柑橘果实生长发育过程中糖组分变化规律研究

（浙江省柑橘研究所 台州 318026）

我国柑橘资源丰富，是世界第一大柑橘生产国和消费国，由于各地区生态条件、土壤条件、生产条件和农业技术水平等因素的不同给柑橘的风味品质和营养功能等成分带来了差异，主要表现方面有可溶性糖、维生素C、有机酸、可溶性固形物、类胡萝卜素、黄酮类、酚酸、香气物质、柠檬苦素类和矿物质等方面，甚至同一品种的不同种类之间也存在很大的差异，这些物质与人类的健康密切相关，可以满足不同人群对健康的需求。

果实内在风味品质与糖酸比关系密切，该比值主要由可溶性糖和有机酸组分的种类、含量和比例所决定[1-2]；在果实的常规品质检测中，通常用固酸比或糖酸比来评价，如糖酸比小于14.9，风味多为甜酸或酸涩；糖酸比在15～25之间，风味多为甜酸[3-5]；但是在实际品尝中会发现很多水果可溶性固形物指标一样，固酸比一样，口感差异却比较大，说明果实的口感并非甜味和酸味的简单叠加，而是糖和酸各组分相互作用的综合结果[6-7]。

柑橘中的可溶性糖主要以果糖（Fru)、蔗糖(Sue)、葡萄糖(Glu)等的形式存在，以蔗糖含量最高[8-9]，甜味的程度及口感与糖组分的种类和构成比例有很大相关性，就甜度而言，果糖、蔗糖和葡萄糖的甜度分别为1.75、1和0.75，山梨糖醇0.4较低[10-12]，样品甜度值Sv=Suc×1+Fru×1.75+Glu×0.7+Sor×0.4，Suc、Fru、Glu和Sor分别为样品中蔗糖、果糖、葡萄糖和山梨醇的含量(%)[13]。由于所含糖组分比例不同，对口感刺激也不同，如一些果糖含量高的早熟葡萄品种比相同含糖量甚至较高含糖量的品种风味更甜；在一些葡萄糖高的品种，口感不会过于甜腻，如越橘成熟果实中葡萄糖和果糖 1：1的组合，增加了水果的香甜绵软之感；不同的品种间糖分比例也会不同，研究表明在一些早熟和中熟的柑橘中蔗糖、葡萄糖和果糖比例大多为为 2∶ 1∶ 1，表现尤为明显[9，14]。本研究围绕柑橘果实生长发育、储藏过程中糖组分的变化等进行相关性研究，能够了解糖组分在口感方面的贡献，揭示其可溶性糖组分及其含量特性，为柑橘风味品质评价、柑橘消费、柑橘品种和育种亲本选择等提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 仪器与试剂

Agilent1200高效液相色谱仪（RID，美国安捷伦公司）；Rezex RCM-Monosaccharide Ca色谱柱（300×7.8 mm，美国Phe-nomenex公司）；AR1502CN电子天平（美国奥豪斯公司）；旋涡机MS3（德国IKA公司）；SK250KUDOS超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）；Sorvall ST 16R离心机（赛默飞世尔科技有限公司）；Milli-Q超纯水系统（德国Millipore公司）。

蔗糖（D-Sucrose）、葡萄糖（Glucose）、果糖 (Fructose)标准品（95.0%，德国Dr.Ehrensorfer公司）；乙腈(HPLC)购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 田间试验

试验于2019年，在浙江省台州市浙江省柑橘研究所试验站进行，每个处理组选取三株橘树（树龄6年），并设3个重复，在果实膨大期至成熟期，间隔5～10d采集一次果实样品，每次采样不少于2kg。

1.3 分析方法

1.3.1 样品前处理

柑橘样品每个果实取四分之一果肉，放入三层厚度纱布当中，榨取果汁，称取果汁2g（精确至0.01g）左右，纯水定容至40ml离心管中，摇匀后离心，取上清液过0.22μm膜后待色谱检测；另取果汁分别测定可溶性固形物、总酸、总糖（参考方法GB/T 8210-2011）。

1.3.2 色谱仪器检测条件

色谱柱：Rezex RCM-Monosaccharide Ca（300mm×7.8mm）；柱温:63℃；流动相：超纯水；流速：0.5 mL/min；进样量:20μL；检测器RID温度：40℃。

2 结果与分析

2.1 发育过程中糖组分含量及变化规律

由图1可知，柑橘从膨大中期到成熟期共检测到三种光合同化产物，分别为蔗糖、葡萄糖、果糖。蔗糖在同一时期的含量最高，约占总糖的50%以上，其次为果糖，葡萄糖含量最低；随着果实的发育，其中蔗糖表现为在膨大期一直上升，然后转色期较缓慢平稳，最后果实成熟期继续上升，含量在3.46～5.54g/100g之间；葡萄糖和果糖在整个生长期上升比较缓慢，变化不太明显，依次为 1.58～1.85和 2.73～3.15g/100g之间，说明果实在发育过程中蔗糖的代谢合成较为活跃。

图1 生长发育过程中糖组分变化规律

2.2 储藏过程中糖组分的变化

柑橘完熟后进行采摘储藏，图2显示采摘后78d中果实糖组分的变化情况，储藏前20d中，蔗糖、葡萄糖和果糖表现为缓慢的上升，含量分别为5.39～5.89、1.71g～2.30、2.99～3.91g/100g，之后蔗糖呈现稳定，变化较少，果糖和葡萄糖含量呈现缓慢下降趋势，可能是由于自身代谢消耗，尤其是葡萄糖代谢最为明显。

图2 储藏过程中糖组分变化规律

2.3 果实甜味

果实的甜味目前表示方法也不一，贡献度法采用每种糖组分对果实的贡献度进行表示，根据样品甜度值Sv=Suc×1+Fru×1.75+Glu×0.7+Sor×0.4计算可知（如表1），可以看出不同时期的变化规律，总的贡献值用%表示，糖对果实的甜味贡献总体趋势为增加，最后趋于稳定；果糖的含量虽然低于蔗糖，但是贡献值大于蔗糖，变化范围生长发育过程为51.08%～61.43%，储藏过程为54.54%～58.81%，变化不大，趋于稳定；葡萄糖贡献值在11.48%～15.41%之间，贡献度最小，蔗糖表现为44.57%～54.08%之间，贡献度也较高。

表1 柑橘生长发育过程中糖组分的贡献值/%

表2 柑橘生长过程中糖各组分的味感阈值

2.4 糖与风味指标的关系

通过对果实不同时期的可溶性固形物（TSS）、总糖、总酸等理化指标的比较表明，柑橘可溶性固形物的变化范围在9.8%～11.9%之间，缓慢上升，变化不太明显；总酸的变化范围在0.82～0.99g/100ml之间，呈下降趋势；固酸比变化范围为10.21～14.51，柑橘风味物质积累表现为随着果实不断成熟，糖分逐渐增加，酸度降低（见表3）。

表3 柑橘发育过程中的理化指标比较

3 小结与讨论

柑橘果实积累的可溶性糖主要源于叶片产生的光合同化物，经过长途运输后，转运到果实中，经过一系列代谢及跨膜，最终以多种形式(如蔗糖、山梨醇、果糖或葡萄糖等)积累在果实中，其含量和比例不同就会产生不同的风味[16]。本试验结果显示，柑橘宮川在生长发育过程和储藏过程中检测到蔗糖、葡萄糖和果糖组分，均呈逐渐上升趋势最后趋于稳定，其中蔗糖含量最高，其次为果糖，葡萄糖变化也不明显，含量最低，表明葡萄糖在发育过程中对甜度的影响较小；三种糖组分的甜度贡献值和味感阈值比较表明，葡萄糖的甜度贡献值在11.48%～15.41%之间，远低于蔗糖的44.57%～54.08%和果糖的51.08%～61.43%，与味感阈值的计算结果一致，同常规理化检测相比，液相法更能直观的反映各糖组分之间的关系，同时，在贡献值计算中，蔗糖含量虽然最高，但是贡献值果糖＞蔗糖＞葡萄糖，相较于固酸比等更能反应糖组分对风味的影响，但是仅仅只有糖度并不能反应果实口感。

储藏过程中糖组分的含量趋于稳定，下降较少，说明果实在后期风味的退化和口感的新鲜也受到其他成分因子的影响[17，18]，研究表明，蔗糖的甜味给人以愉悦的感觉，它的甜味纯正、稳定、回味良好，口感来得慢，去得也慢，在口中甜味要30s后才消失；果糖为天然糖中最甜的糖类，在口中的甜味感来得快，消失也快；葡萄糖微甜，甜味不如蔗糖，口感温和、细腻，通过了解不同时期糖组分情况结合口感，探索最佳口感时期三种糖组分的配比，结合酸组分或氨基酸组分，能够提供果实的最佳食用时期，为不同柑橘果实之间风味的差别提供数据参考，今后可以进一步开展柑橘风味物质有机酸、氨基酸等相关因子的研究。