蓝莓果实外观与糖、酸、酚组成特征

蓝莓（Vaccinium spp.），又名越橘，杜鹃花科越橘属多年生落叶或常绿灌木，浆果深蓝，酸甜适口、风味怡人、营养丰富，内含可溶性糖、有机酸、多酚、花青苷等多种营养和功能活性物质，有“浆果之王”的美誉[1]，具有抗氧化、抗衰老、增强人体免疫力和防止脑神经老化等生理功能[2-3]，被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[4-5]。目前，蓝莓以鲜食为主，同时加工制作成果汁、果酒和添加蓝莓为配料的酸奶以及花青素胶囊等各类产品，因此，鲜食与加工过程中浆果品质评价至关重要。前人对果实营养构成已经进行了分析和探索，但大多是围绕整形修剪[6]、采收时期[7]、设施条件[8]、环境调控[9]等栽培技术效果进行的，针对大量资源营养构成的系统研究较少。本试验以21 个蓝莓品种为试材，从果实外部经济性状出发，利用液相色谱技术对其内在营养构成进行系统检测，采用DPS 结合Excel数据分析软件开展差异显著性、变异程度、相关性和聚类分析，以期筛选出外形美观、口感适宜、营养丰富、品质上乘的鲜食和加工品种[10]，为栽培生产品种选择、鲜食消费、加工选材以及种质创新提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为‘蓝金’、‘瑞卡’、‘N5’、‘达柔’、‘北卫’、‘布里吉塔’、‘早蓝’、‘日出’、‘绿宝石’、‘N4’、‘夏普蓝’、‘凯瓦’、‘黑珍珠’、‘伯克利’、‘利博梯’、‘莱格西’、‘蓝塔’、‘喜来’、‘比洛克西’、‘克瑞顿’、‘粉红佳人’21 个蓝莓品种，来自辽宁省果树科学研究所试验园，露地栽培，树龄5年，土壤、肥水等立地条件及管理方式一致。2020年的各品种果实成熟期，采集无机械和病虫伤害的大小相近、着色均匀、位置相似的蓝莓果实，采后立即带回实验室，用保鲜盒包装置于冰箱4 ℃条件下贮藏，对果实外观和营养品质等指标进行观测、分析。

1.2 仪器与设备

数显游标卡尺：无锡凯保鼎工具有限公司；万分之一电子天平（ME204E）：瑞士梅特勒公司；鼓风干燥箱（DHG-9146A）：上海精宏实验设备有限公司；超纯水系统（Milli-Q）：美国密理博公司；多功能食品加工机（MB-1001）：慈溪市豪迈电器有限公司；超声波振荡器（KQ5200DE）：江苏省昆山市超声仪器有限公司；液相色谱仪（U-3000）：美国赛默飞世尔科技公司；示差折光检测器（RI-101）：昭和电工科学仪器（上海）有限公司；色谱柱（Hi-Plex Ca、ZOBAX C18）：安捷伦科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 果实外观品质观测

果实颜色、果粉多少采用目测法，其中，果粉量划分为多、较多、中多、少和无5 个等级。利用数显游标卡尺测量果实纵径和横径。按果形指数大小将果实形状分成3 类：近球形，果形指数≥0.9；扁球形，0.7＜果形指数＜0.9；饼形，果形指数≤0.7。利用万分之一电子天平进行果实称量，按平均单果重将果实大小分成5 类：小，单果重＜1.0 g；中小，1.0 g≤单果重＜1.5 g；中，1.5 g≤单果重＜2.0 g；中大，2.0 g≤单果重≤2.5 g；大，单果重＞2.5 g。果形指数计算公式如下。

果形指数=果实纵径/果实横径

1.3.2 果实内在品质分析

果实含水量的测量采用烘干法，各处理果实称重后置于鼓风干燥箱内，120 ℃杀青，80 ℃烘干至恒重，称重，根据其水平高低划分为5 个等级：低，含水量＜82%；中低，82%≤含水量＜83%；中，83%≤含水量＜84%；中高，84%≤含水量≤85%；高，含水量＞85%。

含水量计算公式如下。含水量/%=（烘干前质量-烘干后质量）/烘干前质量×100

糖、酸和酚类物质含量分析采用液相色谱法，称取一定质量果实，以超纯水作为浸提液进行可溶性糖提取，以偏磷酸为浸提液进行有机酸提取，以含10%乙酸的甲醇溶液为浸提液进行酚类物质提取，机械匀浆后超声（200 W）辅助浸提15 min，10 000 r/min 离心10 min，上清液经0.22 μm 滤头过滤。采用液相色谱仪检测，利用示差折光检测器进行可溶性糖组分检测，色谱柱为安捷伦Hi-Plex Ca，300 mm×7.7 mm 柱，柱温85 ℃，流动相为纯水，流速为0.6 mL/min；采用紫外检测器进行有机酸和酚类物质检测，Agilent ZOBAX C18（4.6 mm×250 mm）柱，柱温20 ℃，流动相为0.2%的偏磷酸，流速为1.0 mL/min，检测波长分别为214 nm 和280 nm。利用戴安变色龙软件进行仪器操作程序控制与数据处理，每组处理10 个果实。

1.3.3 指标测定

甜度值计算参照杜改改等[11]的方法，蔗糖甜度为100，果糖甜度为175，葡萄糖甜度为75，甜度值=果糖含量×175+葡萄糖含量×75；可溶性总糖含量/（mg/kg）=果糖含量+葡萄糖含量；有机酸总量/（mg/kg）=草酸含量+奎尼酸含量+苹果酸含量+莽草酸含量+柠檬酸含量；糖酸比值=可溶性总糖含量/有机酸总量；甜酸比值=甜度值/有机酸总量。

1.4 数据处理

采用Excel 2003 进行基础数据整理，利用DPS7.05 软件进行数据相关统计分析，试验重复3 次。

2 结果与分析

2.1 不同蓝莓果实外观品质评价

为客观反映蓝莓果实外观特征，对21 个品种外观品质指标进行系统测量和观察，结果见表1。

由表1可知，果形指数变幅为0.656 7（‘利博梯’）～0.928 7（‘N4’），均值为0.771 5，呈不同程度的扁球形，变异系数8.90%，说明不同蓝莓品种间果形指数差异不大，其中‘N4’和‘黑珍珠’果形指数超过0.9，近球形；‘达柔’、‘日出’和‘利博梯’果形指数低于0.7，呈饼形；其它16 个品种果形指数在0.7～0.9 之间，呈扁球形，占76.19%。单果重变幅为0.524 8 g（‘黑珍珠’）～2.626 3 g（‘达柔’），均值为1.571 1 g，变异系数达35.70%，说明不同蓝莓品种间果实大小差异较大，高低相差400.44%，‘达柔’为大型果，‘早蓝’等5 个品种为中大型果，占23.81%，‘蓝金’等5 个品种为中型果，占23.81%，‘北卫’等6 个品种为中小型果，占28.57%，‘N4’等4 个品种为小型果，占19.05%。‘黑珍珠’果实呈黑色，‘粉红佳人’呈红色，其它均呈蓝色，占90.48%。‘黑珍珠’果实表面无果粉，‘粉红佳人’果粉很少，其它18 个品种果粉均在中、多以上，占90.48%。

2.2 不同蓝莓果实内在品质分析

2.2.1 不同蓝莓果实含水量

利用烘干法测定21 个品种果实含水量，总结蓝莓果实含水规律，结果见表2。

由表2可知，果实含水量均在80%以上，变化范围为80.37%～87.07%，平均为83.77%，变异系数为2.35%，不同品种间果实含水量差异很小，‘绿宝石’等8 个品种为高含水量，占38.10%，在供试品种中最为普遍，‘蓝金’和‘莱格西’为中高含水量，‘粉红佳人’等3 个品种为中等含水量，‘克瑞顿’等4 个品种为中低含水量，‘黑珍珠’等4 个品种为低含水量。

2.2.2 不同蓝莓果实可溶性糖组成、含量与甜度

利用液相色谱分析不同品种果实各类可溶性糖含量，依据甜味程度对不同糖类赋值，计算甜度值，分析蓝莓果实可溶性糖组分与含量及甜味构成，结果见表3。

由表3可知，果糖含量和甜度值分别为31.769 8 mg/kg～68.607 3 mg/kg 和5 559.71～12 006.28，均值分别为44.408 1 mg/kg 和7 771.41，占总糖和总甜度值的43.55%和67.98%，葡萄糖含量和甜度值分别为36.7673 mg/kg～76.4796 mg/kg 和2 757.55～5 735.97，均值分别为48.809 5 mg/kg 和3 660.71，占总糖和总甜度值的56.45%和32.02%，可溶性总糖含量和甜度值分别为68.537 1 mg/kg～145.086 9 mg/kg 和8 317.26～17 742.25，均值分别为93.217 6 mg/kg 和11 432.12。2种糖和总糖含量及其甜度值均以‘喜来’最高，‘利博梯’最低。‘喜来’等9 个品种甜度值超过平均甜度值（11 432.12），是较甜的品种。单体糖甜度平均值、最高值和最低值均以果糖甜度值较高，综合占比果糖甜度值为69.97%，葡萄糖甜度值为32.03%，相差37.94%，果糖甜度值显著高于葡萄糖甜度值。

21 个品种均值结果显示，葡萄糖含量显著高于果糖含量。果糖、葡萄糖、总糖含量变异系数分别为21.41%、21.47%和21.38%，进一步说明各品种间果糖、葡萄糖和总糖含量变化趋势和幅度极其相近。

2.2.3 不同蓝莓果实有机酸组成与含量

利用液相色谱测定21 个品种有机酸组成与含量，总结蓝莓有机酸组分特点，结果见表4。

由表4可知，奎尼酸含量为0.005 4 mg/kg ～5.775 8 mg/kg，占比为0.10%～40.34%，含量均值为1.153 2 mg/kg，占总酸的13.99%，变异系数为116.48%，表明品种间果实奎尼酸含量差异巨大，‘北卫’奎尼酸含量最高，‘克瑞顿’最低，相差1 000 多倍，5 个品种含量超过均值，占23.81%，16 个品种含量在均值以下，占76.19%，说明蓝莓果实大多奎尼酸含量较低，但仍有少数高奎尼酸品种，‘北卫’是罕见的奎尼酸极高的蓝莓资源。柠檬酸含量为3.041 6 mg/kg～11.843 0 mg/kg，均值为6.306 6 mg/kg，占总酸的76.52%，是蓝莓果实中含量最高的一种有机酸，变异系数为37.73%，表明品种间果实柠檬酸含量差异较大，‘利博梯’柠檬酸含量最高，‘伯克利’最低，高低相差2.9 倍。其它有机酸含量均较低，对果实品质影响较小。总有机酸含量变幅为4.054 0 mg/kg～14.318 8 mg/kg，均值为8.242 1 mg/kg，变异系数为37.34%，表明品种间果实总酸含量差异较大，‘北卫’总酸含量最高，‘伯克利’最低，高低相差2.5倍，‘北卫’、‘蓝金’和‘利博梯’属于高酸品种。

2.2.4 不同蓝莓果实风味评价

通过计算不同品种糖酸比值、甜酸比值，结合鲜食感受和聚类分析统计方法，综合评价21 个蓝莓果实甜酸风味，为鲜食选择提供依据，结果见表5。

由表5可知，21 个品种果实糖酸比值与甜酸比值变化幅度、趋势以及高低顺序几乎相同，只在数值上因为量纲的不同存在差异，甜、酸风味各占近一半。糖（甜）酸比值变幅为5.21～26.50（632～326 5），均值为13.21（162 1.87），变异系数为42.29%（42.56%），表明品种间果实糖（甜）酸比值差异很大，‘比洛克西’是糖（甜）酸比值最高的品种。鲜食品尝结果表明，‘瑞卡’等5 个品种果实呈甜味，占23.81%，‘伯克利’等3 个品种呈淡甜风味，占14.29%，‘日出’和‘夏普蓝’呈酸甜风味，占9.52%，‘达柔’和‘莱格西’2 个品种呈淡酸甜风味，占9.52%，‘蓝金’等3 个品种呈甜酸风味，占14.29%，‘N4’呈淡甜酸风味，占4.76%，‘布里吉塔’等5 个品种呈酸味，占23.81%。

21 个蓝莓品种果实风味树状聚类分析见图1。

糖、酸含量与甜（糖）酸比值聚类分析结果表明，在距离系数为780 时可将21 个品种分成四大类，第1类甜度（可溶性总糖含量）最高，有机酸含量中等偏下，只有‘喜来’1 个品种，占4.76%；第2 类甜度（可溶性总糖含量）次高，有机酸含量较高，只有‘日出’1 个品种，占4.76%；第3 类甜度（可溶性总糖含量）较高，有机酸含量较低，有‘比洛克西’、‘N5’、‘黑珍珠’、‘瑞卡’4 个品种，占19.05%；第4 类甜度（可溶性总糖含量）较高，有机酸含量最高，或甜度（可溶性总糖含量）不高，有机酸含量中等及偏下的品种，共15 个，占71.43%。‘喜来’、‘日出’、‘比洛克西’、‘N5’、‘黑珍珠’、‘瑞卡’均为甜度（可溶性糖含量）和甜（糖）酸比值较高、甜度（可溶性糖含量）超过12 000（100 mg/kg）的品种，具有营养物质含量较高，风味酸甜适口的共同特点，符合东方人对果品的鲜食喜好，是较好的鲜食品种。‘北卫’和‘蓝金’甜度也较高，可溶性糖与有机酸总含量也超过了100 mg/kg，但有机酸含量超高，甜（糖）酸比值过低，口感偏酸，未进入优良鲜食品种之列，与鲜食品尝结果相同。

2.2.5 不同蓝莓果实酚类物质组成与含量

利用液相色谱测定不同品种酚类物质含量，归纳蓝莓果实酚酸组成特点，结果见图2、图3。

由图2、图3可知，21 个品种共检出2 种酚类物质，含量较低，绿原酸含量为0.261 8 mg/kg～1.004 2 mg/kg，均值为0.475 2 mg/kg，占总酚的93.29%，是主要的酚类物质，儿茶素含量为0.012 8 mg/kg～0.084 6 mg/kg，均值为0.034 2 mg/kg，占总酚的6.71%，‘蓝塔’绿原酸含量最高，‘北卫’儿茶素含量最高。

2.3 不同蓝莓果实中各组分构成

比较可溶性糖、有机酸和多酚组分与占比，总结蓝莓果实三类物质组成特征，结果如表6、图4所示。

由表6、图4可知，各类有机物质由高到低依次为葡萄糖＞果糖＞柠檬酸＞奎尼酸＞绿原酸＞苹果酸＞草酸＞儿茶素＞莽草酸性，葡萄糖含量最高，其次为果糖、柠檬酸，三者间差异显著，均显著高于其它有机物质，其它物质相互间没有显著性差异，以莽草酸含量最低。分类比较结果显示，糖类物质含量最高，酸类物质含量较低，酚类物质含量最低，三者存在显著性差异。

2.4 不同蓝莓果实外观品质与营养生理指标间关系

通过相关性分析统计方法，寻找蓝莓果实外观品质、营养品质及风味品质指标间相关规律，结果见表7。

由表7可知，果形指数与单果重、含水量呈极显著负相关；单果重和含水量呈极显著正相关，与柠檬酸呈显著正相关，与绿原酸呈显著负相关；果糖与葡萄糖、可溶性总糖、总甜度呈极显著正相关，与糖酸比值、甜酸比值呈显著正相关；葡萄糖与可溶性总糖、总甜度呈极显著正相关，与糖酸比值、甜酸比值呈显著正相关；可溶性总糖与总甜度值呈极显著正相关，与糖酸比值、甜酸比值呈显著正相关；总甜度与糖酸比值、甜酸比值呈显著正相关；奎尼酸与莽草酸、总有机酸、儿茶素呈极显著正相关，与糖酸比值、甜酸比值呈显著负相关；柠檬酸和总酸呈极显著正相关，与糖酸比值、甜酸比值呈极显著负相关；总有机酸与糖酸比值、甜酸比值呈极显著负相关；糖酸比值与甜酸比值呈极显著正相关。

3 讨论与结论

大小、形态和含水量是果实传统且重要的经济性状，前人调查涉及较多，但都是纵向的单独研究，安贵阳等[12]和Costa 等[13]通过生育早期的果实纵径、横径和果形指数预测苹果成熟时的果形指数和单果重[12-13]；Mallad 等[14]找到了苹果果实大小的调控基因；刘家成等[15]研究了串枝红与赛买提杏杂交后代果实大小和形态的遗传倾向，尚未有在蓝莓果实中针对三者关系的系统研究。本试验结果表明，单果重与果形指数呈极显著负相关（-0.74），果实质量越大果形指数越小，即果个越大果形越扁，果个越小越接近球形。这可能与果实营养物质运输积累生理规律有关，有机营养来自光合作用的功能叶片，无机营养和水来自具有吸收功能的根系，均须通过果柄运输到果实内部，小型果实近球形，营养到达果实顶部距离较短，大型果若近球形，运输到果实顶端的距离过长，不易送达，扁球果形会大大缩短营养输送距离，减少能量消耗，提高营养输送、利用效率，使果实生长速度更快、个体更大、营养积累更多，更符合人工栽培利用预期。单果重与含水量呈极显著正相关（0.69），即果实越大，水分含量越高，这可能与果皮、果肉占比以及二者含水量差异相关，相同质量（体积）蓝莓果实，个体越大，果皮占比越小，果肉占比越大，果肉含水量远高于果皮，因此，加工过程中应尽量选择大果品种果实，含水量、出汁率和产率高，但果皮中物质组成丰富，营养物质提取和利用显得尤为重要，科学利用大型果实的果汁和小型果实的果皮是果品加工的重要课题，也是育种选择的重要依据。

本研究结果表明，蓝莓成熟果实仅含有果糖和葡萄糖，未检出蔗糖和山梨醇的存在，这与王瑜等[16]分析长白山笃斯越橘糖组分相同，含量比例相反，与众多北方水果明显不同，苹果[17-19]、梨[20-21]、桃[22-23]、李[24]果实中含有果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇，葡萄[25]、杏[26]果实中含有果糖、葡萄糖、蔗糖，樱桃[27]果实中含有果糖、葡萄糖、山梨醇，蓝莓果实是目前唯一仅检测出果糖和葡萄糖的北方大众果品。本项研究蓝莓果实中果糖含量为44.408 1 mg/g，葡萄糖含量为48.809 5 mg/g，果糖甜度为777 1，葡萄糖甜度为366 1，属于己糖甜型果实，与葡萄甜味类型相同，不同的是，葡萄中虽以果糖和葡萄糖为主，但仍含有少量蔗糖[26]；各处理中果糖与葡萄糖含量均极其相近且葡萄糖含量略高于果糖含量，二者差值仅为1.927 0 mg/kg～7.872 3 mg/kg，但果糖甜度却极显著高于葡萄糖甜度，二者差值为280 2～627 0，平均为411 1，二者含量相近，果糖甜度是葡萄糖甜度的2 倍还多；果糖、葡萄糖含量变异系数分别为21.41%和21.47%，仅相差0.06%，表明各品种间果糖、葡萄糖含量变化趋势和幅度极其相近，分析结果还显示果糖与葡萄糖含量呈极显著正相关关系，相关系数高达0.99，这些结果都预示蓝莓果实中果糖与葡萄糖密切的生理关系，值得进一步深入研究和探讨。综上研究，蓝莓属于己糖积累型、果糖甜型、柠檬酸优势型果品，果实风味受可溶性总糖含量影响，由有机酸含量决定，‘喜来’、‘日出’、‘比洛克西’、‘N5’、‘黑珍珠’、‘瑞卡’是较好的亲本材料和鲜食果品。

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Appearance and Sugar，Acid and Phenol Composition of Blueberry Fruit

ZHANG Su-min1，YANG Wei1，WEI Xin1，GAO Wen-min2，LIU Cheng1*
（1.Liaoning Institute of Pomology，Yingkou 115009，Liaoning，China；2.Comprehensive Service Center of Songjianghe Town in Fusong County，Baishan 134504，Jilin，China）

Abstract：The appearance characteristics of the fruits of 21 blueberry varieties were observed，and the sugars and acids in the fruits were detected，which would provide a basis for the breeding，cultivation，and fresh-eating variety selection of blueberry.The results showed that the 21 blueberry varieties all had the shape index below 1.Most of the varieties had oblate spherical fruits，and a few had nearly spherical or cake-shaped fruits.The varieties had the single fruit weight of 0.52 g-2.63 g，among which the variety 'Darrow' had the single fruit weight more than 2.5 g.The fruits of most varieties were blue with white powder on the surface.'Pink Lemonade'was a rare variety with red fruit and little white powder，and 'Black Pearl' was a rare variety with black fruit and no white powder on the fruit surface.The variety with big and flat fruit generally had high water content.The blueberry fruit contained two soluble sugars（fructose and glucose），five organic acids（oxalic acid，quinic acid，malic acid，shikimic acid，and citric acid），and two phenols （chlorogenic acid and catechin）.The content of the compounds followed the trend of soluble sugars＞organic acids＞phenols，with significant differences.In the same variety，the glucose content（48.81 mg/kg）was slightly higher than the fructose content（44.41 mg/kg），and the fructose sweetness（7 771）was significantly higher than the glucose sweetness（3 661），which indicated that blueberry belonged to the fructose-accumulating fruit.The content of fructose，glucose，and total sugar presented similar trends and ranges with the sweetness.The fruit with high fructose content and high glucose content was generally sweet.'Sierra'and'Sunrise'were elite high-sugar varieties.Citric acid presented the content（6.31 mg/kg，76.52% of the total acids）significantly higher than other organic acids，which indicated that blueberry was a citric acid-dominant fruit.The content of quinic acid varied greatly among different varieties，with the difference more than 1 000 folds.'Patroit'was a variety with high content of quinic acid，and'Liberty'and'Bluegold'were the varieties with high content of citric acid，all of which had rich acids.The fruit flavor was affected by the total sweetness（total soluble sugar content）and determined by organic acid content.The results of comprehensive evaluation indicated that'Sierra'，'Sunrise'，'Biloxi'，'N5'，'Black Pearl'，and'Reka'were the varieties suitable for fresh eating.

Key words：blueberry；appearance；soluble sugar；organic acid；polyphenols；correlation

DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2023.10.008

基金项目：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系资助（CARS-29）；辽宁省重点实验室建设（2020JH13/10200051）；辽宁省农业科学院学科建设计划（2019DD164924）；辽宁省科技特派行动专项计划-首席特派员专项计划（2022JH5/10400124）；辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目（2021JH1/10400036）；中央财政林业科技推广示范资金项目（辽[2022]TG 05 号、辽[2020]TG 13 号）；沈阳市科学技术计划（21-110-3-13）；“一带一路”联合实验室或研究中心（2020JH2/10500005）

作者简介：张素敏（1972—），女（汉），副研究员,硕士，研究方向：果品加工。

*通信作者：刘成（1966—），男（汉），研究员，博士，研究方向：浆果育种与栽培技术。

引文格式：张素敏，杨巍，魏鑫，等.蓝莓果实外观与糖、酸、酚组成特征[J].食品研究与开发，2023，44（10）：53-61.

ZHANG Sumin，YANG Wei，WEI Xin，et al.Appearance and Sugar，Acid and Phenol Composition of Blueberry Fruit[J].Food Research and Development，2023，44（10）：53-61.

加工编辑：孟琬星

收稿日期：2022-02-21