王香君，吳勁軒，夏川林，殷 浩*，胡古月，馮 俊，張浩仁

（1.四川省農業(yè)科學院 蠶業(yè)研究所，四川 南充 637000；2.四川省蠶業(yè)科技開發(fā)總公司，四川 南充 637000）

桑椹（Fructus mori），又名桑果、桑棗，質地鮮嫩，酸甜可口，營養(yǎng)成分豐富，藥用價值高，《本草經(jīng)疏》、《本草綱目》等多部中醫(yī)藥著作記載桑椹具有滋陰補腎、黑發(fā)明目、悅顏不老等功效，有“中華果王”、“民間圣果”之美譽，是國家衛(wèi)生部首批公布的藥食同源的農產品之一[1-3]?，F(xiàn)代研究表明桑椹中的物質能清除超氧化物自由基，具有抗氧化、增強免疫力、調節(jié)血脂、抗輻射等作用[4-6]。桑椹屬漿果類，水分含量高，可鮮食，亦可加工成桑果酒、桑果醋、桑果汁、桑果口服液、桑果膏、桑果醬等產品[7]。

果蔬深加工提高了果蔬的經(jīng)濟價值，而選擇適宜的優(yōu)良品種，對于深加工產品的品質起到關鍵作用[8]。而不同地區(qū)、不同品種的桑椹營養(yǎng)成分組成和含量不同，加工性能不同[9-10]。深入研究不同品種的加工特性，能有效開發(fā)和利用其資源[11]。有研究認為果酒原料適宜選擇多汁、取汁容易、含糖量高、果味濃郁的品種，生產的果酒具有良好的風味[8]。宋于洋等[12]研究得出，霞多麗的糖酸比在28～37之間，所釀的葡萄酒質量最好。崔艷等[13]研究指出，起泡葡萄酒的原料的理想糖酸比在17～20之間。果汁適宜選擇多汁、取汁容易、糖酸適宜、果味濃郁的品種[14]。因此研究品種桑椹的加工特性對于桑椹產品的開發(fā)具有重要作用。喬宇等[6]對不同品種白桑椹的品質進行評價得出，綠椹子、大白鵝表現(xiàn)出較高的加工品質，而白玉王綜合品質較差，不適宜加工。

本研究通過對四川省主栽品種（德果1號、無核大十、嘉陵30、嘉陵40、臺灣四季桑、紅果2號、白玉王、珍珠白）桑椹的營養(yǎng)和加工指標（出汁率、密度、pH值、可滴定酸、可溶性總糖、還原糖、糖酸比、原花青素）進行主成分分析（principal componentanalysis，PCA）和系統(tǒng)聚類分析（cluster analysis，CA），篩選優(yōu)質加工品種，為更好的開發(fā)利用桑椹資源提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原料

桑果品種無核大十、嘉陵30號、嘉陵40號：四川省南充市嘉陵區(qū)新廟鄉(xiāng)；臺灣四季桑、紅果2號、白玉王、珍珠白：四川省南充市儀隴縣杏子坪村；桑果品種德果1號：四川省涼山彝族自治州德昌縣。分別從無病害成熟樹種上采摘9～10成熟無腐爛變質桑果，并于1～2 d運至實驗室，4℃冷藏保存。

1.1.2 化學試劑

原花青素標準品（純度＞95%）：美國Sigma公司；鹽酸、硫酸銅、氫氧化鈉、正丁醇、甲醇、鹽酸、硫酸鐵銨（均為分析純）：天津市鼎盛鑫化工有限公司。

1.2 儀器與設備

LZ-0.5螺旋榨汁機：溫州揚名機械有限公司；PHS-25臺式精密酸度計：上海儀電科學儀器股份有限公司；島津UV-1800紫外可見分光光度計：日本島津公司；BSA224S電子分析天平：德國賽多利斯公司。

1.3 方法

1.3.1 分析檢測

出汁率將新鮮桑果破碎后，渣再重復破碎3次，得桑果漿液，出汁率=桑果漿液質量量/桑果質量×100%；密度：比重計；pH值：pH計法；可滴定酸（以酒石酸計）：電位滴定法；可溶性總糖、還原糖：GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》中直接滴定法；糖酸比：可溶性總糖含量/可滴定酸含量[15]。

原花青素的測定采用比色法，稱取原花青素標準品溶于甲醇中，配制成花青素質量濃度為169.9 μg/mL的儲備溶液，吸取該溶液0、0.1 mL、0.2 mL、0.5 mL、0.8 mL、1.0 mL置于10 mL容量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，各取1 mL測定波長546 nm處測吸光度值，以花青素質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標，繪制花青素標準曲線，按照標準曲線回歸方程計算試樣中原花青素的含量。

1.3.2 主成分分析

采用SPSS 20軟件對標準化處理后的數(shù)據(jù)進行主成分分析。根據(jù)桑椹品質評價因子的特征值、方差貢獻率及累計貢獻率，構建綜合評價函數(shù)，對桑椹的品質進行綜合評價[16]。

1.3.3 聚類分析

采用SPSS 20軟件對標準化處理后的數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)聚類法分析。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

測定和分析結果采用SPSS 20和Excel進行數(shù)據(jù)處理，結果采取“均值±標準差”形式。P＜0.05表明有顯著差異，P＜0.01表明有極顯著差異。

2 結果與分析

2.1 原花青素標準曲線的繪制

以花青素質量濃度（x）為橫坐標，吸光度值（y）為縱坐標，繪制花青素標準曲線，結果見圖1。由圖1可知，標準曲線的回歸方程為y=0.004 0x+0.020 2，相關系數(shù)R2=0.995 7，結果表明，原花青素質量濃度與吸光度值在20～200μg/mL范圍呈現(xiàn)良好的線性關系。

圖1 原花青素的標準曲線Fig.1 Standard curve of proanthocyanidins

2.2 不同桑椹品種的品質指標

表1 不同品種桑椹的品質指標Table1 Quality indexes of different mulberry varieties

出汁率是果汁工業(yè)化生產中常用的重要衡量指標之一[8]。由表1可知，不同品種桑椹的出汁率差異較大，出汁率在54.55%～75.25%，出汁率最高和最低的品種分別是無核大十（75.25%）和德果1號（54.55%），推測是由于品種差異和德昌縣空氣干燥的地理環(huán)境導致的。經(jīng)過SPSS 20方差分析得出，無核大十和其他品種的出汁率有極顯著差異（P＜0.01）；德果1號與珍珠白沒有顯著差異（P＞0.05），與其他品種有顯著差異（P＜0.05）；而嘉陵30號、嘉陵40號、紅果2號、臺灣四季桑、白玉王出汁率沒有顯著差異（P＞0.05）。

果汁、果膏、果干等加工產品也要有適宜的酸度，才會有好的口感[17-19]。由表1可知，不同品種桑椹的pH值和可滴定酸差異較大，珍珠白、白玉王、嘉陵40號、嘉陵30號、德果1號的pH值較大，而無核大十、臺灣四季桑、紅果2號的pH值較??；各品種可滴定酸含量依次是珍珠白＜白玉王＜嘉陵40號＜德果1號＜嘉陵30號＜無核大十＜臺灣四季桑＜紅果2號。經(jīng)SPSS 20方差分析得出，無核大十和臺灣四季桑的pH值沒有顯著差異（P＞0.05），其余各品種之間的pH值有極顯著差異（P＜0.01）；德果1號和嘉陵30號的可滴定酸含量有顯著差異（P＜0.05），其余各品種之間的可滴定酸含量有極顯著差異（P＜0.01）。

果酒、果汁等產品要求含糖量高，同時總糖含量在影響果實風味方面也起著重要作用[8，15]?？偺恰⑦€原糖含量都在10 g/100 g以上的品種有無核大十、德果1號、珍珠白，含量最低的品種是紅果2號，推測是由于品種差異和南充光照不充足導致的。經(jīng)過SPSS 20方差分析得出，無核大十、德果1號、珍珠白可溶性總糖沒有顯著性差異（P＞0.05），嘉陵30號與白玉王沒有顯著差異（P＞0.05），與臺灣四季桑有顯著差異（P＜0.05），嘉陵40號與紅果2號有顯著差異（P＜0.05），其余品種有極顯著差異（P＜0.01）。珍珠白的還原糖與無核大十、德果1號的無顯著差異（P＞0.05），嘉陵30號與白玉王無顯著差異（P＞0.05），嘉陵40號與紅果2號有顯著差異（P＜0.05），其余品種有極顯著差異（P＜0.01）。

果實的風味不僅與糖、酸含量有關，而且還取決于糖酸比，不同的糖酸比使水果呈現(xiàn)不同的風味[17，19-21]。8個品種的糖酸比差異較大，最大值的品種為珍珠白（70.40），最小值的品種為紅果2號（5.39），而德果1號、嘉陵30號、嘉陵40號的糖酸比在20～30之間。經(jīng)過SPSS 20方差分析得出，德果1號和嘉陵40號的糖酸比有顯著差異（P＜0.05），嘉陵30號和嘉陵40號的有顯著差異（P＜0.05），紅果2號和臺灣四季桑的有顯著差異（P＜0.05），其余品種間的有極顯著差異（P＜0.01）。

密度是果酒發(fā)酵的重要參數(shù)，而密度的高低影響到果酒的加工[22]。8個品種除了紅果2號的密度接近1.000 kg/L，其余品種都＞1.000kg/L，其中德果1號密度最大（1.107kg/L）。經(jīng)過SPSS 20方差分析得出，德果1號密度與其他品種的有極顯著差異（P＜0.01）；臺灣四季桑的密度與珍珠白無顯著差異（P＞0.05）；其余品種之間的密度沒有顯著差異（P＞0.05）。

2.3 不同桑椹品種的原花青素含量

原花青素含量是評判果蔬抗氧化功效的重要指標[23]，8個品種桑椹中原花青素含量見表2。

表2 不同品種桑椹中原花青素含量比較Table2 Comparison of proanthocyanidins content in different mulberry varieties

原花青素為植物多酚類天然抗氧化劑，在酸性條件下加熱生成花青素，具有清除自由基和抑制脂質過氧化的能力，其抗氧化效果約為維生素E（vitamin E，VE）的50倍，維生素C（vitaminC，VC）的20倍[24]。是目前發(fā)現(xiàn)的最強有效的氧自由基消除劑和脂質過氧化抑制劑之一，其自然來源豐富，常存于日常食物中，如水果、水果發(fā)酵酒中，可通過飲食攝取、生物活性強，對人體健康和疾病防治有重要作用[5，25]。徐艷巖[23]檢測到桑椹酒中的原花青素含量為291.424μg/mL，劉洪等[26]檢測到大部分水果原花青素含量在0.02～6.82 g/100 g，其中紫葡萄籽中原花青素含量最高。由表2可知，桑椹中原花青素含量豐富，含量在0～0.68 g/100 g，不同品種的原花青素含量差異較大，排名前三的品種是無核大十、德果1號、嘉陵30號，最高的品種是無核大十（0.674g/100g），而白玉王和珍珠白中的原花青素的含量幾乎為零。品種桑椹顏色越深，原花青素含量越高[26]。

綜合營養(yǎng)指標和品質指標得出，無核大十出汁率最高、原花青素含量最高，嘉陵30號出汁率排第二，原花青素含量排第三，根據(jù)出汁率和抗氧化物質含量，初步確認無核大十和嘉陵30號是適合加工果汁果酒的品種。糖酸比是影響水果果實甜酸風味的一個重要因素[18]。鮮食一般選擇糖含量較高、總酸含量較低，即糖酸比相對較高的品種，因此初步確認白玉王、珍珠白、德果1號是適宜鮮食的品種。

2.4 主成分分析

2.4.1 主成分分析

由于各測定指標具有不同的量綱，為了消除由此可能帶來的不合理影響，先用SPSS20軟件對數(shù)據(jù)作標準化處理后再進行主成分分析，結果分別見表3和表4。

由表3和表4可知，第一主成分的特征值為3.677，其貢獻率為45.965%，第一主成分主要以糖酸比影響為主，pH值和可滴定酸為輔；第二主成分的特征值為2.505，其貢獻率為31.316%，第二主成分中以可溶性總糖含量的影響為主，還原糖為輔；第三主成分的特征值為1.224，其貢獻率為15.302%，第三主成分以比重影響為主，出汁率為輔。根據(jù)各主成分的貢獻率，說明對桑椹加工品質影響最大的是糖酸比、可溶性總糖及密度。

表3 桑椹品質評價因子的特征值和累計貢獻率Table3 Eigenvalues and cumulative contribution rate of evaluating factors of mulberry quality

表4 主成分載荷矩陣Table4 Principal component load matrix

2.4.2 綜合主成分分值

由主成分載荷矩陣（表4）中的數(shù)值除以各主成分相對應的特征值（表3）開平方根，得到各主成分得分系數(shù)矩陣（見表5）。

根據(jù)表5構建主成分與各品質指標的線性關系式：

表5 成分得分系數(shù)矩陣Table5 Coefficient matrix of component score

上述表達式中，Y1～Y3表示第一～第三主成分，X1～X8分別表示出汁率、pH值、可滴定酸、可溶性總糖、還原糖、密度、糖酸比及原花青素。

以3個主成分及以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重得到主成分綜合模型Y綜=0.46Y1+0.31Y2+0.15Y3，根據(jù)以上公式計算主成分分值和綜合評價分值，結果如表6所示。

表6 不同桑葚品種品質預測評價結果Table6 Quality prediction and evaluation results of different mulberry varieties

由表6可知，各品種的綜合主成分值各不相同，喬宇等[6]指出，品種的綜合主成分分值越高，說明該品種的綜合品質越好。無核大十桑椹分值最高（0.75分），其次是德果1號（0.68），這兩個品種品質最好，最適宜加工。臺灣四季桑得分0.5，其余品種分值均為負數(shù)，其中白玉王的分值最低（-0.69）。說明綜合品質最好的品種為無核大十和德果1號，其次為臺灣四季桑椹，而白玉王桑椹綜合品質差。

2.5 不同桑椹品種間加工特性的聚類分析

對測定的桑椹品種的營養(yǎng)品質和理化加工品質進行系統(tǒng)聚類分析，結果見圖2。由圖2可知，8個品種分為3個類別，其中Ⅰ類有3個品種，分別是德果1號、白玉王、珍珠白，Ⅰ類還可以分為2個亞類，德果1號亞類綜合得分第二（見表6），其主要特征是糖酸比高、可滴定酸含量低、出汁率較低、原花青素含量較高，是適合加工果醬、果膏、果脯的品種；白玉王、珍珠白亞類綜合得分較低，主要特征是糖酸比高、可滴定酸含量低、出汁率較低，但原花青素含量幾乎為零，是不適宜加工、但適合鮮食的品種。Ⅱ類有4個品種，分別是嘉陵30號、嘉陵40號、紅果2號、臺灣四季桑，Ⅱ類還可以分為2個亞類，嘉陵30號、嘉陵40號亞類主要特征是糖酸比較高、可滴定酸含量低、原花青素含量較高、出汁率適中，其中嘉陵30號綜合得分第四，是適合加工果醬、果膏、果脯的品種；紅果2號、臺灣四季桑亞類主要特征是糖酸比低、可滴定酸含量高，其中臺灣四季桑綜合得分第三，是適合加工果干的品種。Ⅲ類有1個品種，為無核大十，其綜合得分最高（0.75分），最適宜加工，其主要特征是出汁率高、原花青素含量高，可溶性總糖、還原糖也較高，可滴定酸含量為8.47g/L，酸甜適宜，是適合加工成果汁果酒的桑椹品種。

圖2 不同品種桑椹聚類分析Fig.2 Cluster analysis of different mulberry varieties

3 結論

本研究分別對8種不同品種桑椹的出汁率、總糖、還原糖、pH值、可滴定酸、密度、原花青素等多種加工特性指標進行分析。根據(jù)初步分析、主成分以及系統(tǒng)聚類分析的結果顯示，無核大十桑椹出汁率和原花青素含量最高，分別為75.25%、0.674 g/100 g，主成分綜合得分最高（0.75分），表現(xiàn)出較高的加工品質，是適宜深加工的桑椹品種；德果1號、臺灣四季桑及嘉陵30號桑椹次之。