四川地区不同蓝莓品种的品质评价及香气成分分析

陈昌琳，孙小钦，钟程操，张小军，董顺文，吕远平，刘纹艺，阳翠*

1(四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所，四川 成都，610300) 2(四川大学 轻工科学与工程学院，四川 成都，610065)

蓝莓果实外观颜色鲜亮，口感丰富细腻，具有独特的酸甜风味，含有多种具有生理活性的成分，如花色苷、黄酮等，是一种具有促进视红素再合成、抗肿瘤、抗泌尿系统感染、抗衰老、预防血栓及心脏疾病等功效的保健水果[1-2]，深受消费者喜爱，种植面积逐年扩大。截至2020年底，全国蓝莓栽培面积6.64万hm2，总产量34.72万t，截至2022年，四川地区栽培蓝莓6 667 hm2，产量达到5万t[3]。

影响蓝莓品质的因素主要包括外观、甜度等[4]，但随着消费者对水果品质要求的进一步提高，蓝莓香气已成为继果实外观、甜度后第三重要的影响因素[5]，因此对蓝莓香气成分的研究也越来越受到重视。蓝莓的香气取决于在成熟过程中合成的几十种挥发性化合物的相互作用，包括醛类、醇类、萜类、酯类等物质[6-9]。不同挥发性化合物的种类和含量构成了各蓝莓品种的不同香气。

全国蓝莓栽培品种日益增多，特别是南方产区，新培育的品种85%为南高丛品种[3]，给四川地区蓝莓种植户带来了机遇与挑战。本研究选用四川地区3个传统主栽品种奥尼尔、绿宝石、密斯梯及3个新品种法新、追雪、春高的果实，根据其外观形态、风味品质、营养成分对6个蓝莓品种的品质进行综合分析，比较不同品种间的品质优劣，为鲜食、加工品种的选育提供依据；采用顶空固相微萃取结合气质联用仪(solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS)对香气成分进行测定、分析，比较不同品种间的香气成分的差异，为种植户、经销商及消费者在品种选择等环节提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验材料为2020年6月于成都市丰欣蓝莓种植有限公司蓝莓基地采摘果实大小、成熟度一致、果面着色均匀且无病、虫、伤害的奥尼尔、绿宝石、密斯梯、法新、追雪、春高6个品种的蓝莓果实，带回实验室预冷后分别贮存于-80、-20 ℃供香气成分及其他果实品质的测定。

GCMS-QP2020气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司；1 cm-50/30 μm DB/CAR/PDMS 固相微萃取萃取头，美国Supelco公司；DF-101 s集热式磁力搅拌器，上海力辰邦西仪器科技有限公司；PAL-1手持式数显糖度计，日本ATAGO公司。

1.2 实验方法

1.2.1 果实品质测定

单果重采用称重法，随机选取20个果实进行称重，取平均值；果形指数测定采用游标卡尺随机测量20个果实的横径纵径，果形指数=纵径/横径[10]。水分含量采用烘干法测定；可溶性固形物(total soluble solid，TSS)采用数显糖度计测定；可滴定酸(titratable acidity，TA)含量参照GB 12456—2021《食品中总酸的测定》，采用pH电位法测定；还原糖参照NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的测定3,5-二硝基比色法测定》；总黄酮采用Al(NO3)3比色法测定[11]；花色苷含量测定采用pH示差法[12]。各指标测定均随机取10～20 g 蓝莓果实打浆混匀后取样测定，每个指标平行测定3次。

1.2.2 顶空固相微萃取测定香气成分

样品处理：10 g蓝莓冰浴匀浆后，取6 g样品置于15 mL样品瓶中，加入磁力搅拌子，迅速密封并摇匀，将萃取瓶放入40 ℃恒温磁力搅拌器中，平衡15 min，插入老化后的萃取头萃取30 min，取出萃取头后立即插入气相色谱仪进样口，于250 ℃解析3 min进样。

气相色谱条件：Rtx-wax色谱柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm)，载气为高纯氦气(He)，载气流速2.0 mL/min；不分流进样；升温程序为40 ℃保持3 min，以5 ℃/min速度上升至90 ℃保持2 min，以8 ℃/min速度上升至230 ℃，保持4 min。

质谱条件：离子源温度230 ℃；接口温度250 ℃；采用全扫描模式(scan)采集信号，质谱检测范围35～500m/z。

香气成分的鉴定：参照NIST14、NIST14 s，对未知挥发性化学成分图谱进行比对定性，用峰面积归一化法计算各香气成分的相对质量分数。

1.3 数据处理

采用Origin 2017进行作图分析，SPSS进行显著性、相关性及主成分分析，P<0.05为显著相关，用SIMCA 14.1进行正交偏最小二乘法-判别分析(orthogonal partial least squares-discrimination analysis，OPLS-DA)。

2 结果与分析

2.1 不同蓝莓品种外观形态比较

对6个品种蓝莓果实的外观形态进行测定，结果如表1所示，6个品种蓝莓果实外观品质有明显差异，其中春高果实单果重、横径、纵径皆最高，且显著高于其他品种，呈扁圆形；3个新品种中，追雪、法新比3个传统蓝莓品种绿宝石、奥尼尔、密斯梯的单果重、横径都小，且都更接近圆形；法新与奥尼尔的单果重及纵径差异不显著。3个传统品种中，绿宝石果实最大，其次是奥尼尔，密斯梯果实最小。

表1 不同蓝莓品种外观形态比较Table 1 Comparison of appearance of different cultiars of blueberry

2.2 不同蓝莓品种的品质比较

由表2可知，春高含水量显著高于其他品种，达到92.36%；追雪含水量最低为82.69%；法新、绿宝石、密斯梯、奥尼尔的含水量在86%～90%依次增加，4者之间差异不显著。追雪还原糖、可溶性固形物及总酸含量均显著高于其他品种。奥尼尔总酸含量显著低于其他5个品种，由于较低的总酸含量，使法新和奥尼尔的糖酸比较高；绿宝石糖酸比显著低于其他品种，追雪、春高、密斯梯的糖酸比差异不显著，说明3个新品种的风味消费者接受度较高。在次生代谢产物方面，花青素是评价蓝莓营养品质的重要指标，6个品种花青素含量差异极显著，其中追雪的含量最高，达到259.96 mg/100 g FW。这可能是因为蓝莓花青素主要存在于果皮中，而追雪的果实体积最小，单位质量的表面积最大，因此花青素含量最高。花青素含量最低的是法新为117.48 mg/100 g FW。

2.3 不同蓝莓品种的果实品质指标间相关性分析、主成分分析及综合评价

对蓝莓果实3个外观形态指标及7个品质指标进行相关性分析，以探索不同指标间的相互关系，筛选进行主成分分析的指标，得到结果如表3所示。

表2 不同蓝莓品种的品质比较Table 2 Quality indexes of different blueberry cultiars

表3 蓝莓品种测试指标间相关性分析Table 3 Correlation coefficient between indexes of blueberrys

横径、纵径、单果重3个指标间相关系数均>0.8，且呈极显著正相关性，横径、纵径、单果重3个指标均反应的是果实大小的品质特性，因此这3个指标反应的信息重合度较高；而这3个指标与含水量表现出显著或极显著正相关关系，表明蓝莓果实大小与含水量存在一定的相关性；含水量、果实大小与总黄酮、花青素、还原性糖、总酸、可溶性固形物呈不同程度显著或极显著负相关，表明大果与质优是矛盾关系，不能同时满足，这也是蓝莓育种中的一大挑战。还原糖与可溶性固形物是蓝莓的糖分含量指标，总黄酮、花青素是蓝莓果实营养物质指标，各品种蓝莓果实含水量均在80%以上，对糖分及营养物质浓度影响很大，因此，含水量与以上5个指标的相关性很高。花青素与总黄酮呈极显著正相关关系，这是由于花青素和黄酮均属于酚类物质[13-14]。花青素与还原糖呈相关系数达到0.8以上的极显著正相关关系，这是因为花青素由糖和花青素苷元合成，同时糖的含量可以影响戊糖呼吸活跃度，戊糖呼吸可以形成莽草酸，而花青素合成所需要的前体是从莽草酸途径产生的[15-16]。糖酸比除与总酸、可溶性固形物呈极显著的负相关外，与其他指标相关性均为显著或不显著，且糖酸比为可溶性固形物含量与总酸含量的比值，为更好地比较6个蓝莓品种的鲜食特性，后续分析中以糖酸比替代可溶性固形物及总酸，综合反映蓝莓果实的风味。

通过对6个蓝莓品种的8个指标进行主成分分析，结果如表4、表5所示。

表4 总解释方差Table 4 Total ariance explained

表5 成分矩阵Table 5 Component matrix and component coefficient matrix

如表4所示，提取出了2个主成分，累计方差贡献率为83.281%，说明提取的2个主成分可以解释原有信息，主成分1的方差贡献率64.20%，包含横径、纵径、单果重、含水量、糖酸比等5个以反应外观和风味的指标，贡献率依次为88.9%、78.1%、88.9%、92.1%、56.9%；主成分2包含营养指标花青素，贡献率为78.4%。

根据各指标与因子成分矩阵，得到如下公式，计算各主成分得分。

F1=0.173X1+0.152X2+0.173X3+0.179X4-0.166X5-0.117X6-0.162X7+0.111X8

F2=0.212X1+0.300X2+0.247X3-0.114X4+0.148X5+0.514X6+0.304X7+0.260X8

以2个主成分及每个主成分对应方差贡献率占提取主成分累计方差贡献率的比例作为权重，得到综合评价函数：

F0=0.771F1+0.229F2

根据综合评价函数，计算出不同品种蓝莓综合得分并排序，结果见表6。

表6 不同品种蓝莓果实品质预测评价结果Table 6 Ealuation results of prediction for different blueberry cultiars

2.4 不同蓝莓品种的香气物质比较

通过GC-MS分析得到6个蓝莓品种的果实香气物质的总离子流图见图1，结果见表7。共鉴定出包括醇类、醛类、酯类、萜类、苯环类在内的90种香气物质。其中，追雪有45种、法新有37种、春高有39种、绿宝石有46种、密斯梯有49种、奥尼尔有34种。醛类和醇类物质占总香气物质比例高于其他类物质，醇类在绿宝石中所含最多，醛类物质在奥尼尔中所含最多，酯类在法新中最多，追雪含酮类、萜类及其他类较其他品种更多。醇类物质中，1-己醇、反式-2-己烯醇在6个品种中占比最高，1-己醇具有水果香气及芳香，绿宝石中E-2-己烯醇占比最高，占其所含醇类物质的63.46%，具有绿叶清香及水果香气；醛类物质主要是具有青草、草本及苹果香味的E-2-己烯醛、3-己烯醛和己醛[17]，法新和奥尼尔中E-2-己烯醛相对含量最高，绿宝石中最少，是法新的47%；酮类主要为香叶基丙酮，带有甜蜜玫瑰香韵味[18]。酯类主要为水杨酸甲酯，具有果香及木香；萜类主要是芳樟醇及D-柠檬烯，芳樟醇带有玫瑰花香味[19]，D-柠檬烯[20]具有薄荷、柑橘味；苯环类主要是具有天竺葵味的对二甲苯。其他类主要是(2R,5R)-2-甲基-5-(丙-1-烯-2-基)-2-乙烯基四氢呋喃、(2R,5S)-2-甲基-5-(丙-1-烯-2-基)-2-乙烯基四氢呋喃。

6个蓝莓品种的果实共有香气物质为1-己醇、青叶醇、反式-2-己烯醇、2-乙基己醇、1-辛醇、3-己烯醛、E-2-己烯醛、天竺葵醛、己醛、庚醛、香叶基丙酮、芳樟醇、D-柠檬烯、对二甲苯、正辛醚。

图1 各蓝莓品种挥发性物质的总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of the olatile aroma components of blueberry cultiars

单位：%

续表7

2.5 特征香气物质分析

图2 OPLS-DA得分散点图Fig.2 Score plot of OPLS-DA

图3 7个特征香气物质OPLS-DA得分散点图Fig.3 Score plot of OPLS-DA with seen characteristic aroma components

3 结论与讨论

本研究对成都地区3个传统主栽品种及3个新品种外观形态、风味品质、营养成分、香气物质4个方面进行了测定分析。分析蓝莓果实的外观形态、风味品质、营养成分测试指标间相关性，并通过主成分分析法对6个蓝莓品种的果实综合品质进行了排名，结果显示，春高因果子较大、含水量高，商品性好，综合排名第1。法新的糖酸比最高，消费者接受度高，排名第2，二者都可以作为鲜食品种继续推广。绿宝石、奥尼尔、密斯梯作为传统最受消费者欢迎的鲜食品种，综合排名第3～5名，可以进一步扩大种植面积。追雪果子最小，商品性最低，排名第6，但花青素含量最高，可以用于加工成高附加值蓝莓花青素产品。香气物质分析结果显示6个品种蓝莓果实所含香气物质种类、相对含量都有较大差异，化合物主要种类为醇类和醛类，主要含有桉叶油醇、1-己醇、E-2-己烯醛等物质。6个品种含有18个共有物质，包括醇类、醛类、酮类、萜类及其他5类。桉叶油醇、1-己醇、E-2-己烯醛、己醛、芳樟醇、香叶醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮为6个蓝莓品种的特征香气物质。本研究有助于了解不同品种蓝莓果实间外观形态、风味品质、营养成分、香气成分的特点及差异，但本研究仅对6个品种蓝莓果实品质进行了研究，还应结合田间表现综合分析6个蓝莓品种的优劣，筛选适宜成都地区种植的蓝莓品种。