引用本文
马张正, 马巧利, 辜青青, 勒思, 雷常玉, 魏清江. 滑皮金柑和融安金柑外观、风味及营养成分比较[J]. 浙江农业学报, 2019,31(4): 654-660.
MA Zhangzheng, MA Qiaoli, GU Qingqing, LE Si, LEI Changyu, WEI Qingjiang. Comparative study of fruit appearance, flavor and nutritional components in Huapi and Rong'an kumquat[J]. ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS, 2019,31(4): 654-660.  
Doi: 10.3969/j.issn.1004-1524.2019.04.19
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滑皮金柑和融安金柑外观、风味及营养成分比较
马张正, 马巧利, 辜青青, 勒思, 雷常玉, 魏清江*
江西农业大学 农学院,江西 南昌330045
*通信作者,魏清江,E-mail: qjwell@126.com

作者简介:马张正(1995—),男,江苏镇江人,硕士研究生,从事果实品质调控研究。E-mail: 1757726863@qq.com

收稿日期: 2018-09-18
基金资助: 国家自然科学基金(31501811); 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ160358)
摘要

滑皮金柑是融安金柑的实生变异品种,为探明其品质特性,本研究以融安金柑为对照,比较二者果实外观、风味和营养成分的差异。结果表明,滑皮金柑单果质量、纵横径、果皮油胞数和色泽 CCI值均显著低于融安金柑。滑皮金柑果实剪切力较低,其他质构指标均显著高于对照。糖酸含量分析表明:滑皮金柑果皮和果肉中葡萄糖、果糖、蔗糖以及总糖含量均显著高于融安金柑;滑皮金柑果皮中柠檬酸和苹果酸含量显著低于对照,而乙酸、马来酸和富马酸含量则显著高于对照;在果肉中,滑皮金柑的柠檬酸和丁二酸含量显著低于对照,而酒石酸、草酸、乙酸、马来酸、富马酸含量均显著高于对照。此外,滑皮金柑果皮和果肉中VC含量相对较低,但总多酚和总黄酮含量显著高于对照。同时滑皮金柑中积累了更多香豆酸和阿魏酸,总酚酸含量也高于对照。

关键词: 滑皮金柑; 融安金柑; 果实外观; 风味; 营养成分
中图分类号:S666.1 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2019)04-0654-07
Comparative study of fruit appearance, flavor and nutritional components in Huapi and Rong'an kumquat
MA Zhangzheng, MA Qiaoli, GU Qingqing, LE Si, LEI Changyu, WEI Qingjiang*
College of Agronomy, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China
Abstract

To explore the quality characteristics of Huapi kumquat, a mutant from the seedlings of Rong'an kumquat, the differences in fruit appearance, flavor and nutritional components of the two kumquats were compared, and Rong'an kumquat was used as the control. The results showed that the single fruit weight, longitudinal and transverse diameter, oil cell number, and citrus colour index were lower in Huapi kumquat than that of Rong'an kumquat. Moreover, fruit shear force was lower, but the other texture indexes were higher in Huapi kumquat than the control. Analysis of sugar and acid revealed that the contents of glucose, fructose, sucrose, and total sugar were higher in both peel and flesh of Huapi kumquat than those in Rong'an kumquat. Meanwhile, contents of malic acid and citric acid were lower, but acetic acid, malic acid and fumaric acid were higher in peel of Huapi kumquat than those of Rong'an kumquat. In the flesh, contents of citric acid and succinic acid were lower in Huapi kumquat, while it accumulated more tartaric acid, oxalic acid, acetic acid, maleic acid, fumaric acid. In addition, Huapi kumquat accumulated less VC, but more total flavonoid and polyphenol. The Huapi kumquat also accumulated more coumaric acid, ferulic acid, and total phenolic acid than the control.

Keyword: Huapi kumquat; Rong'an kumquat; fruit appearance; flavor; nutritional component

金柑原产我国, 属芸香科(Rutaceae)金柑属(Fortunella Swing)植物, 果实成熟时金黄色, 带皮食用, 皮甘偶有辛辣, 果肉酸甜可口。金柑果实营养丰富, 含人体所需多种维生素、氨基酸、矿物质元素、果胶、膳食纤维等[1]。融安金柑是广西金柑的重要鲜食品种, 滑皮金柑是从融安金柑中选出的实生变异品种, 其果皮光滑、油胞少, 还具有种子少、丰产性好、品质优良等性状[2, 3]。

随着消费水平的提高, 人们对水果品质提出了更高的要求, 对果实营养成分也越来越重视。前人在金柑果实的营养品质上做了较多研究, 如陈金印等[4]对遂川金柑果实的糖、酸、果胶、氨基酸、维生素、蛋白质和人体必需的矿质元素等营养成分进行了测定分析。陈源[5]对金柑果实的黄酮和酚酸含量进行了分析, 并对果皮黄酮类化合物提取纯化工艺进行了系统研究。郑洁[6]比较分析了我国15个金柑品种主要营养成分和功能成分的含量和差异。这些研究为金柑品质的分析提供了方法和思路。目前, 有研究从生物学特征、果皮油胞形成和果实VC积累等方面对融安金柑和滑皮金柑进行了比较[3, 7, 8]。但对果皮和果肉等组织间的品质差异性较少涉及, 并且二者营养成分的比较分析更鲜见报道。因此, 本研究分析了这2种金柑果实的外观和质地, 比较了二者果皮和果肉中风味物质(糖和有机酸)以及营养成分(VC、总多酚、总黄酮和酚酸)的含量, 以期为滑皮金柑引种栽培及其果实品质形成的分子机制机理研究提供参考依据。

1 材料与方法
1.1 试验材料

供试品种为融安金柑和滑皮金柑, 果实均采自广西省融安县长安镇江口村商业生产果园。果实采摘后用自来水冲洗干净晾干, 每30个果实为一个生物学重复, 重复3次, 分别削取果皮和果肉后立即用液氮冷冻, 于-80 ℃保存。

1.2 果实外观品质和VC含量测定

单果质量使用万分之一分析天平(瑞士, 梅特勒-托利多)测量; 果实横纵径使用游标卡尺测量, 果形指数=纵径/横径; 果皮油胞数使用显微镜观察计数; 果实色泽用CR-400色差仪(日本, Minolta公司)测定果实赤道部位对角4个方向的色差值(L* 、a* 、b* ), L* 表示光泽明亮度, 值越大, 亮度越高; a* 代表红/绿, 正值越大, 红色越深; b* 代表黄/蓝, 正值越大, 黄色越深, 柑橘色泽指数CCI(Citrus color index)=1 000× a* /(L* × b* )。VC含量测定采用2, 6— 二氯靛酚滴定法[9]。

1.3 质地分析

使用SMSTA.XT Plus质构分析仪(英国, Stable Micro Systems公司), 测定果实的剪切力、硬度、咀嚼度、纤维强度、纤维韧性和纤维延展性, 测定方法参考辜青青等[10]。剪切力测试的探头为HDP/BS, 测试前速度为1 mm· s-1, 测试中和测试后速度均为5 mm· s-1, 距离为40 mm。硬度和咀嚼度测试的探头为P/100, 测试前速度为1 mm· s-1, 测试中和测试后速率均为2 mm· s-1, 压缩度为30%, 所有试验中的触发值均为5 g。

1.4 糖酸含量测定

糖酸含量测定使用Agilent1200液相色谱仪完成。测定方法参考毛琼琼[11], 略有改动。葡萄糖、果糖、蔗糖的测定条件为:Agilent氨基柱(250 mm× 4.6 mm, 5 μ m), 流动相为乙腈∶ 水=70∶ 30(体积比), 流速为1.0 mL· min-1。有机酸的测定条件为:Thermo C18柱(250 mm× 4.6 mm, 5 μ m), 流动相为10 mmol· L-1磷酸氢二钾(pH 2.55), 流速为0.5 mL· min-1, 柱温为30 ℃。紫外检测器。根据标准物保留时间定性, 采用峰面积外标法定量计算糖含量(mg· 100g-1)和有机酸含量(mg· kg-1)。

1.5 总多酚含量测定

称取1 g冷冻果实样品, 加液氮研磨混匀, 用90%乙醇溶液萃取3次, 合并萃取液于40 ℃真空浓缩至近干, 用90%乙醇溶液5 mL分多次洗出于10 mL离心管中, 10 000 r· min-1离心10 min, 冷冻脱脂后吸取上层醇相于刻度管中, 90%乙醇定容。精确量取制备好的样品溶液0.5 mL于容量瓶中, 加30 mL蒸馏水, 摇匀后加入2.5 mL福林试剂和7.5 mL 20% Na2CO3溶液, 定容后混匀, 75 ℃水浴10 min, 冷却后在760 nm处测定其吸光度。以没食子酸为标准品制作标准曲线, 计算样品中总多酚含量(mg· 100g-1)。

1.6 总黄酮含量测定

称取0.5 g冷冻果实样品, 加液氮研磨混匀, 用乙醇定容至25 mL, 摇匀后超声提取20 min, 静置后吸取上清液1 mL于蒸发皿中, 加1 g聚酰胺粉吸附, 水浴使乙醇挥发后转入层析柱。先用20 mL苯洗, 苯液弃去后用甲醇进行洗脱, 定容至25 mL, 在360 nm处测定吸收值。以芦丁为标准品制作标准曲线, 计算样品中总黄酮含量(mg· 100g-1)。

1.7 酚酸含量测定

使用Agilent1260高效液相色谱仪测定。测定条件为:Agilent C18(150 mm× 4.6 mm, 5 μ m), 柱温为35 ℃, 流动相为甲醇和10%乙酸水溶液, 流速为1.0 mL· min-1; 检测波长程序:0~5 min于270 nm处测定没食子酸, 5~10 min于280 nm处测定儿茶酚, 10~15 min于278 nm处测定儿茶素, 15~20 min于325 nm处测定咖啡酸, 20~30 min于278 nm处测定香豆酸, 30~35 min于325 nm处测定阿魏酸。酚酸含量以mg· kg-1表示。

1.3 数据处理

试验采用完全随机设计, 数据统计和作图均使用Excel 2007进行, 运用SPSS软件Duncan检验法进行显著性差异分析(P< 0.05)。

2 结果与分析
2.1 金柑果实的外观分析

图1显示, 滑皮金柑果实大小、形状、色泽等与融安金柑有较大差异。分析表明, 滑皮金柑的单果质量、油胞数、果实纵径和横径均显著低于融安金柑, 其果形指数(1.03)也低于融安金柑(1.07), 但没有显著差异。果实色泽分析表明, 滑皮金柑果皮亮度L* 和黄色度b* 低于融安金柑, 但差异不显著, 红色度a* 和CCI值则显著降低(表1)。

图1 融安金柑(A)和滑皮金柑(B)果实Fig.1 Fruit of Rong'an kumquat(A)and Huapi kumquat(B)

表1 两种金柑果实的外观品质 Table 1 Fruit appearance of the two kumquat cultivars
2.2 金柑果实的质地和糖酸含量比较

通过质构仪分析果实质地, 结果表明滑皮金柑果实的剪切力显著低于融安金柑, 但硬度和咀嚼度则显著升高。此外, 滑皮金柑的纤维强度、纤维韧性和纤维延展性均显著高于融安金柑(表2)。

表2 两种金柑果实的质构品质 Table 2 Texture quality of the two kumquat cultivars

进一步分析了2种金柑果皮和果肉中主要糖类和有机酸的含量(表3)。结果表明, 滑皮金柑果皮和果肉中葡萄糖、果糖和蔗糖的含量均显著高于融安金柑。尤其是果肉中蔗糖含量, 滑皮金柑高达8.1 mg· 100g-1, 是融安金柑的1.7倍(表3)。此外, 融安金柑果皮和果肉中糖类物质的含量没有差异, 但滑皮金柑果肉中的蔗糖含量显著高于其果皮。

表3 两种金柑果皮和果肉中糖和有机酸含量 Table 3 Contents of sugars and organic acids in peel and flesh of the two kumquat cultivars

两种金柑中有机酸以苹果酸和柠檬酸为主, 乙酸、酒石酸、丁二酸和草酸含量次之, 马来酸和富马酸含量相对较低(表3)。不同种类的有机酸分布存在品种和组织差异性。具体而言, 融安金柑果皮和果肉中柠檬酸含量均显著高于滑皮金柑。尤其是果肉中, 融安金柑柠檬酸含量(1 160.07 mg· kg-1)是滑皮金柑(97.81 mg· kg-1)的11.9倍(表3)。苹果酸主要在果肉中积累, 并且在2品种中的含量无显著差异, 但滑皮金柑果皮中苹果酸含量显著低于融安金柑。酒石酸也主要在果肉中积累, 且滑皮金柑果肉中的含量显著的高于其母本。在果皮中, 融安金柑的酒石酸含量为288.44 mg· kg-1, 而滑皮金柑中未检测到(表3)。丁二酸主要在果肉中积累, 并且在滑皮金柑中的含量显著低于对照。在果皮中, 融安金柑的丁二酸含量为138.58 mg· kg-1, 而滑皮金柑中未检测到。与苹果酸、酒石酸和丁二酸不同, 草酸主要在金柑果皮中积累, 并且在2品种果皮中的含量无显著差异, 但滑皮金柑果肉中的含量显著高于融安金柑。乙酸、马来酸和富马酸的分布情况相似, 三者在滑皮金柑果皮和果肉中的含量均显著高于对照。尤其是富马酸, 其含量在滑皮金柑果皮和果肉中分别为49.93和45.72 mg· kg-1, 是其对照的8.8和23.3倍(表3)。进一步分析发现, 有机酸含量在相同品种的果皮和果肉间也有较大差别。例如, 苹果酸、酒石酸和丁二酸主要在滑皮金柑果肉中积累; 在融安金柑中, 其果皮中草酸含量显著高于果肉, 柠檬酸、苹果酸、酒石酸和丁二酸在果皮中的含量显著低于果肉。

2.3 金柑果实VC、总多酚、总黄酮和酚酸含量比较

滑皮金柑果皮和果肉中的VC含量相对较低, 但是总多酚和总黄酮含量显著高于融安金柑(表4)。尤其是总黄酮, 滑皮金柑果皮和果肉中的含量分别为11.30和6.40 mg· kg-1, 均是融安金柑的4倍(表4)。此外, 这3类物质在2个品种果皮中的含量均显著高于果肉。酚酸测定发现, 儿茶酚在2种金柑果皮中均未检出, 在滑皮金柑果肉的含量(0.69 mg· kg-1)则显著低于融安金柑(2.14 mg· kg-1)。儿茶素和咖啡酸在滑皮金柑果肉中均未检测出, 但2种酚酸在其他组织中的含量较稳定, 变化范围分别为2.00~2.54 mg· kg-1和0.54~0.58 mg· kg-1。香豆酸在滑皮金柑果皮和果肉中含量均显著高于融安金柑, 且在果皮中的差异更明显。阿魏酸只在滑皮金柑中检测出, 且在果肉中的含量(7.42 mg· kg-1)显著高于果皮(0.08 mg· kg-1)。没食子酸在2种金柑中均未检出。此外, 滑皮金柑果实中的酚酸总量高于融安金柑。总体而言, 滑皮金柑中总多酚、总黄酮、香豆酸和阿魏酸含量丰富, 而融安金柑积累更多的VC、儿茶素、儿茶酚和咖啡酸。

表4 两种金柑果皮和果肉中VC、总多酚、总黄酮和酚酸含量 Table 4 Contents of VC, total flavonoids, total polyphenol, and phenolic acids in peel and flesh of the two kumquat cultivars
3 结论与讨论

金柑果实风味独特, 营养丰富, 具有一定的生理保健功能, 受到人们的喜爱。滑皮金柑是融安金柑的实生变异品种, 其外观品质与母本存在较大差异。本研究表明, 滑皮金柑的单果质量、果实大小和果皮油胞数等均显著低于融安金柑, 这与前人的研究结果相符[7, 8]。在果形方面, 滑皮金柑的果形指数更接近于1, 果形近圆形, 融安金柑的果形指数为1.09, 略呈椭圆形。此外, 滑皮金柑的红色度a* 和CCI值均显著低于对照, 表明其果皮色泽变淡, 着色偏绿, 不如融安金柑着色深。质构仪能对样品的物性概念做出数据化的表达, 可用于柑橘等果实的质地和化渣性分析[12, 13, 14]。本研究结果表明, 除剪切力外, 滑皮金柑果实的硬度、咀嚼度、纤维强度、纤维韧性和纤维延展性均显著高于融安金柑。这表明2种金柑果实的质地有较大差异, 与其母本相比, 滑皮金柑质地较为绵软, 化渣性更好。

果实中糖的种类、含量及其动态变化是果实品质形成的重要基础。曾祥国[15]研究发现, 柑橘果实可溶性糖均以蔗糖为主, 且不同品种(甜橙、杂柑、柚)等果实中的糖组分和含量各不相同。本研究发现, 金柑果实糖分以蔗糖为主, 并且3种糖类物质含量在滑皮金柑中均较高, 表明滑皮金柑的口感更甘甜, 这与前人的研究结果相符[8, 16]。有机酸组分与含量也是影响柑橘果实风味的重要因素。柑橘是柠檬酸型果实。本研究显示, 2种金柑中的主要有机酸是柠檬酸和苹果酸, 但是后者含量更高, 表明融安金柑和滑皮金柑积累的有机酸是以苹果酸为主。前人也有研究通过比较不同柑橘品种间有机酸的含量, 发现高酸品种中的有机酸主要成分是柠檬酸, 而无酸和低酸品种中则以苹果酸为主[17, 18]。品种间比较发现, 滑皮金柑中草酸、乙酸、马来酸和富马酸的含量较高, 而融安金柑中积累更多的柠檬酸、苹果酸和丁二酸。滑皮金柑果皮中未检测到酒石酸和丁二酸, 说明变异导致滑皮金柑中有机酸种类减少, 这可能是由品种有机酸积累特性和代谢途径的相关基因决定的。

柑橘类水果具有促进人体新陈代谢、调节有关生理活动和预防疾病等作用, 这与果实中富含VC、类黄酮、类胡萝卜素、酚酸、柠檬苦素和氨基酸类等多种营养成分有关[19]。滑皮金柑果皮和果肉中的VC含量均低于融安金柑, 这与职吟晓[8]的研究结果一致。但是, 滑皮金柑果实尤其是果皮中总多酚和总黄酮含量更高。多酚类物质在人和动物体具有抗病菌、抗炎、抗过敏、抑制血小板凝集等多方面的药理作用[20, 21]。因此, 进一步研究滑皮金柑果实中多酚类物质的组成和含量, 将有助于揭示滑皮金柑的功能成分组成及其保健价值。此外, 酚酸广泛存在于植物组织中, 是仅次于类黄酮化合物的第二大次生代谢物[22]。本研究测定的酚酸中, 儿茶酚、儿茶素、香豆酸、咖啡酸和阿魏酸均有检出, 但没食子酸未检出。郑洁[6]分析了我国15个金柑全果中6种酚酸, 发现其组成及平均含量依次为:阿魏酸> 对香豆酸> 芥子酸> 咖啡酸> 香豆酸, 且阿魏酸在滑皮金柑和融安金柑中均有检出。但是, 本研究测定结果显示, 阿魏酸在融安金柑果皮和果肉中均未检出, 这可能与供试品种的产地、成熟度及检测条件等有关。Zhang等[23]研究108种柑橘种质资源的挥发性成分, 发现55种挥发性物质只在果皮中发现, 而8种物质只在柑橘汁胞中发现。这种特殊成分组织特异性积累现象在本研究也有所发现, 例如儿茶酚只在2种金柑的果肉中积累而果皮中未检出, 儿茶素和咖啡酸在滑皮金柑果皮中积累而果肉中未检出。不同酚酸成分的组织特异性积累及其调控机制有待进一步研究。

总之, 滑皮金柑外观品质如大小、形状和色泽与融安金柑差异较大, 其质地绵软, 化渣性好。滑皮金柑主要糖类物质总含量高, 并且主要有机酸总含量低, 因此果实更甘甜, 风味较好。此外, 滑皮金柑营养丰富, VC含量低于融安金柑, 但含有更多的总多酚、总黄酮以及香豆酸和阿魏酸。今后对滑皮金柑中其他营养成分进行分析, 研究其变化规律和代谢途径, 将有助于提高果实的综合利用价值并揭示果实品质的形成机理。

The authors have declared that no competing interests exist.

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