí)體積小、可溶性固形物、多糖和蛋白質(zhì)含量高、有機(jī)酸和花色苷含量低，適宜鮮食；粵葚大十出汁率高、果大且果實(shí)較重、有機(jī)酸含量偏低，更適合加工成果汁或復(fù)合飲料；臺灣長果可溶性固形物含量高、有機(jī)酸含量低且多糖含量高，適宜制作果干、果膏或果酒；黑珍珠的花色苷含量最高，適宜作為保健品開發(fā)的備選果桑品種。白珍珠、臺灣長果和粵葚大十可作為重點(diǎn)品種進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)和推廣。

桑樹作為葉、果兩用且兼具藥用和食用價(jià)值的樹種，其果實(shí)既可鮮食，又可加工成營養(yǎng)豐富的產(chǎn)品，桑葚的品質(zhì)特性決定其加工適應(yīng)性[25]。本研究在考慮鮮果包裝和深加工的基礎(chǔ)上，將桑葚視為圓柱體，計(jì)算其果實(shí)體積，為包裝和運(yùn)輸提供了參考?；涊卮笫窃耘噍^廣的一個品種，其在廣西及四川等地栽培表現(xiàn)良好[26-27]，認(rèn)為粵葚大十適合深加工，與本研究的結(jié)果基本一致。白珍珠是為數(shù)不多成熟果穗為白色的果桑品種，與常規(guī)認(rèn)知的桑葚呈紫紅色或紫黑色不同，且其出汁率適中、可溶性固形物、多糖和蛋白質(zhì)含量高、有機(jī)酸和花色苷含量低，作為鮮果售賣容易引起消費(fèi)者的購買欲。

對果桑加工品質(zhì)的充分挖掘與開發(fā)，不僅能推進(jìn)蠶桑產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而且能夠豐富人們的水果種類，促進(jìn)各地桑樹觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展。在果桑的評價(jià)與推廣中，除了考慮產(chǎn)量因素以外，果實(shí)的宏觀指標(biāo)和加工品質(zhì)也是決定果桑品質(zhì)的要素。桑葚中的多糖有降血糖的功能[28]，蛋白質(zhì)和VC是桑葚的主要營養(yǎng)指標(biāo)之一，花色苷是桑葚抗氧化能力的重要體現(xiàn)[29]，酚類物質(zhì)有抗衰老、消炎、抑菌、抗癌和鎮(zhèn)痛的療效[30]。

本試驗(yàn)所探討的8個果桑品種是在隆陽區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站前期工作的基礎(chǔ)上選出的在保山地區(qū)表現(xiàn)較好的果桑品種，研究結(jié)果為果桑加工品質(zhì)評價(jià)體系的建立提供理論依據(jù)，為果桑產(chǎn)業(yè)的品種選擇和推廣利用工作提供參考。生產(chǎn)上可以在結(jié)合不同品種果桑的營養(yǎng)、保健價(jià)值和開發(fā)目標(biāo)的情況下，選擇不同的果桑品種，最大程度利用好果桑種質(zhì)資源。同時(shí)，探討不同采摘期、不同加工方式對果桑品質(zhì)的影響，進(jìn)一步完善評價(jià)體系，也可成為將來的研究方向。