潘 葳，劉文靜，韋 航，羅 欽,*，韋曉霞*

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，福建省農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350003；2.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，福建 福州 350003）

百香果學(xué)名西番蓮，是西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora Linn.）的熱帶多年生常綠藤本植物，原產(chǎn)南美洲巴西至阿根廷一帶和澳大利亞，現(xiàn)廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]，分為紫果西番蓮（Passif l ora edulis Sims）、黃果西番蓮（Passif l ora edulis f. flavicarpa Degener）及二者的雜交種。百香果因其果汁香味馥郁、甜酸可口、色澤悅目，有“果汁之王”的美稱[2-3]，其營養(yǎng)成分和香味成分的研究對(duì)充分利用百香果具有重要意義。目前國內(nèi)外對(duì)百香果栽培技術(shù)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、保鮮加工技術(shù)、生物學(xué)等方面做了大量的研究工作[4-8]。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)百香果進(jìn)行了總糖、有機(jī)酸、抗壞血酸、氨基酸等營養(yǎng)成分的研究[9-13]。一些學(xué)者曾先后采用氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GCMS）技術(shù)對(duì)百香果香氣成分進(jìn)行了分析，陸慧寧等[14]采用乙醚萃取濃縮法，陳玲等[15]采用二氯甲烷室溫浸提濃縮法，王文新[16]及黃葦[17]等采用水蒸氣蒸餾后再用二氯甲烷萃取濃縮法，均會(huì)使原有的香氣成分受到一定的損失。韓素芳[18]和郭艷峰[19]等則采用固相微萃?。╯olid phase micro extraction，SPME）結(jié)合GC-MS分析，可避免不穩(wěn)定成分的氧化、分解等問題。Janzantti等[20]采用動(dòng)態(tài)頂空套袋采樣技術(shù)對(duì)百香果汁進(jìn)行前處理，共鑒定出64 種香氣化合物。由于不同植物基因存在差異，導(dǎo)致營養(yǎng)和香氣成分的種類及含量存在明顯的不同，以上這些研究僅限于單個(gè)或2 個(gè)百香果品種，因此難以揭示其品種差異性，而將多元統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用到不同品種百香果果汁營養(yǎng)及香氣成分的比較研究目前鮮見報(bào)道。良種選育的眾多指標(biāo)常導(dǎo)致選育過程紛繁復(fù)雜且結(jié)果不確定性很大，主成分分析（principal component analysis，PCA）采用少量綜合指標(biāo)代替原來多個(gè)指標(biāo)大部分信息的一種降維分析方法[21]，其優(yōu)點(diǎn)在于可消除評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)影響，能夠保證評(píng)價(jià)的客觀性[22-25]。PCA法目前已在諸多品種如豬腰棗[26]、即食玉米[27]、枸杞子[28]等資源的選優(yōu)上得到推廣和應(yīng)用，也是評(píng)價(jià)鮮食百香果綜合品質(zhì)的一種可行方法。

本研究采用SPME-GC-MS、高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）等儀器分析技術(shù)，對(duì)同一栽培地點(diǎn)、同一時(shí)期、成熟度一致的5 個(gè)品種百香果的營養(yǎng)成分及香氣成分進(jìn)行定性定量分析，應(yīng)用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析和PCA，研究5 種百香果果汁品種間營養(yǎng)和香氣成分的差異，確定百香果主要香氣成分，將影響鮮食百香果品質(zhì)的14 個(gè)特征指標(biāo)簡化為3 個(gè)主成分，簡化選擇程序，保證原始數(shù)據(jù)的完整性和客觀性。對(duì)百香果的內(nèi)在品質(zhì)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫的構(gòu)建，對(duì)選育營養(yǎng)價(jià)值高、風(fēng)味良好的百香果優(yōu)良品種具有一定的理論和實(shí)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

5 個(gè)不同品種百香果的果實(shí)分別為‘臺(tái)農(nóng)’（黃果與紫果的雜交種）、‘紫香’（紫果）、‘芭樂味黃金果’（黃果）、‘實(shí)生株系紫果’（紫果）和‘滿天星’（黃果與紫果的雜交種），各品種百香果種植的環(huán)境氣候條件、海拔高度、土壤以及栽培管理水平基本一致，種植于龍巖市連城縣冠硒百香果種植基地，（25°66′N，116°76′E）平地，海拔465 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年降水量1 031～1 369 mm，日照時(shí)間1 804～2 060 h，年平均氣溫20 ℃左右，晝夜溫差大，全年氣候溫和，無霜期長，雨量充沛。各品種樹齡均為2 a，樹體大小相似。

葡萄糖、有機(jī)酸（抗壞血酸、酒石酸、蘋果酸、乳酸、檸檬酸、富馬酸）和氨基酸（異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、絲氨酸、酪氨酸、色氨酸和胱氨酸）標(biāo)準(zhǔn)品英國Alfa Aesar公司；4-甲基-2-戊醇標(biāo)準(zhǔn)品、C6～C30正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品 德國Dr Ehrenstorfer公司；甲醇、乙腈（均為色譜純） 德國默克公司；氫氧化鈉、乙酸、鹽酸、磷酸、硫酸鈉、濃硫酸、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、磷酸二氫鉀（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

SPME裝置手柄、固定搭載裝置、50/30 μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取頭美國Supelco公司；TQ 8040型GC-MS聯(lián)用儀 日本島津公司；SYG-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州朗越儀器有限公司；2695 HPLC儀、2996二極管陣列檢測(cè)器、Empower色譜工作站 美國Waters公司；L-8800氨基酸分析儀日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 百香果采集及處理

在2017年10月采摘5 種不同品種的成熟度一致的果實(shí)（果全紅或全黃，花后60～90 d，以輕碰果實(shí)果蒂脫落為準(zhǔn)），每個(gè)樣品發(fā)育良好，果形一致，取約6 kg，洗滌、取果囊果汁、勻漿、過濾，濾出的果汁約2 kg，經(jīng)充分混勻后裝入PET瓶，迅速進(jìn)行香氣、抗壞血酸測(cè)定，其他樣品貯存于-20 ℃中待測(cè)定總糖、還原糖、蔗糖、總酸、可溶性固形物、氨基酸、有機(jī)酸，每個(gè)樣品做3 組平行。

1.2.2 百香果營養(yǎng)成分測(cè)定

總糖、蔗糖含量測(cè)定：參考GB 5009.8—2016《食品中果糖、葡糖糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測(cè)定》滴定法；還原糖含量測(cè)定：參考GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測(cè)定》滴定法；總酸含量測(cè)定：參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》滴定法；可溶性固形物含量測(cè)定：參考NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定 折射儀法》；有機(jī)酸含量測(cè)定：參考GB 5009.157—2016《食品有機(jī)酸的測(cè)定》高效液相色譜法；氨基酸含量測(cè)定：參考GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測(cè)定》氨基酸自動(dòng)分析儀法；抗壞血酸含量測(cè)定：參考GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測(cè)定》滴定法。

1.2.3 百香果香氣成分測(cè)定

SPME[18]萃取頭在GC進(jìn)樣口250 ℃老化60 min后備用。取5.0 g攪勻的待測(cè)百香果果汁樣品于20 mL萃取瓶中，加入質(zhì)量濃度1 mg/mL的內(nèi)標(biāo)物4-甲基-2-戊醇5 μL，加蓋封口，于50 ℃水浴預(yù)先加熱10 min達(dá)到氣-液平衡后，將老化好的萃取頭插入萃取瓶頂空部分，萃取30 min。然后將萃取頭取出，插入GC-MS進(jìn)樣口。

G C-M S分析條件：R x i-5 S i l M S毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為He；載氣流量1.0 mL/min，不分流；進(jìn)樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保持4 min，5 ℃/min線性升溫至75 ℃，保持2 min，4 ℃/min線性升溫至150 ℃，30 ℃/min線性升溫至280 ℃，保持2 min。電子電離源；離子源溫度230 ℃；電子能量70 eV；接口溫度280 ℃；檢測(cè)器電壓350 V；全掃描方式；質(zhì)量掃描范圍35～550 u；對(duì)照NIST 2014譜庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性，每個(gè)萃取條件重復(fù)實(shí)驗(yàn)3 次進(jìn)行以上測(cè)定。由Shimadzu GC-MS solution數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成成分分析，各組分與NIST 2014標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫進(jìn)行對(duì)照分析，列出匹配度大于80的結(jié)果，通過在相同色譜條件下C6～C30正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)各組分的保留時(shí)間計(jì)算保留指數(shù)（retention index，RI）。按式（1）計(jì)算待測(cè)物的RI：

式中：n為碳原子數(shù)；tn為碳原子數(shù)為n的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間/min；tn＋1為碳原子數(shù)為n＋1的正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間/min；ti為樣品i的保留時(shí)間/min。

用RI結(jié)合比對(duì)待測(cè)物在文獻(xiàn)中的RI[29]，對(duì)所得化合物進(jìn)行定性。香氣的定量采用內(nèi)標(biāo)法，用面積歸一化法將內(nèi)標(biāo)物的峰面積和每個(gè)組分的峰面積進(jìn)行比對(duì)，按式（2）計(jì)算每個(gè)峰的具體含量[30]，3 次測(cè)定結(jié)果以表示；采用峰面積歸一法計(jì)算各組分含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 19.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，采用Duncan新復(fù)極差法分析顯著性水平，P＜0.05，差異顯著；用SPSS 19.0軟件進(jìn)行PCA。

2 結(jié)果與分析

2.1 樣品營養(yǎng)成分的測(cè)定結(jié)果

2.1.1 樣品糖、酸及可溶性固形物含量測(cè)定結(jié)果

表1 百香果營養(yǎng)成分含量Table 1 Nutrient components of passion fruit from different cultivars

從表1可知，百香果果汁的營養(yǎng)成分品種間均存在顯著差異性（P＜0.05），‘臺(tái)農(nóng)’蔗糖、抗壞血酸含量均高于其他4 個(gè)品種?！舷恪偹帷幟仕?、蘋果酸含量均顯著高于其他4 個(gè)品種?！艠肺饵S金果’總糖、可溶性固形物、氨基酸含量均顯著高于其他4 個(gè)品種?！疂M天星’還原糖含量顯著高于其他4 個(gè)品種。百香果樣品中還原糖含量占總糖比例高達(dá)70%～95%，其可溶性糖積累類型屬于還原糖積累型，與蘋果、梨、草莓類似[31]，‘滿天星’還原糖占總糖含量顯著高于其他4 個(gè)品種。還原糖可以直接被身體吸收，升血糖比蔗糖快，因此‘滿天星’特別適合低血糖病人發(fā)生低血糖時(shí)的糾正?！艠肺饵S金果’、‘實(shí)生株系紫果’和‘滿天星’總酸含量均較低，顯著低于其他2 個(gè)品種。果蔬汁飲料的主要呈味物質(zhì)是糖和酸，所以糖和酸的配比十分重要[32]，‘芭樂味黃金果’、‘滿天星’糖酸比相近，均顯著高于其他3 個(gè)品種。

2.1.2 有機(jī)酸含量測(cè)定結(jié)果

從表1可知，5 個(gè)不同品種百香果均含有6 種機(jī)酸，而且含量高低均呈檸檬酸＞乳酸＞蘋果酸＞酒石酸＞抗壞血酸＞富馬酸的趨勢(shì)。檸檬酸含量最高，占6 種有機(jī)酸總量的56.0%～78.4%，因此百香果有機(jī)酸優(yōu)勢(shì)類型屬于檸檬酸優(yōu)勢(shì)型[31]，與柑橘、菠蘿、楊梅類似。‘臺(tái)農(nóng)’抗壞血酸含量高于其他4 個(gè)品種，‘紫香’檸檬酸和蘋果酸含量及6 種有機(jī)酸總量均顯著高于其他4 個(gè)品種，‘芭樂味黃金果’檸檬酸、乳酸、蘋果酸含量及6 種有機(jī)酸總量均顯著低于其他4 個(gè)品種。有機(jī)酸是果汁酸味的主要成分，其種類和含量高低與果汁或果肉的品質(zhì)和風(fēng)味有極密切的關(guān)系，研究者常以檸檬酸和蘋果酸作為百香果酸味的代表性酸[12]，抗壞血酸也是非常重要的有機(jī)酸，因此選取以上3 種酸進(jìn)行PCA。

2.2 香氣成分測(cè)定結(jié)果

2.2.1 百香果樣品香氣成分的鑒定

如表2所示，共鑒定出68 種香氣化合物，分別為酯類、醇類、酮類、烯類、烷類、醚類和雜環(huán)類。5 個(gè)品種百香果香氣成分的大類基本一致，各類成分種類及含量則明顯不同。

‘臺(tái)農(nóng)’樣品共鑒定出7 類55 種香氣成分，相對(duì)含量從高到低依次為酯類（89.0%）＞酮類（3.56%）＞烯類（2.50%）＞醇類（1.97%）＞醚類（1.29%）＞雜環(huán)類（1.12%）＞烷類（0.57%）。其中酯類物質(zhì)含有35 種成分，相對(duì)含量（＞2%）由高到低依次為己酸己酯、丁酸己酯、己酸乙酯、己酸-3-戊酯、丁酸乙酯、甲基丁酸己酯、乙酸己酯、己酸-3-己烯酯、辛酸己酯（14.02%～2.23%）；酮類物質(zhì)含有6 種成分，以2-壬酮、β-紫羅蘭酮為主；烯類物質(zhì)含有5 種成分，以大柱香波龍烷三烯、順式-β-羅勒烯為主；醇類物質(zhì)含有6 種成分，以5-甲基-2-己醇、正辛醇為主；醚類、雜環(huán)類和烷類物質(zhì)均由單一化合物組成；其他組分相對(duì)含量均較低。

‘紫香’樣品共鑒定出7 類58 種香氣成分，相對(duì)含量從高到低依次為酯類（86.95%）＞酮類（4.05%）＞醇類（2.65%）＞烯類（2.24%）＞醚類（2.06%）＞雜環(huán)類（1.21%）＞烷類（0.86%）。其中酯類物質(zhì)含有37 種成分，相對(duì)含量（＞2%）由高到低依次為己酸乙酯、己酸己酯、丁酸乙酯、己酸-3-戊酯、丁酸己酯、甲基丁酸己酯、己酸-3-己烯酯、辛酸乙酯、辛酸己酯、乙酸己酯、丙酸-2-甲基辛酯、順式-3-己烯乙酸酯、辛酸2-戊酯（16.01%～2.04%）；酮類物質(zhì)含有6 種成分，以β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮為主；醇類物質(zhì)含有8 種成分，以正辛醇、2-庚醇為主；烯類物質(zhì)含有4 種成分，以大柱香波龍烷三烯、順-β-羅勒烯為主；醚類、雜環(huán)類和烷類物質(zhì)均由單一化合物組成；其他組分相對(duì)含量均較低。

‘芭樂味黃金果’樣品共鑒定出7 類47 種香氣成分，相對(duì)含量從高到低依次為酯類（83.18%）＞酮類（6.96%）＞醚類（3.67%）＞烯類（3.41%）＞醇類（1.59%）＞雜環(huán)類（1.04%）＞烷類（0.17%）。其中酯類物質(zhì)含有29 種成分，相對(duì)含量（＞2%）由高到低依次為己酸乙酯、丁酸乙酯、己酸-3-戊酯、甲基丁酸己酯、辛酸乙酯、己酸-3-己烯酯、己酸己酯、乙酸己酯、2-庚醇乙酸酯（22.33%～2.26%）；酮類物質(zhì)含有6 種成分，以β-紫羅蘭酮、二氫-β-紫羅蘭酮為主；醚類物質(zhì)只有1 種為4-辛烯酸乙醚，相對(duì)含量較高（3.67%）；烯類物質(zhì)含有4 種成分，以順-β-羅勒烯、大柱香波龍烷三烯為主；醇類物質(zhì)含有5 種成分，以芳樟醇、2-壬醇為主；雜環(huán)類和烷類物質(zhì)均由單一化合物組成；其他組分相對(duì)含量均較低。

表2 百香果香氣成分含量及相對(duì)含量Table 2 Contents of aroma compounds in passion fruit from different cultivars

續(xù)表2

‘實(shí)生株系紫果’樣品共鑒定出6 類56 種香氣成分，比其他品種缺少烷類。相對(duì)含量從高到低依次為酯類（82.90%）＞酮類（7.48%）＞烯類（4.84%）＞醇類（3.40%）＞醚類（0.91%）＞雜環(huán)類（0.49%）。其中酯類物質(zhì)含有35 種成分，相對(duì)含量（＞2%）由高到低依次為順-3-己烯乙酸酯、己酸-3-戊酯、己酸乙酯、己酸己酯、甲基丁酸己酯、丁酸己酯、丁酸乙酯、己酸-3-己烯酯、辛酸乙酯、乙酸己酯、辛酸己酯（15.2%～2.19%）；酮類物質(zhì)含有8 種成分，以β-紫羅蘭酮、二氫-β-紫羅蘭酮為主；烯類物質(zhì)只含有大柱香波龍烷三烯、順-β-羅勒烯2 種成分；醇類物質(zhì)含有9 種成分，以2-庚醇、正辛醇為主；醚類和雜環(huán)類物質(zhì)均由單一化合物組成；其他組分相對(duì)含量均較低。

‘滿天星’樣品共鑒定出7 類39 種香氣成分，相對(duì)含量從高到低依次為酯類（73.46%）＞烷類（10.10%）＞醇類（8.43%）＞烯類（5.29%）＞酮類（1.95%）＞醚類（0.54%）＞雜環(huán)類（0.23%）。其中酯類物質(zhì)含有21 種成分，相對(duì)含量（＞2%）由高到低依次為己酸乙酯、己酸己酯、乙酸己酯、丁酸乙酯、丁酸己酯、1-甲基-3-(2,6,6-三甲基環(huán)己-1-烯基)乙酸丙酯（20.33%～2.33%）；烷類物質(zhì)只有1 種，為茶香螺烷，相對(duì)含量較高（10.10%）；鑒定的醇類物質(zhì)含有8 種成分，以正辛醇、正癸醇為主；烯類物質(zhì)含有4 種成分，以順式-β-羅勒烯、β-月桂烯為主；酮類物質(zhì)含有3 種成分，以2-庚酮為主；醚類和雜環(huán)類物質(zhì)均由單一化合物組成；其他組分相對(duì)含量均較低。

2.2.2 百香果香氣成分的比較分析

由表2、圖1可知，酯類、醇類、酮類、烯類、烷類、醚類和雜環(huán)類這7 類香氣成分在5 種百香果樣品中普遍存在?！_(tái)農(nóng)’、‘紫香’和‘實(shí)生株系紫果’3 種樣品的酯類物質(zhì)種類數(shù)明顯比‘芭樂味黃金果’和‘滿天星’豐富，而醇類物質(zhì)種類數(shù)則是‘紫香’、‘實(shí)生株系紫果’和‘滿天星’比‘臺(tái)農(nóng)’和‘芭樂味黃金果’豐富。酮類物質(zhì)種類數(shù)‘實(shí)生株系紫果’較多，‘滿天星’較少?！畬?shí)生株系紫果’只有2 種烯類物質(zhì)，其他品種有4～5 種。烷類物質(zhì)在‘實(shí)生株系紫果’中未檢出，在其他4 個(gè)品種中各檢出1 種。醚類和雜環(huán)類物質(zhì)在5 個(gè)品種中均各檢出1 種。由圖1可知，百香果香氣成分中酯類物質(zhì)占絕大多數(shù)（相對(duì)含量73.5%～89.0%，平均值83.1%），其次為醇類（1.59%～8.43%，3.6%）、酮類（1.95%～7.48%，4.8%）和烯類（2.24%～5.29%，3.7%），而烷類（0%～10.1%，2.3%）、醚類（0.54%～3.67%，1.7%）和雜環(huán)類（0.23%～1.21%，0.8%）相對(duì)含量較少。比較5 個(gè)不同品種香氣成分絕對(duì)含量：百香果果汁的香氣物質(zhì)含量品種間均存在顯著性差異（P＜0.05），酯類、酮類、醚類、雜環(huán)類和香氣物質(zhì)總量‘芭樂味黃金果’均顯著高于其他品種，‘滿天星’顯著低于其他品種；烷類物質(zhì)‘滿天星’顯著高于其他品種，‘實(shí)生株系紫果’未檢出，‘芭樂味黃金果’顯著低于其他3 個(gè)品種；醇類、酮類和烯類物質(zhì)在百香果中雖然含量不高，但也是非常重要的風(fēng)味物質(zhì)；烷類、醚類和雜環(huán)類物質(zhì)雖然含量很低，但對(duì)百香果的風(fēng)味形成也起到一定的促進(jìn)作用。

圖1 百香果各類香氣成分類別（A）和相對(duì)含量（B）比較Fig. 1 Comparison of types (A) and relative amounts (B) of aroma components in passion fruit from different cultivars

2.3 百香果營養(yǎng)及香氣成分含量PCA

以供試的5 個(gè)品種的百香果作為樣本單元，將影響鮮食百香果品質(zhì)的總糖、還原糖、蔗糖、總酸、可溶性固形物、氨基酸、蘋果酸、檸檬酸、抗壞血酸9 個(gè)營養(yǎng)成分含量指標(biāo)和丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯、己酸己酯、β-紫羅蘭酮5 個(gè)主要特征香味成分含量指標(biāo)作變量（共14 個(gè)指標(biāo)）進(jìn)行PCA[17]。根據(jù)不同品種百香果主成分特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率，對(duì)5 個(gè)品種鮮食百香果的內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.3.1 百香果內(nèi)在品質(zhì)的PCA

將以上14 個(gè)內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化（Z-score法）處理后，通過SPSS進(jìn)行PCA，如表3、4所示。

表3 百香果品質(zhì)主成分的方差貢獻(xiàn)率Table 3 Variance contribution rates of first three principal components

表4 百香果各品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣Table 4 Loading matrix of first three principal components

由表3可以看出，3 個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了100%，說明這3 個(gè)主成分反映了原始變量的全部信息。因此將3 個(gè)主成分代替原14 個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)百香果內(nèi)在品質(zhì)。對(duì)百香果品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)由初始的14 個(gè)方面降為3 個(gè)彼此不相關(guān)的主成分，達(dá)到了降維的目的。

由表3、4可以看出，PC1的特征值為7.786，其貢獻(xiàn)率為55.611%，PC1主要以可溶性固形、還原糖、己酸乙酯、丁酸乙酯和總糖的影響為主，載荷權(quán)數(shù)分別為0.997、0.969、0.963、0.960、0.950；PC2的特征值為3.965，其貢獻(xiàn)率為28.321%，PC2以總酸和檸檬酸含量的影響為主，載荷權(quán)數(shù)分別為0.994、0.934；PC3的特征值為2.249，其貢獻(xiàn)率為16.068%，PC3以丁酸己酯含量的影響為主，載荷權(quán)數(shù)為0.867。根據(jù)各主成分的貢獻(xiàn)率，說明對(duì)百香果品質(zhì)影響最大的營養(yǎng)指標(biāo)是可溶性固形、還原糖、總糖、總酸和檸檬酸，香氣指標(biāo)是己酸乙酯、丁酸乙酯和丁酸己酯含量。

2.3.2 綜合主成分分值

在PCA的基礎(chǔ)上，根據(jù)綜合主成分值的得分公式[33]，求得5 個(gè)品種鮮食百香果的主成分得分（Y1、Y2、Y3）和綜合主成分值F。綜合得分越高，說明該品種的綜合品質(zhì)越好。從表5可知，各品種的綜合主成分值各不相同。在PC1綜合值Y1中，發(fā)現(xiàn)‘芭樂味黃金果’的分值最高，達(dá)到了3.89 分。由表4可知，PC1中以可溶性固形、丁酸乙酯、己酸乙酯、還原糖和總糖含量的影響最為顯著，而‘芭樂味黃金果’這5 個(gè)成分含量指標(biāo)在5 個(gè)百香果品種當(dāng)中也是最高的，說明用綜合主成分值能較客觀地反映各品種間的品質(zhì)比較。同時(shí)也導(dǎo)致‘芭樂味黃金果’的綜合主成分值達(dá)到了1.26 分，成為5 個(gè)品種中綜合主成分最高值。說明在這5 個(gè)品種當(dāng)中，‘芭樂味黃金果’作為鮮食百香果綜合內(nèi)在品質(zhì)最佳，其他依次為‘臺(tái)農(nóng)’、‘紫香’、‘滿天星’、‘實(shí)生株系紫果’。

表5 5 個(gè)品種百香果的主成分因子得分Table 5 Scores of first three principal component factors

3 討 論

3.1 百香果的營養(yǎng)成分

3.1.1 糖和酸含量

糖和酸都是水果的重要營養(yǎng)成分，糖酸構(gòu)成是水果甜酸風(fēng)味評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，決定了水果甜酸風(fēng)味評(píng)價(jià)結(jié)果[31]。本研究為了便于對(duì)5 個(gè)不同品種的百香果進(jìn)行分析比較，選取的都是同一成熟度的、樹上完全成熟的百香果，研究結(jié)果顯示5 個(gè)品種百香果的總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.79%～2.47%之間，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在9.83%～16.00%之間，含量范圍較寬，說明品種間存在顯著差異。但是樹上成熟的百香果不耐貯存，為了便于運(yùn)輸貯存，市場上銷售的百香果一般7成熟以上就被采摘下來，后熟之后上市。因此本項(xiàng)目組另外又模擬市售百香果的采摘成熟度，從福建龍巖、福建漳州、福建寧德、福建南平、福建泉州、廣東惠州、廣西百色其他百香果基地隨機(jī)采集了5 個(gè)品種的30 個(gè)百香果樣品，待其轉(zhuǎn)色后進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得的總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.84%～3.89%之間，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在9.40%～15.55%之間，測(cè)得的每個(gè)品種樣品總酸含量均高于本研究所檢測(cè)的相應(yīng)品種的樣品，而總糖含量則相反。以上結(jié)果表明百香果采摘時(shí)成熟度越高褪酸越充分，總酸含量越低，總糖含量越高。本研究結(jié)果顯示‘臺(tái)農(nóng)’總糖含量（13.74%）遠(yuǎn)高于黃斌等[34]對(duì)廣西同一品種的檢測(cè)結(jié)果（9.31%），可能也與成熟度有關(guān)（文獻(xiàn)中未注明樣品成熟度）。另外本研究結(jié)果百香果總酸含量低、總糖含量高也可能與本實(shí)驗(yàn)基地所在的福建龍巖地區(qū)緯度低，日照時(shí)間長，晝夜溫差大，有利于酸的轉(zhuǎn)化和糖分的積累有關(guān)。綜上所述，目前市場上常見的這5 個(gè)品種不同成熟度的百香果總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1.7%～3.9%之間，總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在9.4%～16.0%之間。

對(duì)黃色百香果總酸的研究報(bào)道較多，本研究結(jié)果‘芭樂味黃金果’（黃色）總酸含量（1.82%）遠(yuǎn)低于黃葦?shù)萚35]對(duì)廣州（2.9%～5.0%）、Pruthi[36]對(duì)印度黃色百香果（3.8%～7.6%）、Casimir等[37]對(duì)巴西（3.81%～4.32%）的研究結(jié)果，高于Casimir等[37]對(duì)埃及百香果的研究結(jié)果（0.6%）。這是由于黃色百香果的品種較多，除‘芭樂味黃金果’外常見的還有‘原生黃果’、‘長黃511’（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)選育）、‘哥倫比亞’等，其中‘原生黃果’和‘長黃511’口感很酸，因此總酸含量較高，如黃葦[35]、Pruthi[36]、Casimir等[37]研究結(jié)果，而‘哥倫比亞’口感基本不酸，因此總酸含量非常低，如Casimir等[37]研究結(jié)果。

本研究結(jié)果‘芭樂味黃金果’的總糖（16.00%）、可溶性固形物（19.43%）、氨基酸（928.0%）含量均顯著高于其他4 個(gè)品種，總糖和可溶性固形物高于黃葦?shù)萚35]對(duì)廣東惠州黃色百香果‘華楊1號(hào)’的檢測(cè)結(jié)果（總糖8.3%～12.8%、可溶性固形物13.4%～17.6%）?！艠肺饵S金果’是近年來改良后的新品種，近年的地頭價(jià)格通常是紫色百香果的2～3 倍，是當(dāng)前市場上最受歡迎的百香果。本研究結(jié)果‘芭樂味黃金果’總糖和可溶性固形物含量很高，酸度較低，與消費(fèi)者的口感相互印證。

3.1.2 有機(jī)酸和氨基酸含量

本研究結(jié)果有機(jī)酸中含量最高的是檸檬酸，‘臺(tái)農(nóng)’檸檬酸含量為1 130.02 mg/100 g，‘紫香’檸檬酸含量為1 200.18 mg/100 g，與覃日宏等[11]研究結(jié)果（1 074 mg/100 mL）相近，低于王琴飛等[12]（紫果1 483.5 mg/100 g、黃果1 910.4 mg/100 g）研究結(jié)果，這可能是由于研究人員于黃果果皮呈黃色、紫果果皮紫色面積大于整果的2/3時(shí)采摘，果實(shí)未完全成熟，所以檸檬酸含量較高。本研究結(jié)果顯示百香果中抗壞血酸（9.4～26.2 mg/100 g）含量與朱潔[10]（1 7.2～2 7.4 m g/1 0 0 g）、黃葦[35]（1 2.9～1 6.6 m g/1 0 0 g）等的研究結(jié)果相近，高于P r u t h i[36]對(duì)印度百香果的檢測(cè)結(jié)果（3.5～7.4 mg/100 g），低于Casimir等[37]對(duì)埃及百香果的檢測(cè)結(jié)果（30.0～32.0 mg/100 g）。本研究結(jié)果氨基酸含量與朱潔等[10]的研究結(jié)果相近。

3.1.3 品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

酸含量對(duì)于平衡果實(shí)的風(fēng)味非常重要，酸含量過高會(huì)影響果實(shí)的適口性，過低會(huì)使果實(shí)顯得平淡無味，良好的風(fēng)味必須在較高的含糖量基礎(chǔ)上有合適的糖酸比[31]，因此總糖、總酸、糖酸比這3 個(gè)營養(yǎng)成分指標(biāo)對(duì)百香果內(nèi)在品質(zhì)有著重要影響。目前現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)NY/T 491—2002《西番蓮》僅依據(jù)外觀對(duì)百香果進(jìn)行等級(jí)劃分，缺少內(nèi)在品質(zhì)的判定指標(biāo)，無法準(zhǔn)確反映百香果的內(nèi)在品質(zhì)。日后仍需進(jìn)一步深入研究以確定百香果最佳總糖、總酸含量及糖酸比，使市場對(duì)百香果等級(jí)劃分有更科學(xué)的依據(jù)。

3.2 百香果的香氣化合物分析

韓素芳[18]、郭艷峰[19]和Janzantti[20]等研究表明，酯類物質(zhì)和醇類物質(zhì)是百香果的主要揮發(fā)性物質(zhì)，與本研究結(jié)果相一致。韓素芳等[18]共鑒定出百香果中的39 種香氣成分，郭艷峰等[19]共鑒定出38 種，Janzantti等[20]共鑒定出64 種，本研究共分離鑒定出68 種香氣成分，與Janzantti等[20]研究結(jié)果相近，包含了郭艷峰等[19]鑒定的大部分香氣成分。綜合前人研究結(jié)果，酯類物質(zhì)是多數(shù)水果獨(dú)特而典型的果香味和甜味的主要來源，果汁中的酯類物質(zhì)的含量越高，香味越強(qiáng)烈[17]，醇類、烯類物質(zhì)是花香味和草香味的主要來源，如香茅醇具有玫瑰香味，芳樟醇、松油醇、月桂烯、檸檬烯、羅勒烯等具有草香味[19-20]，本研究鑒定出百香果含大量的酯類物質(zhì)（2 105.87～8 925.01 μg/100 g）和豐富的香茅醇、芳樟醇、松油醇、月桂烯、檸檬烯、羅勒烯等萜烯類物質(zhì)，這些萜烯類物質(zhì)雖然含量不高，但種類很多，對(duì)百香果特有香味貢獻(xiàn)較大，這些可能是百香果香氣特別馥郁的原因。

本研究結(jié)果顯示5 種百香果果汁中共有香氣成分2 4 種，其中含量較高的有6 種：丁酸乙酯（295.48～2 025.83 μg/100 g）、己酸乙酯（573.75～2 345.34 μg/100 g）、丁酸己酯（1 6 6.0 8～9 6 2.6 6 μg/1 0 0 g）、甲基丁酸己酯（3 3.6 1～8 1 8.0 9 μg/1 0 0 g）和己酸己酯（332.19～1 216.03 μg/100 g），另外己酸-3-戊酯雖然在‘滿天星’中未檢出，但在其他4 個(gè)品種中含量較高（635.25～900.74 μg/100 g）。己酸-3-戊酯香氣特征為甜、青香及果香，帶菠蘿和蘋果香韻，這是4 個(gè)品種風(fēng)味較濃，而滿天星香氣較淡的原因之一。

本研究PCA結(jié)果表明對(duì)百香果品質(zhì)影響最大香氣指標(biāo)是丁酸乙酯、己酸乙酯和丁酸己酯。Casimir等[4]經(jīng)缺失品嘗實(shí)驗(yàn)配合GC-MS技術(shù)，確認(rèn)β-紫羅蘭酮對(duì)百香果的香味起重要作用，因此可初步確定這4 種成分為百香果的關(guān)鍵致香成分。香氣的呈味不僅與香氣成分的含量有關(guān)，而且與香氣成分的風(fēng)味閾值有關(guān)，碳鏈小于C10的酯類化合物具有極低的閾值（10-9級(jí)），感知極為靈敏，能夠賦予百香果特殊的酯香，具有較大的風(fēng)味貢獻(xiàn)力，當(dāng)碳鏈達(dá)C15～C20時(shí)卻變?yōu)闊o臭[38]。甲基丁酸己酯（碳鏈達(dá)C11）和己酸己酯（碳鏈達(dá)C12）雖然相對(duì)含量較高，但碳鏈大于C10，因此能否成為關(guān)鍵致香成分還有待進(jìn)一步考證。

通過比較不同品種實(shí)驗(yàn)結(jié)果的含量得到‘芭樂味黃金果’關(guān)鍵致香成分丁酸乙酯含量（2 025.83 μg/100 g）、己酸乙酯含量（2 345.34 μg/100 g）及C10以下的酯類物質(zhì)總量（5 985.49 μg/100 g）、總酯類物質(zhì)含量（8 925.01 μg/100 g）、香氣物質(zhì)總量（10 740.42 μg/100g）都顯著高于其他4 個(gè)品種（P＜0.0 5），‘滿天星’這5 個(gè)指標(biāo)均顯著低于其他4 個(gè)品種。β-紫羅蘭酮在‘芭樂味黃金果’（2 6 6.8 1μg/1 0 0 g）和‘實(shí)生株系紫果’（376.65 μg/100 g）中含量較高，顯著高于其他3 個(gè)品種（P＜0.05），而‘滿天星’中未檢出β-紫羅蘭酮，這些可能是市場公認(rèn)‘芭樂味黃金果’香氣比其他品種馥郁，而‘滿天星’香氣較淡的原因。

本研究發(fā)現(xiàn)5 個(gè)品種都含有4-辛烯酸乙醚（相對(duì)含量0.54%～3.67%），‘芭樂味黃金果’的該成分含量（396.58 μg/100 g）顯著高于其他品種（P＜0.05），該品種香味比其他品種馥郁，可判斷4-辛烯酸乙醚可能是一種重要的香氣成分，可通過進(jìn)一步研究其風(fēng)味閾值確定其對(duì)香氣的貢獻(xiàn)率。

4 結(jié) 論

不同品種百香果的營養(yǎng)和香氣差別很大，因此僅靠個(gè)別品種的分析難以闡明百香果的風(fēng)味特征。環(huán)境氣候條件、海拔高度、土壤、栽培管理水平以及成熟度對(duì)百香果的品質(zhì)都有影響。本研究采用多品種來源的分析及多元統(tǒng)計(jì)法可以較為全面描述百香果香氣及營養(yǎng)的含量和組成。5 個(gè)百香果品種均采自福建省龍巖市連城縣冠硒百香果種植基地，各品種具有一致的栽培管理?xiàng)l件和成熟度（完全成熟），因此可排除栽培條件對(duì)果品品質(zhì)的影響。

從5 個(gè)品種百香果果汁中共檢測(cè)出68 種香氣成分，其中共有的香氣成分為24 種，主要為酯類、醇類、酮類、烯類、烷類、醚類和雜環(huán)類等，其中酯類物質(zhì)占絕大部分，含量較高的有丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯、甲基丁酸己酯、己酸己酯和己酸-3-戊酯；關(guān)鍵致香成分有丁酸乙酯、己酸乙酯、丁酸己酯、β-紫羅蘭酮、己酸-3-戊酯，而甲基丁酸己酯、己酸己酯和4-辛烯酸乙醚能否成為關(guān)鍵致香成分還有待進(jìn)一步考察。百香果的可溶性糖積累類型屬于還原糖積累型，有機(jī)酸優(yōu)勢(shì)類型屬于檸檬酸優(yōu)勢(shì)型。

差異分析結(jié)果得到5 個(gè)百香果品種果汁的營養(yǎng)和香氣成分均存在顯著差異性（P＜0.05），‘芭樂味黃金果’的總糖、可溶性固形物、氨基酸含量均顯著高于其他4 個(gè)品種，‘芭樂味黃金果’、‘實(shí)生株系紫果’和‘滿天星’總酸含量顯著低于其他2 個(gè)品種，‘芭樂味黃金果’關(guān)鍵致香成分丁酸乙酯、己酸乙酯、C10以下的酯類物質(zhì)總量、總酯類物質(zhì)含量和香氣物質(zhì)總量都顯著高于其他4 個(gè)品種。

PCA對(duì)差異分析中的品種進(jìn)行了優(yōu)選與排序，結(jié)果顯示，5 個(gè)百香果品種中‘芭樂味黃金果’綜合品質(zhì)最好，適宜作為選育鮮食百香果良種的材料，其他依次為‘臺(tái)農(nóng)’、’紫香’、‘滿天星’、‘實(shí)生株系紫果’。從實(shí)際數(shù)據(jù)看，‘芭樂味黃金果’的總糖、可溶性固形物、氨基酸含量最高，香味成分丁酸乙酯、己酸乙酯及C10以下的酯類物質(zhì)總量、總酯類物質(zhì)含量、香氣物質(zhì)總量等最高，表現(xiàn)出香味最濃郁。

在今后的研究中，將進(jìn)一步研究其他因素對(duì)百香果品質(zhì)的影響，加強(qiáng)系統(tǒng)性和深入性，使研究結(jié)果更能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。