宋 彪 徐凱悅 MUNEER Muhammad Atif 吳肇正 莊木來 林紅梅 郭九信 吳良泉 蘇 達(dá),2*

(1.福建農(nóng)林大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院/國際鎂營養(yǎng)研究所，福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)學(xué)院/作物遺傳育種與綜合利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；3.福建省平和縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局琯溪蜜柚綜合試驗(yàn)站，福建 平和 363700；4.福建省平和縣農(nóng)產(chǎn)品及加工產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測中心，福建 平和 363700)

柚(Citrusgrandis(L.) Osbeck)為蕓香科柑橘屬，原產(chǎn)于中國，在我國擁有豐富的種質(zhì)資源[1]。前人對(duì)柑橘類果實(shí)的品質(zhì)已進(jìn)行了較多研究。劉有春等[2]在越橘果實(shí)中研究了糖類、有機(jī)酸類物質(zhì)組分的動(dòng)態(tài)積累特征及其與葉片中糖積累的關(guān)系，結(jié)果表明果實(shí)膨大期是糖分積累的關(guān)鍵時(shí)期。趙智中等[3]通過對(duì)不同柑橘品種進(jìn)行比較，表明果實(shí)發(fā)育后期，脫落酸(ABA)和酸性轉(zhuǎn)化酶對(duì)糖及其組分的積累具有重要的影響。張佳等[4]通過將果實(shí)外觀性狀與基礎(chǔ)品質(zhì)指標(biāo)(如維生素C、可溶性固形物、可滴定酸以及固酸比)相關(guān)聯(lián)，構(gòu)建了越橘品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)體系。陳巍等[5]研究了四季柚果實(shí)中礦質(zhì)營養(yǎng)的積累規(guī)律，表明礦質(zhì)元素在果皮和果肉間具有協(xié)同吸收效應(yīng)。此外，張春雨等[6]明確了高叢越橘果實(shí)香氣的主要積累時(shí)期為粉色期和藍(lán)色期。

除基礎(chǔ)品質(zhì)性狀外，柚果中還富含天然活性物質(zhì)[7]，如香豆素[8]、多酚、類黃酮、精油、類胡蘿卜素、膳食纖維和果膠等[9]。這些活性成分因其具有抗氧化、抗炎、抗癌、抗菌、預(yù)防心血管疾病和糖尿病等特點(diǎn)和功效，成為目前柚果品質(zhì)改良的重要方向[10-13]。此外，研究表明在柑橘類果實(shí)中，傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中不被重視的果皮同樣富含上述活性成分，且其含量相較果肉更為豐富[9,14-15]。而柚相較于其它柑橘類水果具有果形碩大，果皮量多等特點(diǎn)，因此充分利用柚果果皮和果肉中的營養(yǎng)價(jià)值，有利于進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品資源的高效利用以及深加工潛力的發(fā)揮。

除酚類物質(zhì)外，植酸也是一種重要的活性物質(zhì)，其抗氧化的特性在DNA氧化損傷以及預(yù)防腫瘤中起到一定的作用[16-17]。然而關(guān)于平和柚產(chǎn)區(qū)主栽柚果中的生化活性物質(zhì)，如酚、黃酮和植酸等的研究還相對(duì)較少。本研究以平和地區(qū)15個(gè)柚品種為供試材料，探究總酚、總黃酮及植酸在不同品種柚果、柚果不同部位(果皮和果肉)及不同關(guān)鍵發(fā)育期(膨大期和成熟期)的相對(duì)含量和積累動(dòng)態(tài)，旨在為優(yōu)質(zhì)柚種質(zhì)資源篩選、柚果營養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)以及果皮和果肉食品深加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究所選取的15個(gè)柚品種均來自福建省平和縣五寨鄉(xiāng)蜜柚試驗(yàn)區(qū)，各品種柚樹均統(tǒng)一水肥和套袋管理。15個(gè)柚品種的成熟期基本外觀形狀如圖1所示。

(a)白肉蜜柚，(b)黃金蜜柚，(c)紅肉蜜柚，(d)三紅蜜柚，(e)紅棉蜜柚，(f)青田柚，(g)下河柚，(h)玉黃柚，(i)水晶柚，(j)翡翠柚，(k)西雙版納1號(hào)，(l)東市早，(m)囊內(nèi)柚，(n)翠香甜，(o)金絲柚。(a) Bairou pomelo, (b) Huangjin pomelo, (c) Hongrou pomelo, (d) Sanhong pomelo, (e) Hongmian pomelo, (f) Qingtian pomelo, (g) Xiahe pomelo, (h) Yuhuang pomelo, (i) Shuijing pomelo, (j) Feicui pomelo, (k) Xishuangbanna No.1, (l) Dongshizao, (m) Nangnei pomelo, (n) Cuixiangtian, (o) Jinsi pomelo.圖1 供試柚品種成熟期基本外觀Fig.1 Basic appearance of the tested pomelo varieties at maturation stage

1.2 取樣方法

每個(gè)品種生育期內(nèi)統(tǒng)一施肥及田間管理。分別于2020年8月下旬(膨大期)和9月下旬(成熟期)時(shí)采集樣果。具體取樣標(biāo)準(zhǔn)如下：每個(gè)品種小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇長勢相近的3株果樹，固定樹位取樣(統(tǒng)一選取樹冠外圍中上部成熟度、大小及果皮顏色相似且無損傷的蜜柚果實(shí))。樣品取回當(dāng)天，先用自來水洗凈后，再用去離子水潤洗3次，最后用吸水紙擦干。

將15個(gè)柚品種鮮樣果實(shí)分為果皮(黃皮層和白皮層)和果肉。具體操作為：每個(gè)果實(shí)縱切，取1/4果實(shí)并分為果皮和果肉。用于測定總酚、總黃酮及植酸的各組織樣品切成均勻的小塊先105 ℃殺青30 min，后在40 ℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重。烘干后的樣品粉碎成均質(zhì)后過60目孔篩，并置于干燥器中用于后續(xù)的生化分析[1,16]。取樣、處理及分析過程中全程避免玻璃及金屬器可能帶來的污染。

1.3 分析和測定方法

果皮厚度、縱徑與橫徑用游標(biāo)卡尺測量，并根據(jù)縱徑與橫徑的比值計(jì)算果形指數(shù)；果皮重和果肉重用百分之一天平稱其質(zhì)量;總酚和總黃酮測定采用分光光度法，具體參考[10,18]；植酸測定采用分光光度法，具體參考[19]；可食率計(jì)算方法為：可食率=食用果肉重/單果重×100%；總酚(總黃酮或植酸)積累量=總酚相對(duì)含量(總黃酮或植酸)×生物量(DW)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)最終結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。變異系數(shù)是概率分布離散程度的一個(gè)歸一化量度，本研究意為15個(gè)品種之間的離散程度。使用Microsoft Excel 2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、整理和計(jì)算，同時(shí)運(yùn)用IBM SPSS Statistics 21對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(Tukey’s test (P<0.05))，并用Origin 2021進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同柚果實(shí)成熟期基本外觀性狀

供試15個(gè)柚品種中，果實(shí)外觀性狀，如單果鮮重、果皮(肉)鮮重、果實(shí)(肉)橫縱比、果皮厚度、果形指數(shù)、果皮(肉)含水率以及可食率均存在顯著的品種差異(表1)。不同柚品種中，成熟期單果鮮重在1.01～2.06 kg，其中果肉均鮮重(0.86 kg)高于果皮均鮮重(0.55 kg)。不同品種間變異系數(shù)也以果肉鮮重(36.28%)高于果皮鮮重(26.23%)。成熟期果皮和果肉的平均含水率可分別達(dá)到80.75%和90.13%，果肉平均含水率高于果皮，但兩者在不同柚品種間的變異系數(shù)相比其它果實(shí)外觀性狀較低，僅為1.71%和1.82%。除外觀性狀外，不同柚品種之間的可食率也存在顯著的品種差異，總體變幅在36.47%～75.19%，以‘東市早’的可食率最高，‘青田柚’的可食率最低。

表1 供試柚果實(shí)生物學(xué)特性及可食率Table 1 Biological characters and edible rate of pomelo fruits

2.2 柚果皮總酚、總黃酮及植酸的相對(duì)含量

供試15個(gè)柚品種中，果實(shí)果皮部位的總酚、總黃酮以及植酸的相對(duì)含量(g/kg)在膨大期和成熟期均存在顯著的品種差異(表2)。對(duì)果皮中總酚、總黃酮以及植酸的相對(duì)含量在不同柚品種中的變異系數(shù)進(jìn)行分析表明，成熟期果皮中植酸的變異系數(shù)最大(46.44%)，而總酚的變異系數(shù)最小(15.85%)，且膨大期和成熟期的規(guī)律相似。成熟期果皮中總酚平均相對(duì)含量高于總黃酮，而植酸的平均相對(duì)含量最低。進(jìn)一步對(duì)其在不同發(fā)育階段的相對(duì)含量均值進(jìn)行分析表明，果皮中總酚和總黃酮相對(duì)含量以成熟期較高，植酸的相對(duì)含量在成熟期反而降低。具體對(duì)不同品種而言，成熟期果皮中總酚、總黃酮以及植酸的相對(duì)含量分別以‘青田柚’‘下河柚’‘紅棉蜜柚’較高，而以‘囊內(nèi)柚’‘水晶柚’‘青田柚’相對(duì)含量較低。僅從果皮角度，供試柚果中，‘青田柚’是典型的多酚多黃酮低植酸品種。

2.3 柚果果肉中總酚、總黃酮及植酸的相對(duì)含量

與果皮相似，無論是膨大期還是成熟期，供試15個(gè)柚品種果肉中的總酚、總黃酮以及植酸相對(duì)含量均存在顯著的品種差異(表3)。對(duì)總酚、總黃酮及植酸的相對(duì)含量在不同柚品種之間的變異系數(shù)進(jìn)行分析表明，成熟期果肉中同樣以植酸的變異系數(shù)最大(52.77%)，而以總酚的變異系數(shù)最小(19.92%)，膨大期和成熟期的規(guī)律相似。對(duì)不同柚品種果肉中總酚、總黃酮及植酸的平均相對(duì)含量進(jìn)行分析表明，成熟期果肉總酚高于總黃酮，而植酸最低。進(jìn)一步對(duì)其在果肉不同發(fā)育階段的相對(duì)含量進(jìn)行分析表明：總酚和總黃酮以成熟期較高，而植酸在成熟期表現(xiàn)為降低。在成熟期果肉中，總酚、總黃酮以及植酸相對(duì)含量分別以‘青田柚’‘水晶柚’‘黃金蜜柚’較高，相對(duì)含量較低的依次為‘黃金蜜柚’‘西雙版納1號(hào)’‘金絲柚’/‘水晶柚’。從果肉角度，供試柚果中，‘金絲柚’屬多酚低植酸品種類型，而‘水晶柚’是典型的多酚多黃酮低植酸品種類型。

2.4 柚果皮總酚、總黃酮及植酸積累量

在明確供試柚果不同部位中總酚、總黃酮和植酸在2個(gè)典型果實(shí)發(fā)育階段的相對(duì)含量基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)不同柚果間柚果重和單個(gè)柚果中總酚、總黃酮和植酸的積累量進(jìn)行了分析(表4和表5)。結(jié)果表明，膨大期和成熟期，果肉干重的變異系數(shù)均高于果皮干重(膨大期為38.29%>32.23%，成熟期為47.95%>23.15%)。成熟期果皮干重在不同品種之間的變異系數(shù)相較膨大期減小，而果肉干重在不同品種之間的變異系數(shù)相較膨大期增大。對(duì)供試品種干重的均值分析表明，從膨大期到成熟期，果皮干重和果肉干重的均值都有增加。其中，果皮干重增加了14.6%，而果肉干重增加了38.0%?？傮w而言，膨大后期柚果以果肉增重為主。

表4 供試柚膨大期及成熟期單果果皮和果肉干重Table 4 Dry weight of peel and pulp in one pomelo at the fruit expansion stage and maturation stage among tested pomelo cultivars

供試15個(gè)柚品種果皮中總酚、總黃酮以及植酸在單果中的積累量(mg)在果實(shí)膨大期和成熟期均表現(xiàn)出顯著的品種差異(表5)。對(duì)果皮中總酚、總黃酮以及植酸積累量在不同品種間的變異系數(shù)進(jìn)行分析表明，果實(shí)膨大期時(shí)，植酸的變異系數(shù)最高(42.1%)，其次是總酚(38.3%)和總黃酮(37.3%)。

成熟期以總黃酮的變異系數(shù)最高(36.8%)，而植酸最低(33.9%)。從供試不同品種總酚、總黃酮和植酸積累量的均值角度分析，成熟期果皮中總酚最高(1 133.2 mg)，其次是總黃酮 (688.6 mg)，植酸最低(163.6 mg)，果皮中總酚積累量為植酸積累量的6.9倍。進(jìn)一步對(duì)果皮總酚、總黃酮和植酸在膨大期和成熟期的單果積累量進(jìn)行分析表明，成熟期總酚和總黃酮的積累量較膨大期均有所提高，而植酸積累量在成熟期表現(xiàn)為降低。

2.5 柚果果肉總酚、總黃酮及植酸積累量

在果實(shí)膨大期和成熟期，單果果肉中總酚、總黃酮以及植酸的積累量如表6所示。對(duì)單果果肉中總酚、總黃酮以及植酸積累量在不同品種間的變異系數(shù)進(jìn)行分析表明：果實(shí)處于膨大期時(shí)，植酸的變異系數(shù)最高(59.2%)；果實(shí)處于成熟期時(shí)，植酸的變異系數(shù)高達(dá)88.4%，而以總黃酮的變異系數(shù)最低(32.3%)。對(duì)總酚、總黃酮以及植酸在不同品種單果果肉中積累量均值進(jìn)行分析表明，成熟期果肉中總酚積累量最高(615.4 mg)，其次是總黃酮(330.3 mg)，植酸積累量最低(33.9 mg)。進(jìn)一步對(duì)其在2個(gè)果實(shí)發(fā)育時(shí)期(膨大期和成熟期)進(jìn)行比較表明，成熟期果肉中總酚和總黃酮的積累量較膨大期均有所提高，而植酸積累量表現(xiàn)為降低。

2.6 聚類分析

以供試柚果果實(shí)成熟期總酚、總黃酮及植酸的相對(duì)含量為變量的Origin樹狀聚類結(jié)果如圖2所示。果皮中：‘白肉蜜柚’‘水晶柚’‘翠香甜’‘紅肉蜜柚’‘紅棉蜜柚’‘西雙版納1號(hào)’‘囊內(nèi)柚’可歸為第1類，屬低酚低黃酮高植酸類型；‘翡翠柚’單獨(dú)歸為第2類，屬高酚低黃酮低植酸類型；‘黃金蜜柚’‘金絲柚’‘玉黃柚’‘三紅蜜柚’‘東市早’可歸為第3類，屬高酚高黃酮高植酸類型；‘青田柚’‘下河柚’可歸為第4類，屬高酚高黃酮以及低植酸類型。果肉中：‘白肉蜜柚’‘三紅蜜柚’‘東市早’‘西雙版納1號(hào)’‘翠香甜’‘黃金蜜柚’可歸為第1類，屬低酚低黃酮類型；‘紅肉蜜柚’‘下河柚’‘翡翠柚’‘紅棉蜜柚’‘玉黃柚’可歸為第2類，屬中酚中黃酮類型；‘青田柚’‘囊內(nèi)柚’‘金絲柚’‘水晶柚’可歸為第3類，屬高酚高黃酮類型。

虛線為分類的基線，虛線之上的Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 分別代表類群1, 2, 3, 4。1～15分別代表：1:白肉蜜柚,2:黃金蜜柚，3:紅肉蜜柚，4：三紅蜜柚，5：紅棉蜜柚，6：青田柚，7：下河柚，8：玉黃柚，9：水晶柚，10：翡翠柚，11：西雙版納1號(hào)，12：東市早，13：囊內(nèi)柚，14：翠香甜，15：金絲柚。The dotted line represents the baseline of the classification, among which, Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, IV above the dotted line represent group 1, 2, 3, 4 respectively. The code of 1-15 in X-axis represents Bairou pomelo, Huangjin pomelo, Hongrou pomelo, Sanhong pomelo, Hongmian pomelo, Qingtian pomelo, Xiahe pomelo, Yuhuang pomelo, Shuijing pomelo, Feicui pomelo, Xishuangbanna No.1 pomelo, Dongshizao pomelo, Nangnei pomelo, Cuixiangtian pomelo, Jinsi pomelo, respectively.圖2 15個(gè)供試柚品種基于成熟期果實(shí)中果皮 (a)和果肉(b)總酚、總黃酮和植酸相對(duì)含量的聚類圖Fig.2 Clusters figure of 15 pomelo cultivars based total phenolics, total flavonoids,and phytic acid concentration in fruit peel (a) and fruit pulp (b)

3 討 論

在眾多水果中，柑橘類水果所含的酚類物質(zhì)相對(duì)較為豐富[20-21]。張昭等[18]對(duì)重慶10大名柚果實(shí)中酚類物質(zhì)的研究表明，成熟期果肉總酚與總黃酮相對(duì)含量分別為4.99～8.84 g/kg和4.86～7.99 g/kg，低于本研究中成熟期果肉總酚(6.31～11.45 g/kg)相對(duì)含量，但與本研究成熟期果肉總黃酮(3.25～7.87 g/kg)相對(duì)含量值接近。本研究酚類物質(zhì)相對(duì)含量較高的原因，可能與品種差異或種植區(qū)域的氣候特征不同有關(guān)。在成熟期不同果實(shí)部位的比較中，莊遠(yuǎn)紅等[22]的結(jié)果表明，鮮果果皮中總酚和總黃酮相對(duì)含量均高于果肉，其中：總酚相對(duì)含量表現(xiàn)為黃皮層>白皮層>囊衣>果肉>籽粒，而總黃酮相對(duì)含量表現(xiàn)為囊衣>籽粒>白皮層>黃皮層>果肉。本研究的結(jié)果也表明，供試蜜柚品種果皮中總酚和總黃酮的平均相對(duì)含量均高于果肉，但本研究中測得的總酚相對(duì)含量低于莊遠(yuǎn)紅等[22]的結(jié)果?？赡芘c鮮樣和干樣不同提取效率、樣品烘干過程中酚類物質(zhì)及其組分的部分降解有關(guān)[23]。在明確成熟期果實(shí)總酚與總黃酮相對(duì)含量的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步對(duì)柚果典型生育期(膨大期和成熟期)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，供試15個(gè)柚品種在膨大期至成熟期果皮和果肉的總酚及總黃酮平均相對(duì)含量都略有上升，這與陳巍等[24]在甌柑中的結(jié)果相似。

植酸廣泛存在于豆科和禾谷類作物的籽粒中。植酸具有多羥基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生理pH條件下可與礦質(zhì)元素(如鋅、鐵、鈣和鎂等)螯合，并抑制其在人體內(nèi)的有效吸收[25]。因此，從礦質(zhì)營養(yǎng)角度，植酸是一種典型的“抗?fàn)I養(yǎng)因子”[26-27]。前人的研究表明植酸在不同作物籽粒中的含量差異顯著，如：大豆中含量9.53～20.16 g/kg[28]、小麥6.5～13.8 g/kg[29]以及水稻8.6～17.6 g/kg[30]。即便同一作物，也表現(xiàn)出顯著的基因型差異[31]。但植酸在果實(shí)中的研究還相對(duì)較少。Lott等[32]曾報(bào)道了不同果實(shí)組織(如籽粒)的植酸含量，其分析方法主要是通過能量散射X射線譜(EDX)先對(duì)磷豐度進(jìn)行分析，進(jìn)而通過磷和植酸磷的比例關(guān)系(70%)進(jìn)行植酸濃度的換算。然而以蜜柚為例，我們前期的研究已表明，果實(shí)中的磷主要是以無機(jī)磷存在，并非植酸磷[33]，因此Lott等[32]結(jié)果可能比真實(shí)值偏高。本研究結(jié)果表明，柚果中的植酸含量顯著低于禾谷類和豆科等糧食作物，推測柚果中的低植酸含量不會(huì)顯著抑制果實(shí)內(nèi)礦質(zhì)營養(yǎng)的生物有效性。此外，研究還表明，植酸除具有抗?fàn)I養(yǎng)特性外，同時(shí)還具有抗氧化特性[34]。因此，蜜柚果實(shí)中的植酸和酚類物質(zhì)一起，主要參與柚果中抗氧化生理過程。

在果實(shí)的生長發(fā)育過程中，果皮及果肉在膨大期到成熟期總干重也相應(yīng)增加。前人對(duì)植物中酚類物質(zhì)的研究主要在相對(duì)含量水平上[18,20-23]，考慮到柚果的果實(shí)較大，本研究進(jìn)一步分析了單個(gè)柚果果皮和果肉中總酚、總黃酮及植酸的積累量。積累量除與其相對(duì)含量密切相關(guān)外，同時(shí)還受到不同發(fā)育時(shí)期、果肉與果皮比例以及果實(shí)生物量大小等影響。本研究選取的15個(gè)柚品種，單果重在1.01～2.06 kg之間(均值為1.41 kg)，相較于檸檬125～139 g[35]，橙224～252 g[36]，柚果是食品加工良好的原料[37-38]。成熟期供試不同柚品種單個(gè)柚果的果皮中總酚平均積累量為1 133.2 mg、總黃酮平均積累量為688.6 mg以及植酸平均積累量為163.6 mg，而果肉中平均總酚積累量為615.4 mg、總黃酮平均積累量為330.3 mg、植酸平均積累量為33.9 mg。從積累量上來看，單個(gè)果實(shí)中果皮所積累的總酚、總黃酮及植酸要顯著高于果肉。在提高果肉中的營養(yǎng)價(jià)值的同時(shí)，充分利用并挖掘果皮中的營養(yǎng)與生化活性物質(zhì)，是未來柚品質(zhì)綜合改良的方向。

4 結(jié) 論

15個(gè)供試柚品種總體以果皮總酚、總黃酮及植酸在相對(duì)含量和積累量上高于果肉，成熟期總酚及總黃酮(果皮和果肉)平均相對(duì)含量和積累量較膨大期升高，植酸則呈現(xiàn)降低趨勢。成熟期單個(gè)果實(shí)中總酚和總黃酮的積累量較為豐富，而果肉植酸積累量相對(duì)較低。本研究探究了總酚、總黃酮及植酸在柚果膨大期和成熟期的相對(duì)含量及積累特征，為柚資源評(píng)價(jià)及產(chǎn)品開發(fā)提供理論參考依據(jù)。