云南省昭阳区和马龙区苹果营养品质的比较研究

李凯茜，叶艳萍，毕亚楠，杜丽娟

（云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所，昆明 650205）

苹果，因其营养价值高，耐贮性好，供应周期长深受消费者的喜爱，被许多国家大力推荐为主要消费果品［1］。在我国，苹果作为第一大果品，其栽培面积、总产量均占世界总量的40%以上［2］。据国家统计局数据显示，2015年我国苹果产量已达426万t，占全国水果总产量24.4%［3］。按照苹果栽培面积和总产量，可将中国苹果生产区划分为渤海湾产区、西北黄土高原产区、黄河故道产区、秦岭北麓产区、西南冷凉高地产区［4］。近年来，隶属于西南冷凉高地优势产区的云南省、贵州省果树种植业迅速发展，云南省在2010年苹果种植面积达3.1万hm2，年产量达25.8万t，约占全国总产量的0.8%，逐渐成为西南地区优质苹果重要产区。经过近10年的优势产区布局调整，我国苹果生产区域逐步向优势区域集中，云南主要集中在滇西北丽江、宁蒗、剑川产区，滇东北昭通产区，滇中昆明产区，滇东曲靖产区［5］。其中，昭通产区为苹果生长适宜区，该地区海拔1900～2200 m，年均温11.7 ℃，是云南最大的苹果产区，其种植面积约占云南省种植面积的46.2%［5］，产量约占西南冷凉高地产区的25%［6］，被农业农村部誉为“南方最优质的苹果生产基地”［7］。因其自然优势所产苹果肉质细脆，酸甜可口，丰富多汁。长期以来昭通苹果的年产量、销售量、知名程度远超云南其他产区苹果。滇东曲靖产区，海拔1900～2300 m，年均温12.7 ℃，为苹果生长次适宜区，知名程度不如昭通产区，苹果种植面积约占云南省种植面积的20%，所产苹果销往贵州、两广等地，部分出口东南亚国家［5］。经过品种结构优化调整，云南省主要栽种品种有10多种，主要是红富士、新乔纳金、红将军、皇家嘎拉、红星等。主产区苹果主栽品种相对集中在红富士、红将军、皇家嘎拉等中晚熟品种，而非主产区的栽培品种相对分散［5］。苹果的生产种植与气候环境、品种及管理措施密切相关，尤其是气候环境，云南气候不同，海拔高度不同，使得同一品种在省内不同地区表现不同［5］。本研究选取主要种植品种红富士苹果为研究对象，测定云南昭阳、马龙区所产苹果主要营养成分，包括可溶性固形物、维生素C、硬度、矿质元素、总糖、总酸等，并进行系统性的分析和对比，探讨2个不同气候海拔地区所产苹果在营养品质及风味品质上的差异性，以期为云南苹果扩大种植面积、实现优质高效生产、促进产业发展，及相关产品的研究和开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试苹果分别来自于昭阳区和马龙区，品种为红富士苹果，所选果树树龄均超过5年，同一地区采样树管理措施相同，生长基本一致，所选果实无病虫害，无机械损伤。每个处理重复3次。

1.2 仪器

OPTIMA8000电感耦合等离子体发射光谱仪（美国PerkinElmer公司）、E2695高效液相色谱仪（美国Waters公司）、BSA123S-cw电子分析天平（德国赛多利斯公司）、BINDERFD-115电热鼓风干燥箱（德国宾德公司）。

1.3 试剂

乙醇（分析纯）、硝酸（优级纯）、高氯酸（优级纯）、偏磷酸（≥38%）、磷酸三钠（分析纯）、磷酸二氢钾（分析纯）、磷酸（85%）、L-半胱氨酸（优级纯）、十六烷基三甲基溴化铵（色谱纯）、甲醇（色谱纯）、乙腈（色谱纯）、乙酸锌（分析纯）、亚铁氰化钾（分析纯）、盐酸（分析纯）、硫酸铜（分析纯）、亚甲蓝（分析纯）、酒石酸钾钠（分析纯）、乙酸锌（分析纯）、冰乙酸（分析纯）、酚酞（分析纯）、氢氧化钠（分析纯）、蒽酮、乙酸乙酯、硫酸（分析纯）。

1.4 方法

本研究采用我国食品营养成分国家标准分析方法对不同地区苹果可溶性固形物、维生素C、硬度、矿质元素、总糖、总酸等营养成分项目进行检测。具体检测项目和方法：（1）可溶性固形物按NY/T 2637（第一法折射仪法）；（2）总酸按GB 12456—2021（第一法 酸碱指示剂法）；（3）总糖按蒽酮试剂法［8］；（4）还原糖按GB 5009.7—2016（第一法 直接滴定法）；（5）果糖、葡萄糖、蔗糖按GB 5009.8—2016（第一法 高效液相色谱法）；（6）维生素C按GB 5009.86—2016（第一法 高效液相色谱法）；（7）矿质元素：按GB 5009.268—2016（第一法 电感耦合等离子体发射光谱法）；（8）有机酸：按刘晶等［9］方法（高效液相色谱法）。果实甜度值计算方法：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［8］：

1.5 统计学方法

试验结果以平均值±相对偏差的形式表示，应用IBM Spss Statistics、Graphpad Prism等软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 果实中基本营养成分种类及含量

图1结果显示，可溶性固形物是影响苹果口感和营养品质的重要因素，常作为苹果品质评价的重要指标［10］，马龙区所产苹果可溶性固形物平均含量为15.36%，大于昭阳区，但无显著差异；维生素C具有抗氧化性能预防动脉硬化，坏血病，促进胶原组织合成［11］，苹果中的维生素C在空气中容易被氧化造成损失［12］，两地区苹果维生素C含量差异性明显，马龙区苹果维生素C平均含量低于昭阳区，分别为5.24 mg/100 g和6.75 mg/100 g；硬度通常用于反应水果的酥脆程度，硬度大的果实口感较硬，硬度小的果实较为酥脆［12］，马龙区和昭阳区苹果的去皮硬度最小值分别为3.19 kg/cm2和4.17 kg/cm2，最大值分别为7.97 kg/cm2和9.13 kg/cm2，均小于10 kg/cm2，较为酥脆，昭阳区苹果较马龙区酥脆。

图1 马龙区、昭阳区苹果基本营养成分含量

2.2 果实中总糖、可溶性糖组份及含量分析

可溶性糖作为植物光合作用的重要产物，可以作为衡量植物果实风味品质的重要指标［10］。梁俊等［13］测定了11种苹果可溶性糖，结果表明，苹果中主要的可溶性糖有果糖、葡萄糖和蔗糖。图2结果显示，两地区苹果中主要有果糖、葡萄糖、蔗糖与梁俊结果相符，不同可溶性糖组分含量占比不同，按占比高低排序为果糖＞蔗糖＞葡萄糖，果糖占比最高，均占总糖的50%左右，属于果糖积累型；马龙区和昭阳区蔗糖平均含量分别为2.77 g/100 g、2.82 g/100 g，葡萄糖分别为2.28 g/100g、2.17 g/100 g，均占总糖含量的20%左右，蔗糖含量稍高于葡萄糖含量；两地可溶性糖各组分含量无显著差异性。昭阳区苹果总糖含量变化范围介于10.80～14.70 g/100 g之间，马龙区变化范围10.00～17.60 g/100 g之间，两地总糖平均值分别为12.43 g/100 g和12.57 g/100 g，无显著差异性。

图2 马龙区、昭阳区苹果总糖、可溶性糖成分含量

2.3 果实中总酸、有机酸组分及含量分析

表1结果显示，马龙区、昭阳区苹果总酸平均含量分别为2.76 g/kg和2.8g/kg，变化范围均介于0.1～0.5 g/kg之间，无显著差异性；有机酸包括苹果酸、柠檬酸、奎尼酸、莽草酸、绿原酸，不同地区果实有机酸含量占比不同，但高低顺序相同，由高到低依次为苹果酸＞奎尼酸＞莽草酸＞绿原酸＞柠檬酸；两地区苹果有机酸组分均表现出苹果酸含量最高，平均含量分别为2.52 g/kg、2.56 g/kg，奎尼酸次之分别为0.83 g/kg、0.58 g/kg，莽草酸含量分别为0.1 g/kg、0.06 g/kg、绿原酸含量极低均低于0.1 g/kg，除苹果酸外，两地区有机酸其它组分含量均表现出显著差异性；马龙区苹果奎尼酸、莽草酸、绿原酸含量均高于昭阳区，相差2倍左右。

表1 马龙区、昭阳区苹果有机酸含量及其组成 单位：g/kg

2.4 果实中甜度、糖酸比、甜酸比分析

果实的真实风味除了取决于糖，酸含量的绝对值外，还取决于糖酸配合，既糖酸比值，因此甜度、甜酸比、糖酸比被用于测评苹果的风味品质［13］，图3结果显示，马龙区、昭阳区苹果甜度分别为15.50、15.71，糖酸比分别为46.92、48.78，甜酸比分别为57.94、61.96。两地区苹果甜度、甜酸比、糖酸比差异较小，且统计学分析结果无显著差异性，两地苹果风味品质相似。

图3 马龙区、昭阳区苹果糖酸风味

2.5 果实中糖酸物质的相关性分析

图4对马龙区苹果总糖、总酸、甜酸比、糖酸比及各种可溶性糖和有机酸进行相关性分析，结果表明，各指标之间存在一定的相关性，可溶性糖的各组分含量与比例对苹果甜味的形成有重要意义，相关研究表明，可溶性糖的成分比例决定了苹果的甜度值及风味品质［14］。本研究中苹果甜度值与总糖、还原糖、葡萄糖、果糖皆呈显著正相关，甜度值与果糖极显著正相关（r=0.96），其次是葡糖糖（r=0.82）。总糖与葡萄糖、果糖表现出显著正相关性，相关系数分别为0.83、0.93（P≤0.05），这与果糖含量占总糖含量比值最大相符，表明果糖是苹果中主要可溶性糖。有研究表明，果实的风味主要由糖酸含量、比例决定，而总酸含量对糖酸比和甜酸比影响较大［15-16］。甜酸比和糖酸比值与总酸呈极显著负相关，相关系数均为0.81，与苹果酸均呈极显著负相关（r=0.80），与柠檬酸均成显著负相关（r=0.57）。总酸与柠檬酸、苹果酸呈显著正相关，相关系数分别为1.00和0.53，表明苹果酸为苹果中主要酸类，对苹果中总酸含量、甜酸比和糖酸比影响显著。苹果酸影响苹果的风味，酸度越小，糖（甜）酸比值越大口感越甜。

图4 马龙区苹果可溶性糖与有机酸组分的相关性分析

图5结果显示，昭阳区苹果中总糖与风味值甜度呈显著正相关性，相关系数为0.60（P≤0.05），果糖作为可溶性糖的主要成分也与甜度呈显著正相关性，相关系数为0.65；蔗糖与苹果的甜度比值、酸甜比值呈显著正相关性；苹果中的总酸与糖酸比值和甜酸比值呈显著负相关关系，相关系数分别为-0.91和-0.92，即糖酸比和甜酸比可随总酸含量的升高而降低；苹果酸作为苹果中的主要有机酸与总酸呈显著正相关关系，相关系数为1.00，与甜度比值、酸甜比值呈显著负相关，相关系数均为-0.91。

图5 昭阳区苹果可溶性糖与有机酸组分的相关性分析

2.6 果实中的矿质元素含量及分析

研究表明，矿质元素在植物生长发育过程中极为重要，矿质元素不仅影响了果实的生长发育，对其产量和果实品质也有重大影响［17］。各种矿质元素的含量决定了果实的可溶性固形物、维生素C、总酸含量、果实外形、果实硬度、耐贮存性等品质［18-19］。不同矿质元素对各项果实品质指标的主要影响不同，相关研究发现钾、铜、铁、锰含量与对果实的硬度影响较大，钾对可滴定酸影响最大，其次是锰、铜、钙，钾和钙对果实的可溶性固形物含量也有较大的影响［20］，顾曼如等［21］研究表明，钾、锌、磷则对苹果的色泽呈正相关关系，氮、锌、镁可影响果实的总糖量。李宝江等［22］对苹果中的矿质元素与耐贮存性进行了研究，结果表明，钙与苹果的耐贮存性呈正相关。表2对两地区苹果矿质元素组成及含量进行了测定分析，两地区苹果7种矿质元素含量中，钾含量居高，平均含量分别为123.23 mg/100g和110.31 mg/100g，均高出其他矿质元素平均含量20倍。其次是钙、镁、钠，平均含量均为5 mg/100g左右，表现出了高钾低钠的特性。马龙区苹果的钾含量明显高于昭阳区，钠、镁的平均含量也高出昭阳区，而钙含量昭阳区略高于马龙区，两地区之间3种元素均无明显差异性。锰含量较低，两地区含量分别0.21 mg/100g和0.093 mg/100g，差异性明显。铁、锌含量极低，均低于0.01 mg/100g，且统计学分析结果无显著差异性。

表2 马龙区、昭阳区矿质元素含量及组成 单位：mg/100 g

3 讨论

本研究对云南昭阳、马龙2个苹果产区的富士苹果进行了品质分析测定，结果表明，两地区苹果可溶性固形物含量相似，无明显差异性，昭阳区果实维生素C含量稍高，两地区维生素C含量差异性显著。两地区果实均较为酥脆，马龙区苹果较昭阳区硬一些。本研究中，昭阳区和马龙区苹果可溶性糖组分一致，含量相似，无明显差异性，总糖含量无明显差异，果糖含量较高，其次是蔗糖。相关性分析表明，果糖含量与总糖含量呈极显著正相关关系。两地区所产苹果总酸含量相似，有机酸组分一致，均表现出苹果酸含量最高，奎尼酸次之。此外，苹果酸与总酸含量呈极显著正相关关系。除苹果酸外，两地区有机酸其它组分含量均表现出显著差异性。果实的风味和品质是糖、酸、单宁和芳香物等多种物质综合作用的结果，其中糖、酸组分其含量及配比起主要作用，而糖酸配比在一定程度上受总酸含量影响较大，总酸含量与果实风味的优劣有着较大的关系［23］。两地区苹果甜度，甜酸比、糖酸比表现出无显著差异性，因此两地区苹果风味差异性不大。两地总酸含量、苹果酸含量都与糖酸比、甜酸比表现出极显著负相关性。总糖含量、果糖含量仅与甜度值表现出极显著正相关关系。矿质元素不仅影响苹果果树的生长发育，还能影响果实的营养组成部分和风味品质［24］，苹果中的矿质元素主要有氮、钾、磷、钙、镁、硼、锌、锰、铁、铝、铜、钠等。相关研究表明，苹果中钾、磷、钙、镁含量较高，锌、锰、铁、铝、铜、钠较低［4，21，25］。本研究中两地区苹果元素组成一致，除锰外其他元素含量无显著差异。钾、钙、镁含量相对较高，钠、锰、铁、锌含量较低这与前人的研究相一致。具体含量之前的研究存在一定的差异，这可能与苹果的生长、栽培环境，施肥量有关。

4 结论

经过测定和对比分析可得出，“红富士”苹果在云南昭通昭阳和曲靖马龙2个地区果实品质表现稳定，两区所产“红富士”苹果营养品质差异较小，风味相似，昭阳区果实可能耐贮性更优于曲靖马龙区，这需要进一步研究和明确。云南省可调整产区布局，利用滇东曲靖产区气候优势，扩大苹果种植面积，增加优质苹果产量，扩大云南苹果品牌影响力，提高市场占有率。