許換平 段遵國(guó) 李銀萍 李 靜*
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,興城 125100;2.山東省蒙陰縣垛莊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心,蒙陰 276225)
數(shù)據(jù)庫(kù)(集)基本信息匯總表
蘋果(Malus domesticaBorkh.)營(yíng)養(yǎng)豐富、酸甜適口、耐貯藏和運(yùn)輸,是世界最重要的水果之一[1]。我國(guó)作為世界第一大蘋果生產(chǎn)國(guó),種植面積和產(chǎn)量均位居世界第一位。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示,2020 年蘋果栽培面積達(dá)到13.93 萬(wàn)公頃,產(chǎn)量達(dá)到4 406.6 萬(wàn)噸(http://data.stats.gov.cn/),僅次于柑橘,居水果類的第二位。
蘋果作為一種可食性水果,其糖酸含量及其配比關(guān)系對(duì)果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)有著重要影響[2-5]。蘋果中的糖主要指可溶性糖,包括果糖、蔗糖、葡萄糖和山梨醇等[6],蘋果中的酸主要是指可滴定有機(jī)酸,主要包括蘋果酸、奎尼酸和檸檬酸等[7-8]。研究顯示,蘋果高酸低糖口感過(guò)酸,而低酸高糖則口感淡薄,其中含酸量對(duì)果實(shí)糖酸比影響較大,而含糖量的影響較小,可滴定酸含量在0.2%~0.5%之間、可溶性固形物含量≥14.5%、糖酸比在30~35之間的果實(shí)酸甜適口,風(fēng)味品質(zhì)較好[9]。因此,蘋果果實(shí)糖酸風(fēng)味也是種質(zhì)資源篩選、新品種選育、雜種后代果實(shí)評(píng)價(jià)及栽培技術(shù)效果評(píng)估的重要參考指標(biāo)[10]。此外,蘋果中的糖和酸還參與新陳代謝、多酚的生物合成和能量供給等[11]。
‘富士’蘋果是我國(guó)主栽品種之一,占我國(guó)蘋果總產(chǎn)量的72.7%[12-13]。‘長(zhǎng)富2 號(hào)’屬于紅富士著色系Ⅱ系,是日本從富士中選育出的濃紅型芽變品種,1980年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部從日本引入接穗試栽[14-15]。作為紅富士蘋果的一個(gè)優(yōu)良品種,‘長(zhǎng)富2 號(hào)’優(yōu)質(zhì)、耐貯、晚熟,在我國(guó)不同蘋果產(chǎn)區(qū)都有栽培,但是果實(shí)品質(zhì)因產(chǎn)地不同而存在較大差異[14,16]。
本研究以我國(guó)廣泛種植的‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果為對(duì)象,檢測(cè)了采集自我國(guó)不同種植區(qū)域的‘長(zhǎng)富2 號(hào)’果實(shí)糖、酸含量,主要包括果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇、蘋果酸、檸檬酸、奎尼酸和莽草酸含量,為我國(guó)不同區(qū)域蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ),為合理進(jìn)行蘋果種植區(qū)劃研究奠定基礎(chǔ)。
2017 年和2018 年,在‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果適采成熟期,分別從甘肅、河北、河南、遼寧、寧夏、山東、山西、陜西、新疆和云南等10個(gè)主產(chǎn)省區(qū)的167個(gè)代表性果園采集果實(shí)樣本,采用5 點(diǎn)采樣法采樣(避免在邊行和每行距離兩端1.0 m內(nèi)采樣),并且在蘋果樹的各部位(上、下、內(nèi)、外、向陽(yáng)面、背陰面)均勻采樣。選擇色澤接近、大小一致、無(wú)病蟲害的成熟果實(shí),果實(shí)成熟期的判斷依據(jù)為果皮色澤、種子顏色以及前人記載。果實(shí)采摘后,當(dāng)日包裝好,快遞回實(shí)驗(yàn)室,4℃下貯藏。每批樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后,3日內(nèi)檢測(cè)完畢。
甲醇HPLC 級(jí),購(gòu)于美國(guó)Fisher公司;50%(w/w)氫氧化鈉,購(gòu)于阿法艾莎(中國(guó))化學(xué)有限公司;磷酸HPLC級(jí),購(gòu)于Fluka公司;磷酸二氫鉀HPLC級(jí),購(gòu)于德國(guó)Merck 公司。果糖標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院;葡萄糖、山梨醇、蔗糖標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于sigma 公司;蘋果酸、檸檬酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于Chemservice 公司;奎尼酸、莽草酸標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)于阿拉丁試劑。
離子色譜儀(美國(guó)戴安公司,ICS5000),配有電化學(xué)檢測(cè)器;高效液相色譜儀(日本島津公司,10A),配有紫外檢測(cè)器;高速冷凍離心機(jī)(日本日立公司,CF16RXII);固相萃取儀(美國(guó)J2 公司,Preplinc platfurm);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(瑞士BUCH 公司,R-210);超純水機(jī)(美國(guó)MilliPore 公司,Milli-Q Direct 8);PA10 離子交換色譜柱(Dionex CarboPac PA10 Analytical(4 mm× 250 mm),保護(hù)柱為BioLC CarboPac PA10 Guard(4 mm × 50 mm);反相色譜柱(上海月旭科技,LPC18 4.6×300 mm,5 um);固相萃取小柱(Waters Oasis?HLB,200 mg/6CC)。
準(zhǔn)確稱取標(biāo)準(zhǔn)品50.0mg,用純水溶解,定容至10.0 mL,配置成2 000 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液,根據(jù)需要配置成標(biāo)準(zhǔn)使用液。
準(zhǔn)確稱取5 g冷凍研磨樣品,加入20 mL甲醇,超聲10min,8 000r/min 離心5min 后上清液倒入50 mL容量瓶中,殘?jiān)儆?0 mL 甲醇,重復(fù)提取1 次,合并上清液定容至50 mL。吸取10 mL,旋蒸去除甲醇,水溶解后,用固相萃取小柱凈化,水相定容20 mL,過(guò)0.22μm 濾膜,用于有機(jī)酸的測(cè)定。用純凈水再稀釋50倍,用于糖組分的測(cè)定。
糖組分的測(cè)定采用離子色譜電化學(xué)安培檢測(cè)器(Electrochemical Detector)標(biāo)準(zhǔn)四電位采集方式;色譜柱為PA10 陰離子交換柱(4 mm×250 mm)和同款保護(hù)柱;柱溫,30℃;流速為1.0 mL.min-1;進(jìn)樣量為10.0μL;流 動(dòng) 相A 為 水,流 動(dòng) 相B 為200 mmoL NaOH ;梯度洗脫,B 液:0 %(24min)→24 %(15min)→90 %(15.5min)→90 %(18min)19min 回到初始狀態(tài),平衡5min。糖標(biāo)準(zhǔn)品譜圖見圖1。
圖1 糖標(biāo)樣的典型譜圖Fig.1 The chromatogram of saccharides standards
酸組分的測(cè)定采用液相色譜紫外分光光度法測(cè)定。色譜柱為上海月旭科技LP-C18 色譜柱(4.6 mm×300 mm,5 μm)和同款保護(hù)柱;柱溫,40℃;流速為0.5 mL.min-1;進(jìn) 樣 量 為10.0μL;檢 測(cè) 波 長(zhǎng) 為210nm;流動(dòng)相為KH2PO4緩沖液 用磷酸調(diào)節(jié)pH 為2.65(含0.5 % 甲醇)恒流,采集時(shí)間35 min。酸標(biāo)準(zhǔn)品譜圖見圖2。
圖2 酸標(biāo)樣的典型譜圖Fig.2 The chromatogram of acids standards
每個(gè)樣品平行測(cè)定3 次,利用Microsoft Excel 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
本數(shù)據(jù)集為2017—2018 年間我國(guó)不同地區(qū)‘長(zhǎng)富2號(hào)’蘋果糖酸含量數(shù)據(jù)集,包含1個(gè)Excel文件,其中包含編號(hào)、產(chǎn)地、可溶性糖(葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖醇)含量和比例數(shù)據(jù)、有機(jī)酸(奎尼酸、蘋果酸、莽草酸、檸檬酸)含量和比例數(shù)據(jù)以及總糖和總酸含量數(shù)據(jù)等。
‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果糖組分中果糖含量最高而山梨醇含量最低。蘋果總糖含量在6.18~17.63g/100g 之間,其中山梨醇的含量變化范圍為0.13~1.39g/100g,葡萄糖含量變化范圍為0.92~3.75g/100g,果糖含量的變化范圍為2.67~8.62g/100g,蔗糖含量的變化范圍為0.61~6.57g/100g(表1)。
表1 ‘長(zhǎng)富2號(hào)’蘋果糖含量參數(shù)范圍Table 1 The parameters ranges of sugar content of‘Nagafu 2’apple
‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果酸組分中蘋果酸含量最高而莽草酸含量最低??偹岷吭?.247~0.673g/100g 之間,其中奎尼酸含量在0.007~0.099g/100g之間,蘋果酸含量范圍為0.222~0.634g/100g,莽草酸含量范圍為0.0002~0.0011g/100g,檸檬酸含量范圍為0.0016~0.0108g/100g(表2)。
表2 ‘長(zhǎng)富2號(hào)’蘋果酸含量參數(shù)范圍Table 2 The parameters ranges of acid content of‘Nagafu 2’apple
‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果糖酸比在12.34~44.15 之間,不同產(chǎn)區(qū)‘長(zhǎng)富2號(hào)’糖酸組分差異較大。
為保證樣品質(zhì)量,由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)人員根據(jù)前述樣品采集方法進(jìn)行樣品采集和郵寄,由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(興城)專業(yè)檢測(cè)人員收取快遞,保存,并進(jìn)行檢測(cè),3d 內(nèi)完成樣品檢測(cè)。山梨醇、葡萄糖、果糖和蔗糖4 種糖組分以及奎尼酸、蘋果酸、莽草酸和檸檬酸4 種酸組分測(cè)定時(shí)分別進(jìn)行了2 次平行試驗(yàn),2 次平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值不得超過(guò)算數(shù)平均值的10%。
本研究公開發(fā)表了我國(guó)不同地區(qū)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果2017年和2018年的糖酸組分及其含量數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可直觀了解我國(guó)不同地區(qū)‘長(zhǎng)富2號(hào)’蘋果4種糖組分含量和比例、4 種酸組分含量和比例,通過(guò)該數(shù)據(jù)的分析利用可獲得我國(guó)不同地區(qū)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果的糖酸比,通過(guò)與其他年份或其他地區(qū)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果糖酸數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析可獲得蘋果‘長(zhǎng)富2 號(hào)’品質(zhì)變化趨勢(shì),通過(guò)聚類分析,可為蘋果產(chǎn)區(qū)劃分、提供科學(xué)依據(jù);通過(guò)糖酸組分與地理位置、氣候條件、多酚風(fēng)味等相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合分析,可挖掘不同地區(qū)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果的品質(zhì)差異性,探究其影響因素,為各地區(qū)‘長(zhǎng)富2 號(hào)’蘋果果實(shí)的糖酸品質(zhì)評(píng)價(jià)及栽培技術(shù)改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。本數(shù)據(jù)集原始數(shù)據(jù)可通過(guò)國(guó)家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心獲取網(wǎng)絡(luò)獲取,登錄首頁(yè)后點(diǎn)“資源服務(wù)”下的“數(shù)據(jù)服務(wù)”,進(jìn)入相應(yīng)頁(yè)面。
數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)
許換平(1990—),女,山東人,碩士,助理研究員,研究方向?yàn)橹参锊±韺W(xué)。主要承擔(dān)工作:數(shù)據(jù)收集整理、質(zhì)量控制及論文撰寫。
段遵國(guó)(1973—),男,山東人,大學(xué),高級(jí)農(nóng)藝師,研究方向?yàn)楣麡湓耘嗪凸麡湫录夹g(shù)推廣工作。主要承擔(dān)工作:樣品采集、數(shù)據(jù)整理與分析。
李銀萍(1987—),女,河南人,博士,助理研究員,研究方向?yàn)楣焚|(zhì)量安全研究。主要承擔(dān)工作:樣品采集與收集、數(shù)據(jù)檢測(cè)分析、質(zhì)量控制。
李靜(1972—),女,黑龍江人,學(xué)士,副研究員,研究方向?yàn)楣窢I(yíng)養(yǎng)功能與質(zhì)量安全。主要承擔(dān)工作:樣品采集、數(shù)據(jù)檢測(cè)分析、質(zhì)量控制。