劉 麗,郭俊英,陳海燕,李杉杉
(1.中國農(nóng)業(yè)科學院 鄭州果樹研究所,河南 鄭州 450009;2.河南省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與信息研究所,河南 鄭州 450002)
果桑Fructus Mori為??芃oraceae桑屬Morus L.植物,又名桑葚[1]。果桑具有很高的營養(yǎng)價值和保健功能,除含有豐富的糖類、有機酸和大量的游離氨基酸外,還含有白藜蘆醇、花青素、黃酮類化合物等功能性成分,具有增強免疫、抗衰老、抗癌等藥理功能,被衛(wèi)生部列入“既是食品又是藥品”第一植物名單,被稱為“21世紀的最佳保健果品”,號稱“天然富硒水果皇后”[2-4]。
桑樹原產(chǎn)我國,栽培歷史悠久[5]。我國是世界上桑樹種質(zhì)資源最為豐富的國家,現(xiàn)有15個種、4個變種,截止目前,我國科研及生產(chǎn)單位已收集整理的桑樹種質(zhì)資源約3 000余份,其中具有較大利用價值的果桑資源有60余份[6]。近年來,隨著家庭農(nóng)場發(fā)展,觀光采摘園盛行,果桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。目前為止,我國已有10多個省、區(qū)(市)廣泛引種栽培果桑[7]?,F(xiàn)階段果桑產(chǎn)業(yè)的主要問題是育成的果桑新品種少,主栽品種比較單一[8]。為推進果桑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提升品種培育的效率,對篩選出來的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種進行準確客觀的檢測與評價,是研究的基礎性工作[9]。
隸屬函數(shù)法是采用模糊數(shù)學原理進行綜合評價的一種方法。目前已應用于多種果樹的果實品質(zhì)及抗性評價中。鄧真華[10]采用模糊函數(shù)的隸屬函數(shù)法對5個果桑品種的營養(yǎng)成分進行了評價,按營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)劣排序依次為:白玉王>大十>紅果2號>46C019>72C002。
本研究對中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所選育的果桑新品種(系)‘優(yōu)系1’‘優(yōu)系3’‘優(yōu)系2’和主栽果桑品‘大十’‘紅果2號’的經(jīng)濟性狀和營養(yǎng)組分進行測量分析和綜合評價,以期篩選出適合生產(chǎn)中推廣的新優(yōu)果桑品種。
試材為‘無籽大十’‘紅果2號’‘優(yōu)系1’‘優(yōu)系3’‘優(yōu)系2’5個品種,均采自中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所小漿果課題組試驗地。選擇樹勢健壯的4年生成年樹,樹冠大小、樹勢基本一致,生長結果正常;試驗地土壤為沙壤土,地勢平坦,立地條件一致。 于成熟期采摘成熟度一致的鮮果,采摘后用保鮮盒分裝,放入冰盒帶回實驗室進行測定。
1.2.1 果桑主要經(jīng)濟性狀的測量
每個供試品種(系)挑選5株長勢大致相同的植株進行測量,依據(jù)《桑樹種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》的調(diào)查方法,調(diào)查坐果率、單芽坐果數(shù)、米條產(chǎn)果量。果實采收后,每個處理取20個代表性果實,逐一標記,用游標卡尺測定果實的縱徑、橫徑,用天平稱量果實單果質(zhì)量。
米條產(chǎn)果量=株產(chǎn)量/總枝條長。
1.2.2 果?;緺I養(yǎng)成分的測定
還原糖含量測定參照GB/T 5009.7-2016《食品中還原糖的測定》[11],總酸含量測定參照GB/T 12546-2008《食品中總酸的測定》[12],可溶性固形物含量測定參照GB/T 8210-2011《柑桔鮮果檢驗方法》[13],游離態(tài)氨基酸的測定參考GB/T 5009.124-2003《食品中氨基酸的測定》[14]。
1.2.3 果桑中類黃酮和總酚的測定
取果實試樣4 g于10 mL離心管中,加入4 mL 80%甲醇,30 ℃超聲提取10 min,離心管離心3 min(9 000 r·min-1),收集上清液,殘渣用4 mL 80%甲醇重復提取1次,合并2次提取液,定容至10 mL,冷凍保存,用于類黃酮、總酚的測定。每個樣品重復測定3次。
類黃酮含量的測定采用硝酸鋁比色法[15],以蘆丁為標準物建立標準曲線;總酚含量的測定參照Folin-Ciocalteus法[16],以沒食子酸為標準品。
1.2.4 果桑中花色苷含量的測定
參照pH示差法[17],將新鮮果桑進行研磨稱取0.5 g加入酸化乙醇(95%乙醇和1.5 mol/L濃鹽酸,醇與HCl體積比為99∶1),靜置24 h后,離心3 min(95%乙醇和1.5 mol/L濃鹽酸,醇與HCl體積比為99∶1),過濾,得到稀釋原液,重復測定3次,按以下公式計算花色苷含量。
花色苷含量(mg·kg-1)=(A/εL)×MW×DF×V/Wt;
A=pH1.0(A520nm-A700nm)-pH4.5(A520nm-A700nm)。
εL(L·mol-1):為消光系數(shù),取26 900;MW(g·mol-1):矢車菊素-3-葡萄糖苷分子量,取449.2;DF:稀釋倍數(shù);V(mL):提取液體積;Wt(g):樣品質(zhì)量。
采用Excel 2013軟件對試驗結果進行初步分析;用SPSS 22.0進行差異性和相關性分析。
營養(yǎng)品質(zhì)評價應用模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)值法[18]。
隸屬函數(shù)值計算公式:
Zij=(Xij-Ximin) /(Ximax-Ximin)。
如果為負相關,則用反隸屬函數(shù)進行轉換,計算公式為:
Zij=1-(Xij-Ximin) /(Ximax- Ximin)。
其中:Zij表示 i品種j指標的隸屬函數(shù)值;Xij表示i品種 j 指標的測定值;Ximax和 Ximin分別表示各品種中指標的最大和最小測定值。
5個供試果桑品種(系)的主要經(jīng)濟性狀見表1。由表1可知,5個果桑品種(系)的單果質(zhì)量差異顯著,其中優(yōu)系2的單果質(zhì)量最大,為3.87 g,其次是優(yōu)系3單果質(zhì)量,為2.96 g,均顯著高于大十;優(yōu)系3、優(yōu)系2、大十、紅果2號的果形指數(shù)沒有顯著差異;坐果率最高為優(yōu)系1,達92.40%,顯著高于其他品種,其次是大十,坐果率達91.88%,優(yōu)系2的坐果率最低,為88.43%;單芽坐果數(shù)最高為紅果2號,5個品種的單芽坐果數(shù)之間無顯著差異;5個品種(系)的米條產(chǎn)果量差異顯著,從高到低依次為紅果2號>優(yōu)系1>優(yōu)系2>大十>優(yōu)系3。
表1 5個果桑品種(系)主要經(jīng)濟性狀分析?Table 1 Analysis of main economic characteristics of five varieties(lines) of mulberry
5個供試果桑品種(系)桑葚中的基本營養(yǎng)成分含量情況見表2。由表2可知,5個果桑品種(系)桑葚的可溶性固形物含量、還原糖、總酸、類黃酮、花色苷含量具有顯著差異;總酚含量無顯著差異。其中優(yōu)系2的可溶性固形物含量最高,達到14.18%,其次是優(yōu)系3,為14.10%,均顯著高于大十;優(yōu)系3的還原糖、總酸含量最高,其含量分別達到7.10%和3.60 g·kg-1,其次是優(yōu)系2,還原糖、總酸含量分別達到6.90%、3.24 g·kg-1,均顯著高于大十。優(yōu)系1的總酚、類黃酮、花色苷含量最高,分別達到0.63、1.39 mg·g-1、46.09 mg·kg-1,均高于或顯著高于其他品種。
表2 5個果桑品種(系)成熟桑葚中的基本營養(yǎng)成分含量Table 2 Contents of basic nutritional composition in ripe fruits of five varieties(lines) of mulberry
5個果桑品種(系)桑葚中均含有17種游離態(tài)氨基酸,其中7種為人體必需的氨基酸,見表3。由表3可知,在5個果桑供試品種(系)中,優(yōu)系1所含的氨基酸總和最高,為15.46 g·kg-1,其次是優(yōu)系3,為15.40 g·kg-1,均顯著高于大十和紅果2號;優(yōu)系2的氨基酸總和最低,為12.67 g·kg-1。
5個供試品種(系)的各種營養(yǎng)成分含量間存在相關性,見表4。從表4可以看出,類黃酮與總酚、總氨基酸間均存在極顯著相關關系(P<0.01),可溶性固形物與還原糖,總酚與總氨基酸間存在顯著相關關系(P<0.05)。說明各種營養(yǎng)成分含量之間存在較強的相關性。
果桑的營養(yǎng)品質(zhì)是一個綜合性指標,采用模糊數(shù)學的隸屬函數(shù)法對供試品種的營養(yǎng)成分進行綜合評價,結果見表5。根據(jù)平均隸屬函數(shù)值,可將果桑按營養(yǎng)品質(zhì)進行排序依次為:優(yōu)系1>優(yōu)系3>大十>優(yōu)系2>紅果2號。
表3 5個果桑品種(系)成熟桑葚中游離氨基酸的含量?Table 3 Contents of free amino acids in ripe fruits of five varieties(lines) of mulberry g·kg-1
表4 5個果桑品種(系)桑葚中的營養(yǎng)成分含量相關性分析?Table 4 Correlation analysis of nutritional composition content in ripe fruits of five varieties(lines) of mulberry
表5 5個果桑品種(系)成熟桑葚中營養(yǎng)成分的隸屬函數(shù)值Table 5 The membership function in ripe fruits of five varieties(lines) of mulberry
果桑作為藥食兼用樹種,既可以鮮食又可以制成營養(yǎng)豐富的加工品。因此,果桑的營養(yǎng)價值決定了果桑品質(zhì)和果桑加工品的好壞。在綜合評價果桑品質(zhì)的基礎上,結合重要經(jīng)濟性狀的調(diào)查,便于更加有效地選擇出適宜栽培推廣的品種。氨基酸是果實品質(zhì)的組成成分之一,并參與果實其他品質(zhì)特征成分和風味物質(zhì)的合成;氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,除能直接滿足人體所需外,有的還具有多種藥理活性[19-20]。食品中游離氨基酸的含量和種類,可以作為評價食品品質(zhì)的一項重要指標[21]。5個供試果桑品種(系)中均含有17種游離態(tài)氨基酸,包括7種人體所必須的氨基酸。本研究將可溶性固形物含量、還原糖含量、總酚含量、類黃酮含量、花色苷含量和總氨基酸含量作為桑果的優(yōu)良品質(zhì)指標,總酸含量作為桑果的不良指標,并采用模糊數(shù)學的隸屬函數(shù)法對供試品種的營養(yǎng)成分進行綜合評價,結果按營養(yǎng)品質(zhì)由高到低依次為:優(yōu)系1>優(yōu)系3>大十>優(yōu)系2>紅果2號。
優(yōu)系1綜合營養(yǎng)評價最高,高于大十和紅果2號,但優(yōu)系1的可溶性固形物、還原糖的含量比較低,高于紅果2號但低于大十,鮮食口感上稍遜一些。優(yōu)系1的坐果率高于大十和紅果2號;優(yōu)系1的單芽坐果數(shù)和米條產(chǎn)果量均高于大十小于紅果2號,具有很好的豐產(chǎn)性??勺鳛閮?yōu)良的加工品種進行推廣。
優(yōu)系3綜合營養(yǎng)品質(zhì)高于大十和紅果2號,可溶性固形物和還原糖含量均高于大十和紅果2號,是一個鮮食口感好,營養(yǎng)保健價值高的品種。優(yōu)系3的單果質(zhì)量和果形指數(shù)高于大十,米條產(chǎn)果量稍低于大十,是一個優(yōu)良的鮮食兼加工品種。
優(yōu)系2的綜合營養(yǎng)品質(zhì)高于紅果2號小于大十,優(yōu)系2的可溶性固形物、還原糖的含量均高于大十和紅果2號,鮮食口感很好。優(yōu)系2的單果質(zhì)量、果形指數(shù)及米條產(chǎn)果量均優(yōu)于大十,是一個不錯的鮮食品種。
本研究只選取了不同果桑品種(系)同一栽培條件下1年的數(shù)據(jù)進行測量分析和評價,考慮到品種的特異性、一致性、穩(wěn)定性,還需要對同一品種在不同栽培條件下連續(xù)幾年的生長情況進行測量分析。同時,在進行營養(yǎng)評價時,可將VC、礦質(zhì)元素、蛋白、黃酮、硒等進行測定和評價。后續(xù)會繼續(xù)對優(yōu)選品種進行測量分析和評價,為選育出優(yōu)良品種進行推廣提供科學的依據(jù)。