塔罗科血橙果实发育中后期营养成分变化研究

陈 存,杨 舒,杨正仙,刘红玲,任迎虹

(1 成都师范学院化学与生命科学学院,成都,611130;2 特色园艺生物资源开发与利用四川省高校重点实验室,成都,611130)

血橙是一类果实含花色苷的甜橙(Citrussinensis)品种群[1]。在我国引进的多个品种中,红玉血橙(路比血橙)和塔罗科血橙深受大众喜爱,主要种植地为四川、广东、江西等地[2]。血橙果实具有独特的玫瑰香味和清爽的口感,且富含丰富的可溶性糖、淀粉、维生素C、多酚、有机酸等营养成分[3]。在我国,以四川资中塔罗科血橙最为出名[4]。可溶性糖、淀粉、有机酸、维生素C、多酚、花青素等营养成分是评价果实品质和风味的重要指标[5]。曹少谦等[6-7]通过HPLC相关分析测得血橙中主要有3种可溶性糖:果糖、葡萄糖和蔗糖,同时,还发现随着血橙汁贮存时间延长,血橙汁的花色苷含量逐渐下降,抗坏血酸含量也明显下降,还原糖含量变化则较为缓慢,总酸含量基本呈平缓增加的趋势。陈大茴等[8]测定了血橙中微量元素含量及种类,发现血橙中富含Fe、Cu、Zn等元素。Chen等[9]发现,采后乙烯加低温处理比单纯低温处理相比,血橙果实总花青素含量明显提升。目前国内外对血橙的研究报道大多集中在成熟血橙果实物质具体含量及其药用价值方面,对血橙果实生长发育过程中营养成分变化的研究报道较少。笔者通过在塔罗科血橙果实生长发育后期定期采样测定有机酸、维生素C、可溶性糖、淀粉、多酚、花青素等成分,研究血橙成熟过程中营养物质的动态变化规律,可为血橙生产中果实采摘期的确定提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器果实样品:在四川省内江市资中县罗泉镇松坪村塔罗科血橙种植基地采集果实样品。该基地处于北纬29°50′17″,东经104°29′39″,海拔475～482 m,土壤为富含碳酸钙的紫色土壤加部分黄色土壤,中低丘陵地貌,种植株行距3 m×4 m,4年生,株高1.5～1.8 m,冠径1.6～1.8 m,平均株产13.4 kg。2021年12月至2022年3月间隔20 d左右采集一次果实样品,具体采样期为2021年12月16日(盛花期后245 d)、2022年1月10日(盛花期后270 d)、2022年2月5日(盛花期后296 d)、2022年2月25日(盛花期后316 d)、2022年3月15日(盛花期后334 d)。每次从3株树上采集样品,每株用五点取样法采收5个果实,即将每株待采样树的树冠划分成上、下、左、右、中5个部位,每个部位随机采集1个无机械损伤、无病虫害的果实。

试剂及药品:硫酸、无水乙醇、香草醛、蒽酮、可溶性淀粉、盐酸、甲醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、酚酞试剂、2,6-二氯靛酚钠、蔗糖和草酸,均为分析纯。

仪器:分析电子天平(PL4002-1C,上海良平仪器仪表有限公司)、恒温磁力搅拌器(DF-101S,郑州南北仪器设备有限公司)、台式冷冻高速离心机(5810R,德国eppendorf公司)、紫外/可见光光度计(721型,上海菁华科技仪器有限公司)、移液枪(北京大龙 TopPette手动单道移液器式移液)、碱式滴定管(安徽韦斯实验设备有限公司)、超声破碎仪(Scientz-IID,宁波新芝生物科技股份有限公司)、电热恒温干燥箱(GZX-DH202-l-BS-II,上海贺德实验设备有限公司)、电热恒温水浴锅(HH-2,上海启前电子科技公司)。

1.2 测定方法可滴定酸含量采用酸碱滴定法[10]测定。维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。用血橙鲜样进行测定。

可溶性糖和淀粉采用蒽酮-硫酸法[11]测定。血橙去皮后55 ℃烘箱烘干至恒重,称量0.2 g血橙样品干燥粉末,加入配置好的80%乙醇溶液15 mL,浸泡2 h,8 500 转/min离心10 min,取出上清液(沉淀留至后续淀粉测定)10 μL于5 mL EP管内,向加入上清液的EP管中加入80%乙醇490 μL和蒽酮溶液2.5 mL(对照组体系为80%乙醇500 μL +蒽酮溶液2.5 mL),放入沸水中加热10 min,于波长630 nm处测定吸光值,计算可溶性糖含量。上述测定中留下的沉淀,加入1.1%的HCl溶液12 mL,充分混合后沸水浴30 min,每间隔15 min进行摇匀,然后8 500 转/mim离心10 min,取上清液100 μL加入1.1%盐酸溶液400 μL和蒽酮溶液2.5 mL(对照组体系为1.1% HCl 500 μL +蒽酮溶液2.5 mL),放入沸水加热10 min,于波长630 nm处测定吸光值,计算淀粉含量。

多酚含量采用Folin-Ciocalteu比色法[12]测定。称取上述1.0 g血橙干燥粉末加入30 mL的60%乙醇,60 ℃水浴10 min,8 500 转/mim离心10 min,取上清液0.5 mL于加入超纯水3 mL、Folin-Ciocalteu试剂0.5 mL的比色管中,摇匀,静置2 min,于764 nm波长处测定吸光值。

花青素采用硫酸-香草醛比色法[13]测定。称取1.0 g血橙新鲜样品,加入90%乙醇12 mL,60 ℃水浴60 min,8 500 转/mim离心10 min,取上清液2 mL(对照组为90%乙醇2 mL),加入浓度为30 g/L的香草醛2.5 mL、30%硫酸(使用甲醇稀释)2.5 mL,避光反应20 min,于波长500 nm处测定吸光值。

2 结果与分析

2.1 有机酸含量变化由图1可知,在果实发育中后期,有机酸含量不断下降,盛花期后334 d最后一批样品的降至最低(0.78%)。

图1 血橙发育过程可滴定酸含量变化

2.2 可溶性糖含量变化由图2可知,随着果实成熟度的提升,可溶性糖含量呈增长趋势,到盛花期后316 d达最高值(258.20 mg/g)。

图2 血橙发育过程可溶性糖含量变化

2.3 淀粉含量变化由图3可知,随着果实成熟,淀粉含量先增加后减少,在盛花期后296 d达到最高值(33.73 mg/g)。

图3 血橙发育过程淀粉含量的变化

2.4 维生素C含量变化由图4可知,随着果实不断成熟,维生素C含量为先减少后增加的变化趋势,在盛花期后270 d时达到最低值(28.94 mg/100g),此后不断增加,到盛花期后334 d达到最高值(45.55 mg/100g)。

图4 血橙发育过程维生素C含量变化

2.5 多酚含量变化由图5可发现,随着果实不断成熟,多酚含量呈现逐渐增加最后平稳的变化趋势,盛花期后316 d至盛花期后334 d稳定在0.38 mg/g左右。

图5 血橙发育过程多酚含量的变化

2.6 花青素含量变化由图6可知,随着果实逐渐成熟,花青素含量呈现先逐步减少后又增加的变化趋势,在盛花期后296 d降至最小值(0.21 mg/g),在盛花期后334 d达到最高值(0.44 mg/g)。血橙成熟过程中果肉颜色变化来看,从盛花后296 d开始,血橙果肉逐渐出现“上血”,随着时间推进,红色逐渐增多,到334 d果肉中的红色布满整个果肉(见图7)。

图6 血橙发育过程花青素含量的变化

图7 血橙成熟过程中果肉颜色变化

3 讨论与结论

薛小敏等[14]对黄金梨果实发育过程中其营养成分变化研究中发现,随着黄金梨发育其有机酸含量逐渐下降,与本试验中血橙果实有机酸变化趋势相同。推测,随着血橙果实成熟度的增加,其呼吸作用在不断地增强,使消耗的有机酸大于合成的有机酸;同时,随着血橙发育和成熟,其含水量不断增加也可能导致有机酸被稀释,使有机酸含量呈下降趋势。

赵树堂等[15]研究了李果实发育过程中主要营养成分的相关变化,发现不同品种的李果实在发育过程中可溶性糖的含量变化不同,其中,“安哥诺”品种的可溶性糖含量变化与本试验中血橙果实的可溶性糖含量变化大致相同。结合杨子琴等[16]对南瓜果实中营养物质积累及相关酶变化研究,推测随着血橙果实成熟度的增加,合成糖类物质的相关酶活性增强,淀粉被水解,可溶性糖含量逐渐升高,这与大多数甜橙发育是相似的[17]。

李培环[18]在苹果果实发育过程淀粉含量的变化相关研究中发现,苹果发育过程中其淀粉含量呈现先增后减的趋势。本试验中,血橙果实淀粉含量变化趋势与此相似。结合可溶性糖含量变化,分析认为果实发育中期是淀粉积累的主要时期,发育后期合成糖类物质的相关酶活性增高,淀粉在酶的作用下转化为糖类物质,导致淀粉含量降低。

杨阳[19]对5种晚熟柑桔品种果实发育过程中营养成分变化进行了分析研究,发现“班菲尔” “W·默科特”两个品种其维生素C变化均呈现先减少再增加的趋势,与本试验中血橙的维生素C变化相似,而其他品种的变化趋势不同。说明,柑桔果实维生素C含量变化存在品种差异。

郭子微[20]对不同品种的苹果果实的酚类物质含量及抗氧能力进行了深入研究,发现苹果酚类物质含量会缓慢增加。本试验中,血橙果实多酚含量先是逐渐增加,最后平稳。推测,果实逐步发育成熟,代谢加变快,导致了多酚含量逐渐上升。

龚林忠[21]对桃果实生长过程中色素含量的动态变化进行了深入研究,发现桃果实花青素含量随着生长发育呈现先减少再增加的变化趋势。本试验中,血橙果实花青素含量有相似的变化趋势。果实中花青素的合成受到光照、温度以及糖类物质的影响[22]。在12月至翌年1月,生长环境温度降低,光照变弱,且是淀粉积累的主要时期,因此,血橙果实花青素含量也呈现下降趋势;到血橙发育后期,生长环境温度升高,光照增强,糖类物质含量上升,花青素含量也逐渐增高。

血橙富含各种营养物质,是一种具备很高营养价值和商业价值的水果。血橙富含的维生素C具有较多作用功效,如抗氧化、抗自由基、增强免疫力等作用。人类自身无法合成维生素C,因此需要通过食物、药物等摄取,而食用血橙可为人体提供需要的维生素C[23]。血橙中的多酚能够抑制细菌和癌细胞的生长,花青素具有增强人体血管弹性、抗氧化等作用[24]。

本试验通过研究塔罗科血橙果实发育中后期营养物质的动态变化,发现在四川资中血橙盛花期后245 d左右至盛花期后316 d左右果实处于持续降酸、增糖、积累多酚的过程,是风味、口感持续向好的过程,盛花期后296 d左右至盛花期后334 d左右是“上血”(积累花青素)和进一步降酸的过程。在实际血橙生产中,用于加工的果实可于盛花期后316 d左右采摘,用于鲜食的果实可适当延后至盛花期后334 d左右采摘。