不同成熟期苹果品种非浓缩还原汁品质评价与分析

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苟小菊, 田由, 郭玉蓉, 杨曦, 侯燕杰, 平嘉欣, 李婷. 不同成熟期苹果品种非浓缩还原汁品质评价与分析[J]. 中国农业科学, 2018, 51(19): 3778-3790 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.014
GOU XiaoJu, TIAN You, GUO YuRong, YANG Xi, HOU YanJie, PING JiaXin, LI Ting. Analysis and Evaluation on Quality of NFC Apple Juices in Different Maturation Period[J]. Scientia Acricultura Sinica, 2018, 51(19): 3778-3790 https://doi.org/10.3864/j.issn.0578-1752.2018.19.014

0 引言

【研究意义】中国苹果资源丰富,年产量居世界第一。据统计,2016年苹果年产量达4 350×10⁴ t,占世界苹果总产量的56.1%^[1]。除鲜食外,果汁生产是苹果加工的主要方向^[2]。相比浓缩还原汁（FC）,非浓缩还原汁（NFC）具有更佳的口感和更高的营养价值,因此具有较大的市场前景^[3]。此外,采摘时间是影响果实和果汁品质的一个重要因素。果实发育过程分为生长、成熟和衰老3个阶段^[4],成熟阶段采收能够保证果实的食用品质最佳,贮藏期较长,同时制汁出汁率高^[2,5]。苹果按其成熟期可分为早熟、早中熟、中熟、中晚熟以及晚熟品种^[6]。通过研究不同成熟期苹果NFC果汁理化以及营养品质的差异,可为苹果汁加工产业提供理论依据,同时对消费者可起到一定的指导意义。【前人研究进展】目前国内外关于苹果汁品质追踪的研究主要集中在两个方面：（1）苹果品种^[7]、成熟度^[2]、栽培条件^[8]等影响果实品质的因素对果汁品质和贮藏特性的影响;（2）热处理方式^[9]、超滤和浓缩^[10]、酶处理^[11]等不同加工方式对苹果汁香气成分的影响。此外,近年来苹果汁品质监测也得到了较大发展,相关报道多集中在果汁中挥发性成分的定性定量检测^[12,13,14],以及LC-MS和LC-HRMS^[15]对果汁中酚类物质的定性定量检测等方面。【本研究切入点】虽然前人对苹果制汁工艺和果汁品质检测做了较多工作,然而苹果栽培品种繁多,成熟期差异较大,使得NFC果汁生产中遴选适宜的果实原料存在较大难度。此外,国内外目前尚缺少关于成熟期对NFC苹果汁理化及营养品质的研究和报道,因此,研究不同成熟期对苹果非浓缩还原汁品质的影响有一定意义。【拟解决的关键问题】以22个不同成熟期品种的苹果为原料制备NFC果汁,利用主成分分析和线性判别分析对22个品种的NFC果汁进行归类,探究不同成熟期NFC果汁理化和营养品质的异同,以期全面分析不同成熟期对NFC苹果汁品质的影响,为后续相关研究提供理论参考和有益借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2017年8月—12月在陕西师范大学食品工程与营养科学学院苹果副产物开发与综合利用实验室进行。
1.1.1 苹果品种本文选用的22个苹果品种均采自西北农林科技大学白水试验站,品种编号、名称以及成熟期见表1。每个品种均采于其商业成熟期,采后当天立即放入4℃冷库预冷24 h。预冷后,每个品种随机抽取50个大小均一、无病虫害、无机械损害的苹果待用。
Table 1
表1
表1不同成熟期苹果品种
Table 1The apple varieties of different maturity

编号 No.	名称 Name	成熟期 Maturation stage	编号 No.	名称 Name	成熟期 Maturation stage
1	秦阳 Qinyang	早熟 Early-maturing	12	新红星 Starkrimson	中晚熟 Mid-late maturing
2	金光 Jinguang	早中熟 Early-mid maturing	13	华丽 Huali	中晚熟 Mid-late maturing
3	金世纪 Jinshiji	中熟 Mid-maturing	14	寒富 Hanfu	中晚熟 Mid-late maturing
4	摩里士 Mollies delicious	中熟 Mid-maturing	15	秦红 Qinhong	中晚熟 Mid-late maturing
5	桔苹Cox’s orange pippin	中熟 Mid-maturing	16	鸡冠 Jiguan	中晚熟 Mid-late maturing
6	延光 Yanguang	中熟 Mid-maturing	17	新世界 Newworld	中晚熟 Mid-late maturing
7	魔笛 Modi	中熟 Mid-maturing	18	秦冠 Qinguan	晚熟 Late-maturing
8	自由 Ziyou	中熟 Mid-maturing	19	粉红女士 Pink lady	晚熟 Late-maturing
9	玉华早富 Yuhuazaofu	中晚熟 Mid-late maturing	20	澳洲青苹 Granny Smith	晚熟 Late-maturing
10	红玉 Jonathan	中晚熟 Mid-late maturing	21	长富2号 Nagafu 2	晚熟 Late-maturing
11	元帅 Delicious	中晚熟 Mid-late maturing	22	印度 Indo	晚熟 Late-maturing

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1.1.2 NFC果汁制备苹果经清洗、去皮后除去果柄,切成厚度为6 mm的小块,之后立即浸入0.6% Vc溶液浸泡5 s护色。榨汁机榨汁后,立即用2层纱布过滤,滤液经巴氏杀菌（98℃,30 s）后立即热灌装,冷水冷却至室温后置于4℃冰箱中备用。

1.2 主要仪器和试剂

NS810色差仪,深圳市三恩驰科技有限公司制造;FE20 Plus pH计,梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司制造;TGL-16G高速低温离心机,上海安亭科学仪器厂制造;HU-780WN榨汁机,韩国Huron公司制造;PAL-1手持折光仪,日本Atago公司制造;ET76910型浊度计,德国Lovibond公司制造;超高效液相色谱液相分析系统,美国Dionex公司;高效液相色谱柱（250 mm×4.6 mm,5 μm）,美国Dikma公司。
食品级Vc、没食子酸、氢氧化钠、碳酸钠等试剂均由天津市天力化学试剂有限公司生产;福林酚试剂,由Sigma公司生产。除Vc为食品级外,以上试剂均为分析纯。

1.3 苹果NFC果汁品质特性测定

1.3.1 可溶性固形物含量测定采用PAL-1手持折射仪测定苹果NFC果汁中可溶性固形物含量。
1.3.2 可滴定酸含量测定参考《果品质量安全分析技术》^[16]进行可滴定酸含量测定。
1.3.3 果汁中pH测定果汁中pH采用FE20 Plus pH计测定,测量温度为室温（25±0.5）℃。
1.3.4 固酸比固酸比按照如下公式计算：
固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量
1.3.5 色值本试验采用CIE（国际照明委员会）颜色评价体系,果汁的亮度L^*、红绿值a^*、黄蓝值b^*、彩度C^*及色彩角度值h°用NS810色差仪测定^[17]。
1.3.6 浊度果汁浊度采用ET76910型浊度计测定。正式测定果汁浊度前,先用0.1、20、200、800 NTU的标准样校准仪器。本试验中苹果汁浊度较大,因此所有试样稀释10倍后进行浊度测定。
1.3.7 单体酚测定移取3 mL果汁和6 mL甲醇于25℃充分混合,并超声15 min。之后于4℃、8 000 r/min条件下离心10 min,上清液经0.22 μm滤膜后,吸取400 μL转移至UHPLC进样瓶中。UHPLC分析系统采用 Dikma HPLC柱（250 mm×4.6 mm,5 μm）。其中,流动相A为30%乙腈和70%甲醇,流动相B为1‰三氟乙酸和5%甲醇。分析时,按照如下步骤进行梯度洗脱：0—3 min,100% B,流速为 0.95 mL·min^-1;3—19.05 min,100%—60% B,流速为0.95 mL·min^-1;19.05—30.1 min,60% B,流速为0.95—1 mL·min^-1;30.1—30.2 min,60%—100% B,流速为1—0.95 mL·min^-1;30.2—41 min, 100% B,流速0.95 mL·min^-1。在280 nm波长进行多酚组分检测,进样量为4 μL。

1.4 数据分析

上述所有理化指标均重复3次,测定结果用“平均值±标准差”表示。数据显著性、主成分分析和线性判别分析均采用SPSS 18.0软件分析,取P<0.05为显著相关,P<0.01为极显著相关。此外,采用Origin8.0软件对主成分分析和线性判别分析的归类结果作图。

2 结果

2.1 不同成熟期苹果NFC果汁理化特性分析

2.1.1 不同成熟期苹果NFC果汁常规检测指标 22个不同成熟期苹果品种NFC果汁的可溶性固形物含量（TSS）、pH、可滴定酸含量（TA）、固酸比（TSS/TA）和浊度见表2。由表2可知,早熟、早中熟和中熟品种果汁的TSS均低于13 °Brix,中晚熟品种的TSS在12.00—15.57 °Brix,而晚熟品种的TSS在13.00—14.11 °Brix,表明NFC果汁中可溶性固形物含量随成熟期的延长呈相对增加的趋势。22种NFC果汁的pH在2.95—4.47,其中,早熟、中早熟和部分中熟品种的pH相对低于中晚熟和晚熟品种。22种不同成熟期NFC果汁可滴定酸含量、固酸比以及浊度之间的显著差异（P<0.05）主要源于不同的苹果品种。苹果汁的口感除了取决于糖、酸含量外,更与固酸比紧密相关。在22种NFC果汁中,‘印度’和‘金光’的固酸比分别56.94和56.93,显著高于其他品种,表明果汁相对较甜,而‘红玉’和‘澳洲青苹’的固酸比最低,仅为14.44和14.95,说明口感偏酸。影响果汁浊度的主要因素有果胶含量、果胶相对分子质量、热处理温度以及果汁中不溶性物质的含量等^[18],22个品种果汁的浊度在1 806—5 660 NTU,其中,‘秦冠’和‘鸡冠’的浊度显著高于其他品种（P<0.05）,而‘粉红女士’和‘富士’的浊度最低,仅为1 806 NTU和1 946 NTU。
Table 2
表2
表2不同成熟期苹果NFC果汁常规理化指标
Table 2The normal physicochemical indices of NFC apple juices for different maturity cultivars

品种 Variety	可溶性固形物 Total soluble solid (°Brix)	pH	可滴定酸 Titratable acid (mg·g^-1)	固酸比 TSS/TA	浊度 Turbidity (NTU)
秦阳Qinyang	12.01±0.30hi	3.57±0.01l	3.53±0.07i	34.29±0.68g	2990.87±113.43efg
金光Jinguang	10.97±0.05j	3.75±0.02j	1.93±0.07m	56.93±2.13a	3193.33±9.43e
金世纪Jinshiji	12.10±0.08hi	3.47±0.03m	3.89±0.13g	31.12±0.89h	2560.89±16.33ghi
摩里士Mollies delicious	12.53±0.05g	3.49±0.04m	3.12±0.04j	40.15±0.66c	2033.33±9.43jk
桔苹Cox’s orange pippin	11.17±0.24j	4.35±0.01b	2.75±0.07k	40.55±0.42c	3060.89±877.76ef
延光Yanguang	11.83±0.24i	4.05±0.01f	3.18±0.08j	37.25±0.48de	2280.72±63.77ij
魔笛Modi	11.85±0.28i	4.14±0.05de	4.27±0.07f	27.72±0.94i	3683.33±73.18cd
自由Ziyou	12.98±0.03f	3.68±0.01k	6.69±0.05c	20.93±0.17j	3053.33±36.82ef
玉华早富Yuhuazaofu	12.00±0.10hi	3.23±0.01n	5.51±0.13e	21.79±0.38j	2283.33±146.14ij
红玉Jonathan	12.20±0.22h	2.95±0.06o	8.45±0.07b	14.44±0.29k	2886.67±12.47efgh
元帅Delicious	13.12±0.15f	4.19±0.01c	3.76±0.07gh	34.61±0.63fg	2676.67±44.97fghi
新红星Starkrimson	13.24±0.14f	4.18±0.03c	3.57±0.11hi	36.47±1.18ef	3140.23±29.44e
华丽Huali	15.03±0.05b	4.13±0.01e	3.88±0.23g	38.89±2.42cd	2846.67±17.72efgh
寒富Hanfu	14.77±0.21c	3.94±0.02h	4.27±0.07f	34.59±0.91fg	3283.33±30.91de
秦红Qinhong	12.20±0.22h	3.98±0.02g	3.88±0.05g	31.44±0.19h	3813.33±108.73c
鸡冠Jiguan	13.03±0.05f	3.87±0.01i	5.94±0.07d	21.93±0.22j	5280.25±134.91a
新世界Newworld	15.57±0.09a	4.35±0.04b	3.62±0.08hi	42.98±0.85b	4560.62±53.54b
秦冠Qinguan	13.67±0.24e	4.06±0.01f	3.53±0.11i	38.68±0.64cd	5660.02±53.54a
粉红女士Pink lady	13.21±0.12f	3.72±0.05j	6.52±0.14c	19.94±0.42j	1806.67±20.55k
澳洲青苹Granny Smith	13.00±0.23f	3.56±0.07l	8.73±0.14a	14.95±0.23k	2466.67±17.92hi
长富2号Nagafu 2	14.11±0.12d	4.16±0.01d	3.63±0.03hi	38.52±0.33cde	1946.67±26.25jk
印度Indo	13.08±0.15f	4.47±0.01a	2.29±0.08l	56.94±2.01a	3630.75±61.64cd

Different small letters in the same column mean significant differences among varieties at 0.05 level. The same as below同一列数据后不同小写字母表明不同品种之间差异显著（P<0.05）。下同

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2.1.2 不同成熟期苹果NFC果汁颜色品质差异色泽是评价果蔬及其加工制品品质的一个重要指标^[3]。果汁中含有的天然色素类物质,如类胡萝卜素、花青素和叶绿素等,为果蔬汁提供了优良的色泽^[19]。由图1显示,22种NFC果汁颜色差异明显。其中,‘寒富’和‘华丽’果汁的颜色最深,呈黄色,‘秦阳’‘自由’和‘桔苹’的颜色较浅,接近黄白色,而‘澳洲青苹’和‘印度’果汁颜色为黄绿色。

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图1不同成熟期苹果NFC果汁颜色差异1：金光;2：金世纪;3：玉华早富;4：红玉;5：秦阳;6：摩里士;7：秦冠;8：粉红女士;9：桔苹;10：澳洲青苹;11：长富2号;12：元帅;13：印度;14：新红星;15：寒富;16：魔笛;17：华丽;18：延光;19：秦红;20：鸡冠;21：自由;22：新世界
-->Fig. 1The differences of color between NFC apple juices for different maturity cultivars1: Jinguang; 2: Jinshiji; 3: Yuhuazaofu; 4: Jonathan; 5: Qinyang; 6: Mollies delicious; 7: Qinguan; 8: Pink lady; 9: Cox’s orange pippin; 10: Granny Smith; 11: Nagafu 2; 12: Delicious; 13: Indo; 14: Starkrimson; 15: Hanfu; 16: Modi; 17: Huali; 18: Yanguang; 19: Qinhong; 20: Jiguan; 21: Ziyou; 22: Newworld
-->

表3为22种NFC果汁间的色值差异。L^*值越大,表明亮度越高。22种NFC果汁的L^*值差异显著（P<0.05）,其中,‘鸡冠’的L^*值显著高于其他品种。a^*为红绿值,22个NFC果汁的a^*都为负值,且‘澳洲青苹’和‘印度’的a^*绝对值最大,分别为3.48和3.36,表明这两种果汁的绿色最深,该结果与图1显示的结果相吻合。b^*为黄蓝值,不同品种果汁的b^*值在-2.17—9.95,其中,‘寒富’和‘华丽’的b^*值显著高于其他品种（P<0.05）,表明这两种果汁的黄色最深,与图1结果一致。‘秦阳’、‘桔苹’、‘自由’和‘洲青苹’澳的b^*值为负值,表明果汁的颜色浅,接近于黄白色。C*表示彩度,h°表示色彩角,C*越大,h°越小,表明果汁的色泽越佳。‘寒富’的C*值最大（10.32）,h°值最小（104.44）,表明‘寒富’果汁的色泽优于其他品种。
Table 3
表3
表3不同成熟期苹果NFC果汁色值差异
Table 3The differences of color between NFC apple juices for different maturity cultivars

品种 Variety	L^*	a^*	b^*	C^*	h°
秦阳Qinyang	37.65±0.38gh	-2.47±0.09de	-2.17±0.44k	3.31±0.21hi	221.03±6.02a
金光Jinguang	38.05±0.23g	-3.11±0.09i	2.03±0.58g	3.73±0.45h	147.57±6.37fg
金世纪Jinshiji	36.27±0.24i	-2.74±0.09h	0.97±0.34h	2.93±0.25ij	160.86±5.73e
摩里士Mollies delicious	34.56±0.04k	-2.56±0.06efg	0.03±0.98i	2.63±0.04jk	186.85±11.13cd
桔苹Cox’s orange pippin	39.74±0.83d	-2.63±0.01g	-1.53±0.05jk	3.04±0.01ij	210.18±0.88b
延光Yanguang	34.79±0.01k	-2.48±0.04def	1.21±0.09h	2.76±0.06ijk	154.14±0.11ef
魔笛Modi	40.08±0.09d	-2.59±0.01fg	0.03±0.01i	2.59±0.01jk	179.49±0.28d
自由Ziyou	38.64±0.02f	-2.52±0.02defg	-1.56±0.03jk	2.96±0.03ij	211.67±0.61ab
玉华早富Yuhuazaofu	33.17±0.45m	-2.78±0.14h	4.34±0.56de	5.16±0.52e	122.93±2.58i
红玉Jonathan	36.63±0.12i	-3.55±0.09k	2.34±0.19g	4.24±0.17g	147.12±1.49fg
元帅Delicious	35.51±0.92j	-2.84±0.09h	1.14±0.05h	3.05±0.09ij	158.78±0.04e
新红星Starkrimson	37.26±0.93h	-3.05±0.01i	3.49±0.01f	4.64±0.06efg	131.24±0.11hi
华丽Huali	35.63±0.05j	-2.28±0.08b	8.53±0.02b	8.83±0.02b	104.95±0.04j
寒富Hanfu	36.36±0.05i	-2.74±0.01h	9.95±0.03a	10.32±0.03a	104.44±0.02j
秦红Qinhong	39.81±0.06d	-3.15±0.01i	4.72±0.02cd	5.68±0.02d	123.68±0.14i
鸡冠Jiguan	45.62±0.02a	-3.06±0.01i	3.86±0.02ef	4.93±0.01ef	128.41±0.05hi
新世界Newworld	42.21±0.01c	-2.44±0.06cd	3.26±0.01f	4.73±0.01efg	137.36±0.15gh
秦冠Qinguan	42.71±0.32b	-3.55±0.09k	5.37±0.96c	6.43±0.85c	123.67±3.88i
粉红女士Pink lady	31.23±0.53o	-2.15±0.04a	-0.63±0.73i	2.34±0.24k	194.82±16.72c
澳洲青苹Granny Smith	33.91±0.01l	-3.48±0.01k	-0.76±0.01ij	2.55±0.05jk	197.31±0.25c
长富2号Nagafu 2	32.28±0.03n	-2.34±0.05bc	1.12±0.06h	2.63±0.02jk	154.45±1.17ef
印度Indo	39.13±0.02e	-3.36±0.02j	3.15±0.01f	4.67±0.03fg	136.91±0.22gh

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2.2 基于苹果NFC果汁理化指标的多元统计分析

2.2.1 主成分分析本试验考察特征值 λ>1并综合考虑方差贡献率以确定最优的主成分数^[20]。由表4看出,前3个因子的特征值大于1,且构成的信息量占总信息量的90.48%,足以代表8项理化指标的全部信息。第一因子方差贡献率40.18%,代表性指标（即权重较大的指标）有L^*、浊度、a^*,可定义为表观因子,且第一因子与L^*、浊度正相关,相关系数分别为0.922、0.923,与a^*值负相关,相关系数为-0.835,表明在第一因子上得分越高,其L^*值和浊度越大,a^*越小;第二因子方差贡献率为30.38%,代表性指标为可滴定酸、pH、固酸比,可定义为风味因子;第三因子贡献率为19.92%,代表性指标包括可溶性固形物,可定义为感官因子。
Table 4
表4
表48 项理化指标的主成分分析结果
Table 4Principal component analysis of 8 physicochemical indices

指标 Index	因子权重Component weight
指标 Index	因子1 Component1	因子2 Component2	因子3 Component3
可滴定酸 Titratable acidity	-0.062	-0.957	0.088
可溶性固形物 Soluble solids	-0.010	-0.011	0.923
pH	0.149	0.760	0.314
L^*	0.922	0.134	0.031
浊度 Turbidity	0.923	0.156	0.232
a^*	-0.835	-0.052	-0.055
b^*	0.243	0.119	0.661
固酸比Ratio of TSS to TA	0.106	0.940	0.044
特征值 Eigenvalue	4.018	3.038	1.992
贡献率 Percent of variance (%)	40.18	30.38	19.92

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此外,图2 显示,早熟、中早熟以及中熟品种的NFC果汁位于PC1和PC2组成的平面,即在PC3得分很低,表明这些品种果汁的可溶性固形物含量低,该结果与2.1.1的结论一致。中晚熟的9个品种与晚熟的5个品种交叉分布,总体可分为3大块。首先,中晚熟品种‘玉华早富’‘红玉’‘元帅’以及‘新红星’和晚熟品种的‘澳洲青苹’‘长富2号’‘印度’等这些品种在PC2上得分低,表明果汁的固酸比小,可滴定酸含量高,口感偏酸。其次,中晚熟品种‘秦红’‘鸡冠’‘新世界’与晚熟品种的‘秦冠’‘粉红女士’在PC1上得分高,表明这5个品种的果汁的亮度高,浊度大。最后,中晚熟品种的‘华丽’和‘寒富’在PC3得分高,在PC2得分低,表明这两个品种的果汁可溶性固形物含量高,但pH和固酸比相对较小。

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图2不同成熟期苹果NFC果汁理化指标主成分分析结果
-->Fig. 2The results of principal component analysis of physicochemical indices for different maturity cultivars
-->

2.2.2 线性判别分析本试验中线性判别分析数据处理采用最小距离法分类,整个算法实现了有监督分类。图3显示,3类判别因子的累计贡献率可达93.2%,因此可解释变量的所有信息。线性判别分析结果显示,早熟品种‘秦阳’、早中熟品种‘金光’和中熟品种中的‘金世纪’和‘摩里士’可归为一类,‘桔苹’‘延光’‘魔笛’‘红玉’‘元帅’‘新红星’‘华丽’‘寒富’‘新世界’‘秦冠’‘粉红女士’和‘长富2号’可归为一类,‘自由’‘鸡冠’和‘印度’可归为一类,而‘玉华早富’‘秦红’以及‘澳洲青苹’则相对离散。因此,利用线性判别分析能够很好地区分早熟、中早熟以及部分中熟品种果汁的理化特性与中晚熟和晚熟品种之间的差异,而中晚熟和晚熟品种NFC果汁的理化特性主要由品种之间的差异决定。

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图3不同成熟期苹果NFC果汁理化指标判别分析结果
-->Fig. 3The results of linear discriminant analysis of physicochemical indices for different maturity cultivars
-->

2.3 不同成熟期苹果NFC果汁单体酚差异

由图4所示,NFC果汁中共检测出12种单体酚,由于22种NFC果汁具有相同的单体酚成分,因此色谱图以‘金世纪’‘摩里士’及‘延光’品种为代表,不同品种NFC果汁间单体酚含量差异由表5中所示。NFC苹果果汁中多酚物质以绿原酸、原花青素B2、表儿茶素以及表没食子儿茶素为主,22种果汁中绿原酸含量差异显著（P<0.05）,其中,‘鸡冠’和‘秦红’的含量显著高于其他品种,分别为237.13 μg·mL^-1和235.21 μg·mL^-1,而‘秦阳’的绿原酸含量最低,仅为99.08 μg·mL^-1。原花青素B2以‘印度’品种果汁中含量居高,为143.98 μg·mL^-1。22个品种果汁的表儿茶素含量相对集中,在14.32— 55.41 μg·mL^-1。表没食子儿茶素含量在6.88—71.53 μg·mL^-1,‘澳洲青苹’含量最高,其次为‘秦阳’和‘新红星’,而‘秦冠’含量最低。

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图4UHPLC色谱标品图（A）和NFC 果汁（B） A. 1：没食子酸;2：原儿茶酸;3：表没食子儿茶素;4：儿茶素;5：原花青素B2;6：绿原酸;7：4-羟基苯甲酸;8：表儿茶素;9：咖啡酸;10：表儿茶素没食子酸酯;11：芦丁;12：金丝桃苷;13：鞣花酸;14：槲皮苷;15：根皮苷;16：槲皮素。B. 1：没食子酸;2：原儿茶酸;3：表没食子儿茶素;4：儿茶素;5：原花青素B2;6：绿原酸;7：4-羟基苯甲酸;8：表儿茶素;9：表儿茶素没食子酸酯;10：芦丁;11：金丝桃苷;12：根皮苷
-->Fig. 4UHPLC chromatogram of standards (A) and NFC juices (B) A. 1: Gallic acid; 2: Protocatechuic acid; 3: Epigallocatechin; 4: Catechin; 5: Procyanidin B2; 6: Chlorogenic acid; 7: 4-hydroxybenzoic acid; 8: Epicatechin; 9: Caffeic acid; 10: Epicatechin gallate; 11: Rutin; 12: Hyperin; 13: Ellagic acid; 14: Quercitin; 15: Phlorizin; 16: Quercetin. B. 1: Gallic acid; 2: Protocatechuic acid; 3: Epigallocatechin; 4: Catechin; 5: Procyanidin B2; 6: Chlorogenic acid; 7: 4-hydroxybenzoic acid; 8: Epicatechin; 9: Epicatechin gallate; 10: Rutin; 11: Hyperin; 12: Phlorizin
-->

Table 5
表5
表5不同成熟期苹果NFC果汁单体酚差异
Table 5The differences of individual polyphenols between NFC apple juices for different maturity cultivars

品种 Variety	单体酚 Individual polyphenols (μg·mL^-1)
品种 Variety	没食子酸 Gallic acid	原儿茶酸 Protocatechuic acid	表没食子儿茶素 Epigallocatechin	儿茶素 Catechin	原花青素B2 Procyanidin B2	绿原酸 Chlorogenic acid
秦阳Qinyang	2.39±0.05m	6.94±0.31d	59.68±0.13b	16.26±1.84de	49.74±5.24hi	99.08±0.21k
金光Jinguang	6.21±0.13e	11.49±0.94b	40.43±5.51de	8.83±2.64fg	54.39±0.98ghi	108.37±8.12k
金世纪Jinshiji	4.36±0.04j	5.31±0.35fgh	27.15±2.54gh	19.97±1.64d	51.85±5.41hi	193.05±2.04cde
摩里士Mollies delicious	5.82±0.19f	4.63±0.13ghi	32.22±1.46fg	11.31±6.14f	52.61±7.28hi	183.64±11.59def
桔苹Cox’s orange pippin	3.97±0.31k	5.11±0.16fgh	35.87±3.68ef	29.37±3.68b	48.95±13.33hi	202.35±4.76bc
延光Yanguang	3.28±0.16l	3.18±0.16j	11.49±1.54kl	4.16±0.81gh	59.63±9.09efgh	177.55±0.85efg
魔笛Modi	4.57±0.16ij	12.54±1.07a	38.91±6.03def	16.45±2.05de	77.65±11.28def	125.46±3.42j
自由Ziyou	6.91±0.01d	12.66±0.71a	35.38±5.42ef	8.77±2.23fg	104.06±14.84b	209.08±9.57b
玉华早富Yuhuazaofu	7.39±0.04c	3.94±0.18ij	21.77±2.03hi	4.28±1.22gh	81.64±8.59cde	171.54±2.39gh
红玉Jonathan	10.41±0.17a	4.28±0.14hi	38.41±2.27def	3.57±1.12h	105.06±12.27b	176.14±1.33fgh
元帅Delicious	5.08±0.05gh	8.46±0.51c	44.81±6.32cd	3.42±1.61h	76.83±9.88def	137.76±0.02ij
新红星Starkrimson	5.25±0.05g	8.57±0.74c	48.99±5.58c	2.61±1.29h	84.81±11.62bcd	146.75±1.72i
华丽Huali	6.27±0.35e	6.41±0.08de	21.21±2.94hi	1.35±0.64h	82.17±6.68cde	166.42±9.79h
寒富Hanfu	7.69±0.14b	5.46±0.34efg	8.91±1.16kl	4.77±0.69gh	53.05±8.51hi	204.26±7.17bc
秦红Qinhong	4.53±0.03ij	6.16±0.36def	19.55±1.66ij	11.59±1.39f	75.79±9.73def	235.21±10.86a
鸡冠Jiguan	3.9±0.16k	0.51±0.13k	13.11±0.15jkl	34.23±0.62a	56.69±2.19fgh	237.13±15.57a
新世界Newworld	4.83±0.22hi	1.36±0.41k	7.12±0.69l	25.23±1.45c	31.69±0.34i	177.29±8.15efg
秦冠Qinguan	5.34±0.04g	0.51±0.02k	6.88±0.44l	17.88±0.62d	49.09±2.01hi	197.04±2.43bcd
粉红女士Pink lady	3.21±0.07l	3.69±0.24ij	9.55±0.04kl	4.31±0.99gh	45.09±6.62hi	180.71±12.48efg
澳洲青苹Granny Smith	3.38±0.06l	8.57±0.72c	71.53±4.72a	2.29±0.79h	101.22±16.64bc	106.64±4.71k
长富2号Nagafu 2	3.68±0.02k	5.79±0.63ef	14.93±1.99ijk	2.84±1.01h	63.25±8.92efg	189.99±1.49cde
印度Indo	5.34±0.03g	6.03±0.36def	27.91±3.88gh	13.15±0.88ef	143.98±18.26a	148.19±2.74i
品种 Variety	单体酚 Individual polyphenols (μg·mL^-1)
品种 Variety	4-羟基苯甲酸 4-hydroxybenzoic acid	表儿茶素 Epicatechin	表儿茶素没食子酸酯 Epicatechin gallate	芦丁 Rutin	金丝桃苷 Hyperin	根皮苷 Phlorizin
秦阳Qinyang	5.32±0.89def	23.52±0.35jk	1.23±0.03de	0.54±0.02d	6.46±0.19c	1.07±0.04ijk
金光Jinguang	10.54±0.93ab	25.21±2.64hij	1.63±0.33cd	4.81±0.48a	4.07±0.12def	2.86±0.15a
金世纪Jinshiji	2.45±0.95efg	16.68±0.55l	1.02±0.03efg	0.27±0.12d	3.67±0.09efg	1.04±0.02ijk
摩里士Mollies delicious	6.69±1.31bcd	27.6±1.66efg	1.91±0.07bc	0.62±0.07cd	6.48±0.12c	1.72±0.07ef
桔苹Cox’s orange pippin	4.84±1.8def	34.48±3.19d	0.68±0.02fgh	0.79±0.06cd	3.34±0.87fgh	1.17±0.18hi
延光Yanguang	5.51±1.14def	23.87±1.37jk	0.47±0.05h	1.07±0.08cd	2.17±0.07j	2.15±0.07cd
魔笛Modi	5.21±1.33def	29.19±1.02ef	1.64±0.09cd	2.63±0.01b	7.15±1.25bc	2.51±0.04b
自由Ziyou	3.63±0.87efg	25.91±0.08ghi	1.04±0.01ef	1.54±0.11c	7.66±0.09b	2.21±0.11cd
玉华早富Yuhuazaofu	4.55±1.18efg	23.93±0.72jk	1.24±0.02de	1.15±0.06cd	3.39±0.08efgh	1.18±0.01hi
红玉Jonathan	6.42±1.15cde	29.92±0.59e	1.81±0.03bc	0.68±0.05cd	4.27±0.03de	1.16±0.03ij
元帅Delicious	8.98±1.5abc	45.39±0.92b	1.22±0.04de	2.65±0.06b	1.45±0.01jk	1.56±0.02efg
新红星Starkrimson	10.19±1.83abc	47.43±0.83b	0.63±0.01gh	3.04±0.04b	1.79±0.01j	1.87±0.01de
华丽Huali	6.28±1.36cde	35.1±2.33d	0.25±0.01h	0.46±0.07d	3.87±0.32defg	1.45±0.11fgh
寒富Hanfu	2.92±1.06efg	30.02±0.31e	1.09±0.05ef	0.65±0.05cd	4.63±0.09d	0.81±0.04k
秦红Qinhong	2.68±0.93efg	21.46±0.12k	1.85±0.06bc	0.37±0.01d	9.59±0.32a	1.08±0.02ijk
鸡冠Jiguan	0.74±0.02g	14.32±0.07m	2.22±0.06b	2.62±0.16b	0.08±0.03l	1.86±0.17de
新世界Newworld	1.89±0.12fg	28.71±1.05efg	2.19±0.11b	0.68±0.03cd	6.4±0.22c	1.29±0.05hi
秦冠Qinguan	0.79±0.08g	55.41±0.79a	1.02±0.01efg	0.38±0.05d	1.66±0.04jk	1.64±0.18ef
粉红女士Pink lady	2.93±0.36efg	24.27±1.17jk	0.53±0.36gh	2.74±1.84b	2.86±0.07hi	1.17±0.04hi
澳洲青苹Granny Smith	4.87±0.75def	42.37±1.57c	1.51±0.15cde	0.14±0.09d	3.22±0.09gh	1.16±0.06hi
长富2号Nagafu 2	4.38±1.18efg	27.19±0.85efg	1.41±0.04cde	0.34±0.02d	2.77±0.04hi	0.84±0.02jk
印度Indo	12.71±7.01a	26.47±0.12fgh	4.64±0.92a	0.98±0.22cd	0.92±0.07k	2.06±0.53cd

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2.4 基于苹果NFC果汁单体酚的主成分分析

基于22种NFC果汁单体酚含量的主成分分析结果由表6所示,前3类因子的累计方差贡献率达85.37%,能够代表12种单体酚的所有信息。第一因子、第二因子、第三因子代表性指标分别为没食子儿茶素和绿原酸、表儿茶素没食子酸酯和原花青素B2、根皮苷和芦丁。
Table 6
表6
表6单体酚含量的主成分分析结果
Table 6Principal component analysis of individual polyphenols

指标 Index	因子权重Component weight
指标 Index	因子1 Component 1	因子2 Component 2	因子3 Component 3
表没食子儿茶素 Epigallocatechin	0.869	0.095	0.065
绿原酸 Chlorogenic acid	-0.823	-0.081	-0.224
表儿茶素 Epicatechin	0.720	-0.128	-0.116
原儿茶酸 Protocatechuic acid	0.646	0.042	0.441
表儿茶素没食子酸酯 Epicatechin gallate	-0.125	0.924	0.004
原花青素B2 Procyanidin B2	0.197	0.871	0.003
4-羟基苯甲酸 4-hydroxybenzoic acid	0.514	0.517	0.254
根皮苷 Phlorizin	0.133	0.187	0.894
芦丁 Rutin	0.084	-0.145	0.896
没食子酸 Gallic acid	-0.214	0.201	0.112
儿茶素 Catechin	-0.401	0.111	0.111
金丝桃苷 Hyperin	-0.047	-0.087	-0.140
特征值 Eigenvalue	3.718	2.946	1.873
贡献率 Percent of variance (%)	37.18	29.46	18.73

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由图5所示,‘摩里士’‘玉华早富’‘新世界’‘秦冠’‘桔苹’‘红玉’‘秦红’‘寒富’‘金世纪’‘华丽’以及‘长富2号’相对聚集于PC1和PC2的平面,表明其根皮苷和芦丁含量低。‘元帅’‘新红星’和‘印度’的NFC果汁具有较高的表儿茶素没食子酸酯和原花青素B2含量,其余品种在PCA得分图上离散分布。因此,22种NFC果汁间单体酚含量的差异主要源于不同的苹果品种。有研究表明,同一苹果品种其总酚含量随生长期的发育呈下降趋势^[21],本试验所选用的22个苹果品种均采自其商业成熟期。由试验结果可得,相比果实成熟期的不同,品种之间的差异是影响NFC果汁单体酚含量的主要因素。

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图5不同成熟期苹果NFC果汁单体酚主成分分析结果
-->Fig. 5The results of principal component analysis of individual polyphenols for different maturity cultivars
-->

3 讨论

3.1 成熟期对果实和果汁理化特性的影响以及多元统计分析的应用

本研究中22个苹果品种均采自西北农林科技大学白水苹果试验站资源圃,分为早熟、早中熟、中熟、中晚熟以及晚熟5个成熟期,各品种具有一致的栽培管理条件,因此可排除栽培条件对果品品质的影响。苹果成熟期按果实发育天数区分：果实发育天数≤90 d,为早熟品种;90—105 d,早中熟品种;105—120 d,中熟品种;120—135 d,中晚熟品种;≥135 d,晚熟品种。公艳丽^[22]、刘荣荣^[23]等全面评价了不同成熟期对苹果品质的影响,本研究在此基础上探究了不同成熟期对苹果NFC果汁品质的影响。通过分析22个品种果汁间的理化特性可知,果汁可溶性固形物含量随成熟期的延长呈相对增加的趋势,该结论与刘荣荣^[23]研究结果一致。同时,早熟、早中熟以及中熟品种果汁的pH相对低于中晚熟和晚熟品种,但由于果汁是一个相对完善的缓冲体系,能够约束H⁺的释放,导致pH与可滴定酸不完全负相关^[24]。
本研究借助于主成分分析、线性判别分析的手段,对22个不同品种的果汁进行分析和归类。主成分分析是采用少量综合指标代替原来多个指标大部分信息的一种降维分析方法^[20],其优点在于可消除评价指标间的相关影响,能够保证评价的客观性^[25]。线性判别分析的基本思想是投影,目的是投影后组与组之间尽可能分开,即在该空间中有最佳的可分离性^[26]。PCA结果显示,早熟、早中熟以及中熟品种的果汁归为一类,这些品种果汁理化特性的共同点是可溶性固形物含量低,而中晚熟和晚熟品种的NFC果汁在PCA得分图上交叉分布,表明中晚熟和晚熟品种果汁间理化特性的差异主要源于品种的影响而非成熟期。

3.2 苹果果实及果汁中的色素物质及其稳定性

色泽是决定果实和果汁品质的重要因素。苹果果皮的色素主要由花青苷、类胡萝素、叶绿素构成^{[22,23,24,25,26,27,28]}。果肉的色泽由花青苷、类胡萝卜素、叶绿素和类黄酮等物质综合决定^[29]。在CIE色值评价体系中,所有果汁样品的a^*为负值,原因是红色着色物质—花青苷主要存在于果皮中,去皮榨汁使花青苷类物质急剧降低。‘澳洲青苹’和‘印度’属绿色系品种,果皮和果实均呈绿色,其鲜榨汁颜色和果肉颜色接近,呈翠绿色,但巴士杀菌之后其绿色明显降低,果汁色泽向黄绿色转化,原因是叶绿素热稳定性差,加热后主要降解为脱镁叶绿素。有研究表明^[30],在加热条件下,叶绿素b主要降解为脱镁叶绿素b,叶绿素a则主要降解为焦脱镁叶绿素a,其中脱镁叶绿素就是叶绿素分子中心的镁离子被两个质子取代,变成了黄褐色;焦脱镁叶绿素是脱镁叶绿素中甲酯基脱去,同时该环上的酮基也转换为烯醇式,颜色变暗。

3.3 苹果果汁中的多酚物质及相关研究

苹果中的多酚物质主要包括羟基肉桂酸类、儿茶素类及其聚合物、黄酮醇类以及二氢查耳酮类等^[31]。各种多酚物质在果实不同组织中的分布也存在着较大差异,如果肉和果核中的绿原酸含量远高于果皮,而果皮中含有大量的槲皮素糖苷^[32],二氢查耳酮糖苷在果籽中含量最高^[33]。在本试验NFC果汁中所鉴定出的12种单体酚中,表没食子儿茶素、儿茶素、原花青素B2、表儿茶素以及表儿茶素没食子酸酯属于花青素类,没食子酸、原儿茶酸、绿原酸以及4-羟基苯甲酸属于酚酸类,芦丁、金丝桃苷以及根皮苷属于黄酮类^[34]。花青素类在苹果果实中是第一大酚类物质,其次为酚酸类,但在NFC果汁中绿原酸含量最高,原因是绿原酸的水溶性最强,同时其广泛分布在果肉中,去皮榨汁使花青素类物质降低。有报道显示果皮中根皮苷含量是果肉中的10倍^[35],HEINMAA等^[36]研究的苹果汁中根皮苷含量在32.2—34.3 μg·mL^-1,远大于本试验的测定结果0.81—2.86 μg·mL^-1,这可能是由于本试验在NFC果汁制汁过程中去除了果皮,因此使得果汁中根皮苷含量显著降低。

4 结论

果汁中可溶性固形物含量随苹果成熟期延长呈相对增加的趋势,早熟、早中熟及中熟品种NFC果汁的pH相对低于中晚熟和晚熟品种。早熟、早中熟及中熟苹果NFC果汁在理化特性上明显区分于中晚熟和晚熟果汁,而中晚熟和晚熟果汁理化特性主要取决于品种之间的差异。此外,苹果NFC果汁中以绿原酸、原花青素B2、表儿茶素以及表没食子儿茶素为主要多酚类物质,22种NFC果汁间单体酚含量的差异主要源于不同的苹果品种。
（责任编辑杨鑫浩）
The authors have declared that no competing interests exist.