新品种余甘子盈玉和糯种的果实性状及果实品质的差异性分析
2019-01-28张雯雯刘兰香马金菊
张雯雯,李 坤,徐 涓,刘兰香,马金菊,和 华,张 弘,
(1.中国林业科学研究院资源昆虫研究所,国家林业局特色森林资源工程技术研究中心,云南 昆明 650224;2.楚雄圣土果蔬科技开发有限公司,云南 楚雄 675500)
余甘子(Phyllanthus emblica L.)属大戟科叶下珠属(油柑属)植物,果实初食味酸涩,回味甘甜爽口,所以称其为余甘,别名有油甘子、牛甘子、滇橄榄、庵摩勒及喉甘子等,在我国主要分布在广东、广西、云南、福建、海南、台湾、四川及贵州等8 个省区,作为药食两用植物,余甘子同时也被世界卫生组织指定为在全世界推广种植的3 种保健植物之一[1-2]。目前多项研究表明,余甘子果实中含有丰富的多酚、蛋白质、黄酮、维生素等营养成分[3-5],具有化痰止咳、清热生津、保肝解毒、抗氧化、抗微生物感染、抗肿瘤、降血压及降血脂等多重功效[6-14];此外,研究发现余甘子核仁油中也富含多不饱和脂肪酸,具有较强的体外抗氧化能力[15-16]。我国余甘子天然资源丰富,目前加工中仍以野生余甘子为主。野生余甘子普遍存在产量低、不稳产、果实小、果实有锈色、味苦涩等缺点,所以近些年相关工作者在余甘子的良种选育上做了大量工作,并基本确立了以高产、稳产型及品质优良型(大果、外观色泽佳、高VC、低酸、低可溶性单宁)等为育种目标[17-18]。作为余甘子的主产区,云南的余甘子集中分布于金沙江、南盘江、元江、澜沧江和怒江五大水系地区,科研工作者对云南余甘子的种质资源分布、新品种培育等也做了大量工作,选育出多个新品种余甘子,本研究对云南的2 个新品种余甘子盈玉和糯种的果实性状及果实品质进行检测分析,并与野生余甘子进行对比,旨在为新品种的利用与加工途径提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
供试余甘子鲜果由楚雄圣土果蔬科技开发有限公司提供,品种为盈玉、糯种,另外2 个对照样品为楚雄圣土果蔬科技开发有限公司基地人工种植状态下未经嫁接的余甘子(以下简称人工种植余甘子)及在自然生长状态下的野生余甘子(以下简称野生余甘子)。
无水乙醇、氢氧化钠、碳酸钠、无水硫酸钠 天津市风船化学试剂科技有限公司;氯化钠 天津致远化学试剂有限公司;正己烷、石油醚(60~90 ℃)、亚硝酸钠、硝酸铝 广东光华科技股份有限公司;2,6-二氯靛酚钠盐、蒽酮,葡萄糖(标准品) 阿拉丁试剂上海有限公司;三氟化硼甲醇 上海麦克林生化科技有限公司;福林-酚试剂、2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐、荧光素,水溶性VE(标准品) 默克生命科学(上海)有限公司;芦丁(标准品) 上海宝景生物有限公司;没食子酸、抗坏血酸(标准品) 国药集团化学试剂有限公司;以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
IP54电子数显卡尺 成都成量工具集团有限公司;116型中药粉碎机 浙江瑞安市永历制药机械有限公司;HR83水分测定仪 梅特勒-托利多(中国)有限公司;DSX-90数显搅拌机 杭州仪表电机有限公司;N-1000V-W型旋转蒸发仪、VOS-300VD真空干燥箱日本东京理化器械株式会社;WSL-2A比较测色仪上海现科仪器有限公司;HG101-2A电热鼓风干燥箱南京实验仪器厂;SER148/6脂肪测定仪 意大利VELP公司;ITQ900气相色谱-质谱联用仪 赛默飞世尔科技有限公司;904 Titrando型电位滴定仪 瑞士万通(中国)公司。
1.3 方法
1.3.1 余甘子果实特征的测定
4 个样品为2017年11月初在楚雄圣土果蔬开发有限公司滇中果橄榄示范种植基地采集,手工采摘,尽量避免机械损伤,每个样品随机选取30 个果样,用数显游标卡尺分别测定每个果实的纵径及横径、果核纵径及横径,精度为0.01 mm,计算各样品的果形指数与核形指数。用电子天平称量每个果实的单果质量及果核质量,精度为0.1 mg,计算每个样品果肉质量占总质量的百分比。
1.3.2 果实中营养成分检测
含水量测定:采用常压干燥法;可溶性固形物含量测定:参照GB/T 12143—2008《饮料通用分析方法》饮料中可溶性固形物的测定方法(折光计法);VC含量测定:采用2,6-二氯靛酚钠滴定法;有机酸含量测定:参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》中的pH电位法;总酚含量测定:采用福林-酚法;总黄酮含量测定:采用亚硝酸钠-硝酸铝法;总糖含量测定:采用蒽酮法;抗氧化能力指数测定:采用氧自由基清除能力(oxygen radical absorbance capacity,ORAC)方法,以每毫升样品中微摩尔水溶性VE当量表示(μmol/mL);蛋白质含量测定:参照GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法;淀粉含量测定:参照GB 5009.9—2016《食品中淀粉的测定》中的酸水解法。
1.3.3 余甘子果肉挥发物检测
参照陈玉旭等[19]的方法稍作改动。挑选-20 ℃贮存的无病虫害的余甘子,清水冲洗后用滤纸轻轻吸干水分,迅速用洗净的陶瓷刀将果肉切成均匀的碎片,准确称取4.0 g果肉及汁液混合物于10 mL密封顶空瓶中,用聚四氟乙烯隔垫密封,使用50 μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取头(使用前将萃取头在250 ℃条件下老化2 h)插入瓶中顶空部分,保持萃取头离样品表面1.5 cm,40 ℃顶空吸附萃取40 min。
气相色谱-质谱检测条件:DB-1石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.1 μm);载气He(99.99%)流速1.0 mL/min;进样口温度230 ℃;将萃取头插入气相色谱进样口,解吸3 min。升温程序:40 ℃保持3 min,以6 ℃/min升至230 ℃,保持15 min;传输线温度250 ℃;电子电离源;离子源温度200 ℃;电子能量70 eV。
1.3.4 果籽油脂肪酸相对含量的测定
含油率测定:参照GB/T 14488.1—2008《植物油料含油量测定》,采用脂肪测定仪的方法;油脂脂肪酸的甲酯化方法参照GB/T 17376—2008《动植物油脂 脂肪酸甲酯制备》中三氟化硼法;气相色谱-质谱分析条件及方法参照葛双双等[20]的方法进行。
1.4 数据处理
2 结果与分析
2.1 余甘子果实性状特征比较
图1 4 种余甘子鲜果样品Fig.1 Fresh fruits of four varieties of P. emblica L.
表1 4 种余甘子果实的性状比较Table1 Comparison of fruit characters of four varieties of P. emblica L.
如图1所示,新品种与野生余甘子之间的差异,尤其是新品种盈玉,不仅单果质量大,且果皮光滑、果色鲜亮通透,与野生余甘子形成鲜明对比,符合新品种余甘子的外观要求。如表1所示,4 个余甘子样品之间单果质量差异最大,品种盈玉的平均单果质量为27.95 g,部分单果质量超过40 g,而质量最小的野生余甘子平均单果质量仅为1.81 g,达到显著性差异;人工种植余甘子与野生余甘子的单果质量差异不显著。所测指标的变异程度排序为单果质量>核形指数>果形指数,果形指数在几个表型性状中相对较稳定,且除了人工种植余甘子接近1.00,其余3 个样品均是横径大于纵径,但都属于圆球形的范畴;单果核质量与单果质量的趋势保持一致,但除了盈玉外,另外3 个样品果核质量占果质量的比例偏大,与文献[21]中所说不一致,尤其是人工种植余甘子和野生余甘子,果核占果质量比例超过了20%,一方面说明了野生余甘子可利用率低,亟待进行新品种培育,另一方面也可推断出产地和品种对余甘子果实的品质具有重要影响。
2.2 余甘子果实营养及功效成分分析
表2 4 种余甘子果汁中营养成分含量比较Table2 Comparison in nutrient components between four kinds of fresh juice
从表2可以看出,品种盈玉和糯种的果肉占比与人工种植余甘子和野生余甘子相比达到显著性差异,其中盈玉的果肉占比高达91.35%,且果肉中的含水量最高;野生余甘子的果肉占比和含水量最低,均在75%以下,这也就意味着同等质量的野生余甘子和盈玉最终的出汁率相差接近1.5 倍。仅从产品价值角度出发,无论是进行果脯加工还是榨取余甘子果汁,新品种盈玉和糯种都优于人工种植余甘子和野生余甘子,表现出极大的优势。
通过对4 个样品果汁中可溶性固形物、VC、总酸、总酚、总糖及ORAC进行比较后发现,除了总糖含量差异较小,4 个样品的其他几个指标都可达显著性差异。VC是一种高效抗氧化剂,具有清除自由基,促进机体对铁的吸收,增强抵抗力等作用[22-23],且人体只能从食物或药剂中摄取,所以富含天然VC的蔬菜和水果受到人们的欢迎;余甘子多酚是余甘子中主要的抗氧化物质[24],也是余甘子具有抗肿瘤、降血糖等其他生理功能的基础[25-26]。但VC显酸性,多酚物质入口则有苦涩的感觉,人工种植余甘子和野生余甘子中VC和总酚的含量明显高于盈玉和糯种,虽然含有更高功效成分,但其在口感上更难以让人接受。盈玉和糯种中总酸和总糖的含量均低于野生余甘子,但总糖含量差异不显著,所以盈玉和糯种的口感更好。总体来看,野生余甘子中各组分的含量均偏高,尤其是总酚和VC,所以野生余甘子具有更强的总抗氧化能力,与其他3 个样品达到显著性差异,人工种植余甘子的总酚含量仅次于野生余甘子,但抗氧化能力却不及盈玉,由此可推断,余甘子的抗氧化性不是由一种组分控制的,而是以多酚、VC等为代表的多组分的共同作用。从营养成分及功效成分含量分析看出,野生余甘子的功能性价值更明显,所以后续加工中可考虑分类利用,将人工种植余甘子或野生余甘子中的VC和总酚进行富集或作为添加剂与其他产品复配,以达到最大化利用。
图2 4 种余甘子果肉中营养成分比较Fig.2 Comparison of nutrient components of flesh of four varieties of P. emblica L.
目前市场上的余甘子产品主要以余甘子果汁和余甘子果肉2 种形式体现,所以有必要比较4 个样品余甘子果肉中的营养成分。如图2所示,野生余甘子果肉中蛋白质含量低于其他3 个样品,且达到显著性差异;糯种中蛋白质和淀粉含量最高,与该品种的名字和食用口感相符合。虽然盈玉在部分功效成分含量上不及野生余甘子,但在果实外形、口感及产品加工价值上已经超过了野生余甘子。
2.3 余甘子果肉挥发物
表3 余甘子果肉挥发物成分气相色谱-质谱分析结果Table3 GC-MS analysis of volatile components in fresh of P. emblica L.
续表3
由表3可以看出,盈玉、糯种和野生余甘子中分别检测出26、27 种和25 种挥发物成分,人工种植余甘子的挥发性物质种类达到34 种。醇类、烯类是4 种余甘子样品果肉挥发物中重要组分,但各样品之间在化合物种类和相对含量上仍有所不同。其中人工种植余甘子和野生余甘子挥发物中含有相对含量较高的桉叶油醇,桉叶油醇仅有清凉的草药味道,而盈玉和糯种中相对含量最高的醇为顺-3-壬烯-1-醇,二者均不具有明显的香味,这也与余甘子清淡的感官气味相符合。具有浓郁香气的水果挥发物中通常都含有大量酯类[19,27],4 种余甘子样品中共检出10 种酯类化合物,且总量均低于10%,所以余甘子果肉也不具有明显的香气。此外,在余甘子果肉挥发物中还检出了一定量的酸类、酮类、醚类、酚类及醛类,其中愈创木酚仅在盈玉和糯种中有检出,对盈玉和糯种的气味具有一定贡献。特别指出,在人工种植余甘子和野生余甘子中检测到杂环类化合物,包括2 种芳基化合物,而在2 个新品种挥发物中均未检出,大多数芳香族化合物都具有芳香气味,这或许是人工种植余甘子和野生余甘子气味的独到之处。不过果实所散发的特有气味都是多种成分共同作用的结果,新品种余甘子和野生余甘子在挥发物组成及相对含量上具有明显不同,所以也构成了各自独特的风味。
2.4 余甘子核仁含油率及油脂脂肪酸组成
图3 4 种余甘子样品核仁含油率Fig.3 Oil contents in the seeds of four varieties of P. emblica L.
表4 4 种余甘子核仁油中脂肪酸组成Table4 Fatty acid composition of the seed oils of four varieties of P. emblica L.
本课题组前期研究发现,余甘子核仁油中富含α-亚麻酸和亚油酸等多不饱和脂肪酸[20],为全面考察盈玉和糯种的开发利用价值,对其核仁含油率及油脂脂肪酸组成进行分析。由图3、表4可知,盈玉的核仁含油率极低,不足2%,且油脂中ω-3脂肪酸即α-亚麻酸的含量也低于其他3 个样品;糯种和人工种植余甘子在核仁含油率及油脂脂肪酸组成上与以往研究结论[28]相符,α-亚麻酸相对含量均在50%以上,有较高的应用价值和开发潜力;野生余甘子核仁油中脂肪酸种类最为丰富,高达16 种,但核仁的含油率仅为4.18%,同盈玉一样,核仁作为油料开发利用的价值不高。
3 结 论
通过对盈玉、糯种、人工种植余甘子和野生余甘子果实性状、果汁营养成分、果肉挥发物及核仁油的分析及对比可以看出,新品种虽然在部分成分含量上不及人工种植和野生余甘子,但正是这些含量的差异给新品种带来更好的口感,且盈玉的平均单果质量高达27.95 g,高于目前国内种植的其他余甘子品种的单果质量[29-30],鲜果果色鲜亮通透、果皮光滑干净,果肉占比和含水量高于野生余甘子,且达到显著性差异,从产品开发角度出发,无论是鲜食还是进行果脯加工或榨取余甘子果汁,盈玉和糯种都有更大的优势。但如果仅从功效成分含量来看,野生余甘子的药用价值可能更明显,所以在实际加工中可考虑分类利用,将人工种植余甘子或野生余甘子中的VC和总酚进行富集或作为添加剂与其他产品复配,以达到资源最大化利用;同时在新品种培育过程中仍需继续努力,在保证优良鲜果性状的同时继续降低有机酸的含量。