余甘子果實不同發育階段品質比較

宋志姣,梁鳳鳴,2,章金龍,黃佳聰,李曉嬌*

1(保山學院 資源環境學院,云南 保山,678000)2(云龍縣農業技術推廣中心,云南 大理,672700)3(云南省保山市林業和草原技術推廣站,云南 保山,678000)

余甘子(PhyllanthusemblicaL.),又名滇橄欖、油甘子、奎扎(藏)等,是葉下珠科(Phyllanthoideae)葉下珠屬(Phyllanthus)植物[1-2]。余甘子的果實有抗病毒、抗炎、抗腫瘤、抗氧化、護肝等多種功效[3-4],對高血壓、糖尿病亦有預防和治療作用[5-6],是重要的食品、保健品和藥品開發原料,被世界衛生組織指定為待推廣種植的保健植物之一[7]。通常情況下,余甘子每年3—4月開花,5月下旬—8月中旬果實膨大,9—11月果實成熟,成熟后的余甘子果實可在樹上留存至次年2月中旬;如遇春夏干旱,余甘子仍然能夠開花結果,但果實成熟期延遲[1]。

果實的營養成分、生物活性物質以及口感風味因采收期不同而有所差異[8]。過早采收,余甘子果實的營養成分積累不足,口感青澀、發苦;過晚采收,則易錯過生物活性物質富集的高峰期[9]。充分了解不同發育階段果實品質的變化規律,有助于提高余甘子果實品質,從而保障農戶與相關企業的收益。果實品質包括色澤、果形等外觀品質,糖、有機酸等食用品質,以及生物活性物質、芳香物質等外延品質[8]。目前學者們已對茶枝柑(Citrusreticulata‘chachi’)[10]、黃金蜜桃[8]、油橄欖(Oleaeuropaea)[11]、枇杷(Eriobotryajaponica)[12]等多種經濟林木開展不同發育階段果實品質研究;對于余甘子而言,僅‘玉盈’、‘翠珠’兩個品種有過相關報道[9],而對于云南主栽品種‘高黎貢山’[13]和‘保山2號’[14]尚缺乏系統研究。本文以‘高黎貢山’和‘保山2號’兩個品種為研究對象,依據其果實發育過程分4個時期采收果實,分析其食用和外延品質指標的變化規律,并基于品質指標之間的相關性分析,應用主成分分析確定最佳采收期,為余甘子果實的采收、貯藏保鮮和深加工提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

‘高黎貢山’和‘保山2號’余甘子果實均采摘自云南省保山市隆陽區蒲縹鎮余甘子種植基地[北緯99.058°,東經24.967°,海拔(1 434.59±18.96) m]。選擇長勢一致且處于盛果期的‘高黎貢山’和‘保山2號’兩個品種余甘子各3株(樹齡為8 a),在每個植株東、南、西、北4個方向隨機采摘成熟度相對均勻且無蟲害的果實[15]。采摘期為2022年7月16日(第一次膨大期,同一結果枝上的余甘子果徑大小不一)、9月1日(第二次膨大期,此時兩個品種余甘子果實的表皮光滑具蠟質層)、10月15日(‘高黎貢山’余甘子成熟期,果實表皮逐漸產生褐色斑點)、11月30日(‘保山2號’余甘子成熟期,果實表皮逐漸變粗糙),果實采摘后編號帶回實驗室即進行測定,當天未完成測定的果實置于4 ℃冰箱內保鮮。

1.1.2 試劑

乙醇、酚酞、NaOH、偏磷酸、草酸、NaHCO3、白陶土、濃硫酸,重慶川東化工(集團)有限公司;蒽酮、鎢酸鈉、鉬酸鈉、磷鉬酸、無水碳酸鈉、磷酸、乙酸乙酯,津市風船化學試劑科技有限公司;2,6-二氯靛酚,美國BOSF公司;單寧酸、兒茶素、沒食子酸,上海金穗生物科技有限公司;Folin-Ciocaltens試劑,合肥博美生物科技有限公司;石油醚、葡萄糖標準品、Na2CO3,北京化工廠;L(+)-抗壞血酸,國藥集團化學試劑有限公司;以上試劑均為分析純。實驗用水為超純水。

1.2 實驗方法

1.2.1 果實品質指標的測定

采用GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中的直接干燥法測定水分含量,NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定 折射儀法》測定可溶性固形物含量;可食率的具體測定方法為,將余甘子果實洗凈、擦干,隨機取20顆果實稱重(精確到0.000 1 g),去核后稱量果肉質量,計算果肉占比即為可食率;分別采用GB/T 12456—2021《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》中的酸堿指示劑滴定法和GB/T 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的2,6-二氯酚靛酚滴定法測定總酸和抗壞血酸含量,蒽酮比色法[16]、鎢酸鈉-磷鉬酸+碳酸鈉比色法[17]、福林-酚比色法[18]以及酒石酸亞鐵比色法[19]測定總糖、單寧酸、多酚、沒食子酸含量。

1.2.2 數據處理

所有數據均以平均值±標準差表示;采用SPSS 13.0統計學軟件進行方差分析、多重比較、相關性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 余甘子果實品質隨采摘期的動態變化

2.1.1 不同采摘期余甘子食用品質比較

由圖1可知,同一品種不同采摘期余甘子果實的含水率、可溶性固形物含量、可食率、總酸含量和總糖含量等食用品質指標差異極顯著(P<0.01)。隨著果實逐漸成熟,‘保山2號’余甘子果實的含水率呈現逐漸降低的趨勢,含水率的變化范圍為80.96%～84.67%;‘高黎貢山’余甘子果實的含水率則呈現先增加后減少再增加的趨勢,9月1日—10月15日之間果實含水率差異不顯著,含水率的變化范圍為85.24%～86.69%。

a-含水率;b-可溶性固形物;c-可食率;d-總酸;e-總糖

在每個采摘期,‘保山2號’余甘子的可溶性固形物含量均高于‘高黎貢山’余甘子,但兩個品種的可溶性固形物含量的變化趨勢不同:‘保山2號’余甘子的可溶性固形物含量呈先降低后增高的趨勢,在9月1日降至最低,在11月30日最高,為19.67%;‘高黎貢山’余甘子可溶性固形物含量則呈先降低后升高再降低的趨勢,在10月15日達到最大值,為11.33%。在前3個采摘期內,‘高黎貢山’余甘子果實的果核和種子持續發育,可食率逐漸降低,在10月15日達到最低,11月30日‘高黎貢山’‘保山2號’余甘子的果實可食率達到最高,為87.72%、87.64%。

‘保山2號’和‘高黎貢山’余甘子的總酸含量均在10月15日達到最高,顯著高于該品種的其余采摘期,分別為6.94%和9.71%;此后顯著降低?？傮w來看,各采摘期內‘高黎貢山’余甘子的總糖含量均高于‘保山2號’余甘子,兩個品種余甘子的總糖含量均呈先上升后下降的趨勢,且均在10月15日最高,此時‘保山2號’和‘高黎貢山’余甘子的總糖含量分別為102.48、110.92 mg/g。

2.1.2 不同采摘期余甘子外延品質比較

由圖2可知,同一品種不同采摘期余甘子果實的維生素C、單寧酸、多酚和沒食子酸含量等外延品質指標呈極顯著差異。隨著果實逐漸成熟,‘保山2號’和‘高黎貢山’兩個品種余甘子的維生素C含量均呈現先增加后減少的變化趨勢,且均在10月15日最高,分別為732.48、789.60 mg/100 g。在前3個采摘期,‘保山2號’余甘子果實單寧酸含量持續上升,‘高黎貢山’余甘子則先下降后升高,兩個品種的果實單寧酸含量均在10月15日達到最高,分別為(5.66±0.6)、(5.31±0.16) mg/kg;之后兩個品種的果實單寧酸含量均下降,但下降幅度未達顯著水平?！呃柝暽健喔首拥亩喾雍烤哂凇Ｉ?號’余甘子,‘高黎貢山’余甘子的多酚含量在9月1日最高,達到187.14 g/g;‘保山2號’余甘子多酚含量在10月15日最高,為149.11 mg/g?！呃柝暽健喔首拥臎]食子酸含量呈先降低后增加的趨勢,在7月15日最高,為3.89 mg/g,但與11月30日差異不顯著;‘保山2號’余甘子則呈先增加后減少的趨勢,在10月15日最高,為4.37 mg/g,11月30日略有下降。

a-維生素;b-單寧酸;c-多酚;d-沒食子酸

2.2 適宜采摘期的綜合分析

2.2.1 余甘子果實品質指標的相關性分析

如表1所示,‘高黎貢山’余甘子的可食率、總酸和多酚含量與其余指標相關性最強;其中可食率與沒食子酸含量顯著相關,與總酸、總糖、維生素C和多酚含量極顯著負相關;總酸含量與可溶性固形物、總糖、維生素C、單寧酸和多酚含量呈極顯著正相關;多酚含量與可食率、總酸、總糖、維生素C含量極顯著相關,與沒食子酸含量顯著相關?？墒陈逝c維生素C含量呈極顯著負相關,說明‘高黎貢山’余甘子果實的可食部分占比越大,維生素C含量越小;總糖含量與多酚、維生素C和總酸含量呈極顯著正相關,與可食率呈極顯著負相關。

表1 ‘高黎貢山’余甘子品質指標相關性分析Table 1 Correlation analysis of quality indexes of ‘GaoLigong Mountain’ P. emblica

由表2可知,對于‘保山2號’余甘子而言,果實總酸和沒食子酸含量與其余指標相關性最強,總酸含量與其余6個指標呈極顯著相關關系;沒食子酸含量與可溶性固形物、總酸、維生素C和單寧酸含量呈極顯著正相關,與總糖和多酚含量呈顯著正相關?！Ｉ?號’余甘子果實的總糖含量與多酚含量相關關系最顯著,相關系數達到0.915。

表2 ‘保山2號’余甘子品質指標相關性分析Table 2 Correlation analysis of quality indexes of ‘Baoshan No.2’ P.emblica

對比表1和表2可以看出,‘高黎貢山’余甘子的沒食子酸與單寧酸呈顯著正相關,與多酚呈顯著負相關;而‘保山2號’余甘子的沒食子酸與單寧酸呈極顯著正相關,與多酚呈顯著正相關。余甘子各品質指標間關系密切,但不同品種余甘子品質指標間相關性不同。同一品質指標與其余指標的相關性也因品種不同而有所差異,這可能是余甘子還富含其他多酚類物質,也可能是不同品種的遺傳差異導致。

2.2.2 余甘子果實品質指標的主成分分析

余甘子果實品質涉及品質指標多,且各果實品質指標間存在較為復雜的相關性,僅以某個品質指標不足以衡量其適宜采收期,因此引入主成分分析和綜合指數選擇法科學評價不同品種、不同采摘期的果實品質[20]。表3顯示了兩個品種余甘子品質指標的貢獻率和累積貢獻率?！呃柝暽健喔首拥谝恢鞒煞痔卣髦禐?.276,解釋果實品質特征值總和的58.625%,第二主成分特征值為2.697,解釋了果實品質特征值總和的29.962%,前兩個主成分累計貢獻率為88.587%;‘保山2號’余甘子第一主成分特征值為6.412,解釋果實品質特征值總和的71.240%,第二主成分特征值為2.007,解釋了果實品質特征值總和的22.298%,前兩個主成分累計貢獻率為93.537%。兩個品種的前兩個主成分累計貢獻率均大于85.000%[21],不需要再添加主成分。

表3 兩個品種余甘子各品質指標主成分的特征根和貢獻率Table 3 Characteristic roots and contribution rate of the main components of each quality index in two varieties of P. emblica

如表4所示,‘高黎貢山’余甘子的第一主成分中總酸、維生素C、總糖和多酚含量有較為重要的正載荷,可食率和沒食子酸含量有較為重要的負載荷;第二主成分中可溶性固形物、總酸和單寧酸含量有較為重要的正載荷?！Ｉ?號’余甘子的第一主成分中可溶性固形物、總酸、維生素C、總糖、單寧酸、多酚和沒食子酸含量有較為重要的正載荷,水分含量有較為重要的負載荷;第二主成分中的可溶性固形物含量和可食率有較為重要的負載荷。根據綜合指數選擇法構建‘高黎貢山’余甘子的品質指標表達式為:y1=0.168x1+0.053x2-0.414x3+0.320x4+0.431x5+0.434x6+0.006x7+0.435x8-0.362x9,y2=-0.138x1+0.571x2-0.03x3+0.412x4-0.019x5-0.03x6+0.607x7-0.027x8+0.337x9;‘保山2號’余甘子的品質指標表達式為:y1=-0.327x1+0.266x2+0.160x3+0.364x4+0.389x5+0.332x6+0.391x7+0.313x8+0.390x9,y2=0.388x1-0.460x2-0.514x3+0.239x4+0.104x5+0.379x6-0.069x7+0.395x8-0.047x9,再將標準化的各品質指標測定值代入表達式進行打分,得到不同品種、不同采摘時間點的第一主成分、第二主成分和綜合評價得分(表5)。

表4 主成分載荷矩陣Table 4 Principal component load matrix

表5 因子得分及排序Table 5 Factor scores and ordering

2.2.3 適宜采摘期的綜合選擇

將‘高黎貢山’余甘子不同采摘期的品質按綜合得分高低進行排序為:10月15日>11月30日>9月1日>7月15日?！Ｉ?號’余甘子的綜合得分排序為:10月15日>9月1日>11月30日>7月15日。在綜合指數選擇法中綜合評分越高說明該品種的各品質指標在這個采摘時間點綜合表現較好?！呃柝暽健喔首雍汀Ｉ?號’余甘子均在10月15日表現較好,此時‘高黎貢山’余甘子果實表皮呈黃綠色,果實表皮逐漸產生褐色斑點;‘保山2號’余甘子果實表皮呈淺綠色,果實表皮較光滑(圖3)。

a-高黎貢山余甘子;b-保山2號余甘子

3 討論

不同采摘期的‘高黎貢山’和‘保山2號’兩個品種余甘子果實的品質指標差異極顯著,與福建的‘藍田粉甘’和‘六月白’兩個品種余甘子[22],以及云南大理的‘翠珠’、‘盈玉’和野生余甘子[9]的研究結果一致,說明采摘期對余甘子品質影響顯著。適時采收是保證果實優質的前提,大部分水果依據其外觀特性確定采收時機,但該方法并不能真正反映果實營養成分[22]。本研究于最佳采收期(10月15日)所測‘高黎貢山’和‘保山2號’兩個品種余甘子的總酸、總糖、維生素C和沒食子酸均顯著高于李碧琳等[3]的測量結果,可能是后者根據外觀形態判斷果實采收時間,而未在最佳采摘期進行收獲和測定的緣故。

‘高黎貢山’余甘子和‘保山2號’余甘子的最佳采摘時間均為10月15日左右,此時兩個品種的綜合品質較好,實際生產中仍需針對不同的產品需求進行具體分析:‘保山2號’余甘子果實在生長成熟階段水分逐漸降低,果實內部的物質積累逐漸增加,比‘高黎貢山’余甘子更適合加工制作成果干、果脯類產品?！呃柝暽健喔首雍汀Ｉ?號’余甘子果實的總糖在采摘時間內緩慢上升,可食率在采摘后期持續升高,從鮮食和榨取余甘子果汁的角度出發,在果實成熟的后期進行采摘為宜,此時果實內的總酸也隨著果實的膨大和呼吸消耗而降低,風味更佳;同時,余甘子中的單寧會增加果汁渾濁程度,從而影響感官品質,綜合認為制作果汁則11月30日左右采摘更為恰當。作為食品,余甘子的維生素C、單寧酸、多酚等生物活性物質為重要的評價指標,兩個品種余甘子果實的上述生物活性成分在10月15日含量最高,更適合采摘后用于保健食品開發。作為藥品,沒食子酸是《藥典》中規定的余甘子藥用成分,該成分因品種不同而變化趨勢各異,‘保山2號’10月15日含量最高,‘高黎貢山’11月30日含量最高,因此藥用余甘子則需根據不同品種的沒食子酸含量高峰分別采摘。余甘子果實成熟后不落果,可以繼續留樹保鮮延長保鮮期[1],在今后的研究中可增加更多品種,縮短采樣間隔,并對成熟后樹上留存余甘子果實品質變化規律進行研究,為確定余甘子適宜采摘期提供可靠數據。

4 結論

對‘高黎貢山’和‘保山2號’兩個余甘子品種不同發育階段果實的9個品質指標進行比較分析,結果表明,同一個品種的余甘子,其果實含水率、可溶性固形物含量、可食率以及總酸、總糖、維生素C、單寧酸、多酚和沒食子酸含量在不同發育階段差異均極顯著(P<0.01),但各品質指標的變化趨勢不同,總酸、總糖、維生素C和多酚含量隨著果實不斷發育呈先升高后降低的趨勢,可溶性固形物含量則先降低后升高。不同品種余甘子果實的含水率、可食率和沒食子酸含量變化趨勢不同,‘高黎貢山’余甘子的沒食子酸含量呈先降低后升高的趨勢,而‘保山2號’余甘子的沒食子酸含量則呈先升高后降低的趨勢。兩個余甘子品種品質指標的相關性分析結果表明,余甘子的品質指標密切相關,‘高黎貢山’余甘子和‘保山2號’余甘子均在10月15日綜合表現較好,此時采摘的‘高黎貢山’余甘子可溶性固形物、總酸、維生素C、總糖、單寧酸和多酚含量均最高,‘保山2號’余甘子總酸、維生素C、總糖、單寧酸、多酚和沒食子酸含量均最高。