朱永聰，崔子霄，徐 晗，韋增輝，張嘉雯，白翠華，姚麗賢

（華南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院 廣州 510642）

風味是水果的重要質(zhì)量指標，包括口味和氣味兩個方面。甜和酸是水果最重要的口味感覺，分別由糖和有機酸引起[1]。游離氨基酸是水果中的一類生物活性物質(zhì)[2]，對水果的口味、香味和顏色也有重要影響[3]。水果的風味是人類對水果中各種糖、酸組分及游離氨基酸綜合感知的結果。

不同種類水果的糖酸組分及游離氨基酸種類及含量存在較大差異。如蘋果是果糖累積和蘋果酸累積型水果[4-5]，其最主要的游離氨基酸是天冬氨酸[6-7]。桃為蔗糖累積和蘋果酸累積型[8]，天冬氨酸是最主要的游離氨基酸組分[9-10]。柑橘屬于蔗糖累積和檸檬酸累積型水果[11]，脯氨酸是最主要的游離氨酸[12]。水果糖酸累積類型和主要的游離氨基酸種類和含量的差異，是構成不同種類水果獨特風味品質(zhì)的物質(zhì)基礎。

荔枝是我國重要的熱帶、亞熱帶水果，爽甜且肉厚多汁，深受人們喜愛。已有一些文獻比較了不同品種荔枝的糖酸累積特點[13-16]及游離氨基酸組成[17-19]，然而，現(xiàn)有研究大多是針對在一個果園采集一個品種的樣本。即使是同一品種的水果，因產(chǎn)地[6，8]、施肥措施[20-21]等的不同，故其風味品質(zhì) 存在差異。若一個品種僅采集一個或少數(shù)果園的樣本來研究，則結果不足以代表某個品種的風味特性，難以客觀評價不同品種荔枝的品質(zhì)差異。

近年來，除了傳統(tǒng)優(yōu)良荔枝品種桂味、糯米糍和妃子笑外，一些品質(zhì)風味優(yōu)異的新品種荔枝的種植面積在不斷增加，仙進奉和井崗紅糯是其中兩個典型的優(yōu)質(zhì)遲熟品種。這兩個品種在我國廣東和廣西已有較大面積的引種，為華南荔枝品種結構調(diào)整，延長荔枝采收期和提高荔枝種植效應發(fā)揮了越來越重要的作用[22-23]。然而，目前對這兩個品種荔枝的品質(zhì)風味的研究尚不足。由于優(yōu)新品種荔枝的單位面積種植效益是常規(guī)大宗品種的數(shù)倍[24]，因此，本文比較華南傳統(tǒng)優(yōu)質(zhì)品種和優(yōu)質(zhì)新品種荔枝果實的糖、酸組分和游離氨基酸的種類和含量，旨在為荔枝的品質(zhì)評價、果品加工和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本采集與試劑

2020 年6-7 月，選取廣東、廣西和福建荔枝主產(chǎn)區(qū)的22 個荔枝園，采集5 個優(yōu)新荔枝品種，共52 個果實樣本，分別為桂味22 個、妃子笑11個、糯米糍6 個、仙進奉6 個和井崗紅糯7 個樣本。一個果園采集1～4 個品種的果實樣本。所有果實樣本剝?nèi)スず头N子，將果肉用于糖酸組分和游離氨基酸種類和含量的測定。

試劑：蔗糖標樣（分析純），上海潤捷化學試劑有限公司；葡萄糖標樣（分析純），上海瀘試化工有限公司；果糖標樣（分析純），上海伯奧生物科技有限公司；草酸標準品，天津福晨化學試劑有限公司；酒石酸，天津科密歐化學試劑有限公司；抗壞血酸，廣州化學試劑廠；檸檬酸和乙酸（分析純），上海潤捷化學試劑有限公司；琥珀酸和富馬酸（優(yōu)級純），上海默克西格瑪奧德里奇貿(mào)易有限公司；蘋果酸（純度99%），上海伯奧生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

高效液相色譜儀（Angilent 1200 HPLC system，Waldbronn，德國），該儀器配備示差檢測器RID（G1362A）和Coregel 87 C（Transgenomic CHO-99-5860）色譜柱；氨基酸自動分析儀（L-8900，HITACHI，日本）。

1.3 樣本測定方法

1.3.1 糖組分的測定 糖組分采用高效液相色譜法測定[25]。稱取0.5 g 低溫研磨后的果肉勻漿于10 mL 離心管中，加入4 mL 超純水（超純水于滅菌鍋105 ℃滅菌），振蕩，煮沸，4 500 r/min 離心10 min，取上清液。殘渣中加入4 mL 超純水，重復以上步驟，合并上清液。取2 mL 上清液過固相萃取小柱（Sep-Pak1cc（100 mg）C18）后，用高效液相色譜儀測定葡萄糖、果糖和蔗糖含量。流動相為超純水（滅菌，超聲30 min），流速0.6 mL/min，柱溫80 ℃，保留時間25 min。

1.3.2 有機酸組分的測定 有機酸組分采用高效液相色譜法測定[26]。稱取1 g 低溫研磨后的樣品于10 mL 離心管中，加5 mL 0.2%偏磷酸，冰浴浸提，于4 ℃5 000 r/min 離心15 min，取上清液，殘渣加入5 mL 0.2%偏磷酸，重復以上步驟，合并上清液，于4 ℃ 4 000 r/min 離心10 min，上清液過0.22 μm 濾膜后裝入液相瓶，用高效液相色譜儀測定。所用儀器與糖組分的相同，選用DAD 二極管陣列檢測器，色譜柱為C18 柱，流動相為0.2%偏磷酸（過0.22 μm 濾膜），流速1 mL/min，柱溫35℃，進樣量10 μL，保留時間15 min。

1.3.3 游離氨基酸的測定 游離氨基酸采用茚三酮柱后衍生法測定[27]。果肉勻漿在4 ℃4 000 r/min 離心15 min，取上清液過0.45 μm 濾膜，吸取1 mL 濾液，用超純水稀釋10 倍，取1 mL 稀釋液，加入1 mL 5%磺基水楊酸混勻，靜置1 h，4 ℃14 000 r/min 離心10 min，上清液過0.22 μm 濾膜后裝入液相瓶，用氨基酸自動分析儀測定游離氨基酸種類及含量。

1.4 總糖和總酸的計算

總糖=葡萄糖+果糖+蔗糖?？偹?草酸+酒石酸+蘋果酸+抗壞血酸+乙酸+檸檬酸+琥珀酸+富馬酸+馬來酸。

1.5 不同風味物質(zhì)對荔枝滋味的貢獻

風味物質(zhì)貢獻值=風味物質(zhì)含量/該風味物質(zhì)味覺閾值。糖組分味覺閾值（g/kg）分別為蔗糖5.8、葡萄糖3.2、果糖1.8[28]；鮮味氨基酸的味覺閾值（mg/kg）分別為Asp 2 662、Asn 6 605、Glu 176.5、Gln 7 305，甜味氨基酸味覺閾值分別為Thr 4 169、Ser 2 628、Gly 1 878、Ala 1 069、Pro 2 878、Met 746，苦味氨基酸的分別為Val 2 342、His 6 980、Ile 1 312、Leu 1 443、Phe 7 434、Lys 11 696、Arg 13 065、Tyr 725[29]；GABA 可引起口腔干燥和有柔軟收斂性的澀味，其味覺閾值（mg/kg）為2[30]；有機酸的味覺閾值（mg/kg）分別為酒石酸43.8、蘋果酸494.8、乙酸119.5、馬來酸348.2、檸檬酸499.5、琥珀酸106.3[29]。

1.6 甜度值的計算

甜度值=葡萄糖×葡萄糖甜度指數(shù)+果糖×果糖甜度指數(shù)+蔗糖×蔗糖甜度指數(shù)。果實甜度按照葡萄糖甜度指數(shù)0.75、果糖1.75 及蔗糖1.0 進行計算[31]。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Excel 對數(shù)據(jù)進行整理。用SAS 9.2 軟件對不同類別指標進行獨立多樣本的非參數(shù)檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 果實糖組分含量及其構成

如圖1 所示，荔枝品種間果肉葡萄糖、果糖和蔗糖含量均存在極顯著差異（P＜0.0001）。妃子笑的葡萄糖含量最高（66.2±4.8）g/kg，桂味次之（54.8±5.1）g/kg，井崗紅糯（44.6±2.4）g/kg 和仙進奉（42.7 ± 5.9）g/kg 接近，糯米糍最 低，僅為（35.6±7.4）g/kg。各品種荔枝的果糖含量與葡萄糖含量極為接近，果糖含量也呈現(xiàn)妃子笑（68.8±4.4）g/kg＞桂味（54.5±5.8）g/kg＞井崗紅糯（45.5±3.8）g/kg、仙進奉（43.6±6.0）g/kg＞糯米糍（35.8±7.9）g/kg 的規(guī)律。蔗糖含量則為糯米糍最高（83.1± 20.4）g/kg；其次為桂味（59.0 ± 10.4）g/kg、井崗紅糯（57.8±15.4）g/kg 和仙進奉（54.9±6.9）g/kg，妃子笑蔗糖含量（17.2±4.8）g/kg 最低，僅為糯米糍的1/5。對于總糖含量，以桂味（168.3 9.3）g/kg最高，糯米糍（154.5±6.3）g/kg 和妃子笑（152.2±7.3）g/kg 次之，井崗紅糯（147.9±12.6）g/kg 再次，仙進奉（141.2±）18.3 g/kg 最低。食物中糖、酸等滋味物質(zhì)含量只有在味覺閾值以上時，才能被人類感知。葡萄糖、果糖和蔗糖味覺閾值分別為3.2，1.8 g/kg 和5.8 g/kg[28]。對比不同品種荔枝糖組分含量，所有品種荔枝的3 種糖組分都能被人們感知。

圖1 不同品種荔枝果肉糖組分含量比較Fig.1 Comparison of sugar components in litchi fruits of different cultivars

比較不同品種荔枝果實糖組分構成，不論蔗糖占總糖比例的多少，葡萄糖和果糖的占比均極為接近（圖2）。桂味、仙進奉和井崗紅糯3 種糖組分占總糖含量比例均較為接近，屬于糖分均衡累積的荔枝品種。妃子笑屬于還原糖（葡萄糖+果糖）累積型品種，兩種還原糖組分分別占43.5%和45.2%，蔗糖僅占11.3%。糯米糍蔗糖占總糖的53.8%，葡萄糖和果糖分別占23.0%和23.2%，屬蔗糖累積型荔枝品種。本研究中，妃子笑和糯米糍的糖分累積類型與前人[32]報道類似，而與桂味是蔗糖累積型的結果不一致[13]，這大概與前人研究中桂味果實只有一個樣本有關。

圖2 不同品種荔枝果實糖組分構成Fig.2 Percent of sugar component over total sugars in litchi fruits from different cultivars

2.2 果肉酸組分含量及構成

5 個品種荔枝果實均被檢出草酸、酒石酸、蘋果酸、抗壞血酸、乙酸、檸檬酸、琥珀酸、富馬酸和馬來酸，共9 種有機酸，僅有少量樣本被檢出低含量的馬來酸（表1）。5 個品種的荔枝均以蘋果酸含量最高（1 897±536）～（3 248±1 093）mg/kg，酒石酸（622.7± 114.5）～（890.3 ± 148.8）mg/kg 或乙酸（432.8 ± 35.1）～（744.4 ± 252.4）mg/kg 含量次之，馬來酸含量最低【（未檢出～（5.5±3.7）mg/kg】。除乙酸、馬來酸和富馬酸含量品種間差異未達顯著水平外，其它6 種有機酸的品種間差異均達顯著水平（P＜0.01）。

表1 不同品種荔枝果實有機酸組分含量（mg/kg）Table 1 Concentrations of organic acid components in litchi fruit from different cultivars（mg/kg）

表2 不同品種荔枝果實游離氨基酸含量（mg/kg）Table 2 Concentrations of free amino acids in litchi fruits from different cultivars（mg/kg）

對5 種荔枝的有機酸構成（圖3）進行分析，蘋果酸是最主要的有機酸組分，占有機酸總量的42.9%～61.7%，并以桂味的蘋果酸占比最高，妃子笑的最低。這表明荔枝是蘋果酸累積型的水果，與多數(shù)研究結果類似[13-15]。酒石酸為僅次于蘋果酸的有機酸組分，占有機酸總含量的11.7%～15.4%，以井崗紅糯最高，桂味最低。乙酸占比在9.0%～14.5%之間，糯米糍的最高，而仙進奉的最低。檸檬酸占比在4.6%～15.5%范圍，以妃子笑的檸檬酸組分最高，糯米糍的最低。琥珀酸的占比在4.1%～8.8%范圍，妃子笑的最高，仙進奉的最低。草酸占比為2.3%～3.0%，以井崗紅糯最高而糯米糍的最低。5 種荔枝果肉的富馬酸含量均很低，僅占有機酸組分的0.8%～1.6%。除蘋果酸外，不同研究的其它有機酸組分構成存在差異。如王思威等[15]報道乳酸是桂味、糯米糍、井崗紅糯、妃子笑和嶺豐糯荔枝果實中僅次于蘋果酸的有機酸，隨后是富馬酸或檸檬酸，最低是酒石酸。喬方等[14]指出妃子笑、糯米糍和桂味的酒石酸及檸檬酸是次于蘋果酸的酸組分，富馬酸占比最低，與本研究結果較為接近。由此可見，即使是同一荔枝品種，測試方法或產(chǎn)地不同，果實酸組分也有差異。

圖3 不同品種荔枝果肉有機酸組分構成Fig.3 Percent of organic acid component over total acids in litchi fruits from different cultivars

2.3 果實游離氨基酸含量

荔枝果實游離氨基酸含量測定結果顯示，在5 個荔枝品種中均可檢出30 種游離氨基酸（表2）。不同品種間除Asn、Glu 和Cys 含量差異未達顯著水平外，其它游離氨基酸含量均存在顯著差異（P＜0.05）。其中，GABA 或Ala 是5 個荔枝品種果實最主要的游離氨基酸，分別占游離氨基酸總量的25.1%～33.9%和17.6%～29.2%。這與文獻[33]荔枝（淮枝、雙肩玉荷包、白糖罌和白蠟）果實最主要的游離氨基酸為GAGA 或Ala 一致。

比較荔枝果肉游離氨基酸總量、人體必需氨基酸及風味氨基酸（圖4），5 個荔枝品種上述氨基酸含量均存在顯著差異（P＜0.0146）。風味氨基酸中，5 個荔枝品種均以甜味氨基酸含量最高，苦味或鮮味氨基酸次之。妃子笑的游離氨基酸總量、必需氨基酸、甜味和苦味氨基酸含量均顯著高于其它品種。

圖4 不同品種荔枝總游離氨基酸及風味氨基酸含量比較Fig.4 Comparison of total free amino acid and flavor amino acid contents in litchi fruits from different cultivars

2.4 不同風味物質(zhì)對荔枝滋味的貢獻

由于不同風味化合物的味覺閾值不同，國際上多采用食物中風味物質(zhì)含量與味覺閾值的比值，即貢獻度值來衡量其對風味的貢獻[28-31]。表3列出荔枝不同滋味物質(zhì)的貢獻度值。雖然不同品種荔枝果實的糖分累積類型不同，但是對5 個荔枝品種的甜味貢獻最大的均是果糖，其貢獻度值平均達28.5，顯著高于葡萄糖（15.9）和果糖（9.1）（P＜0.01）。對于甜味氨基酸，對荔枝甜味的貢獻遠小于3 種糖組分，5 個荔枝品種的甜味氨基酸均以Ala 的甜味貢獻（0.71）最高，數(shù)倍于其它5 種（0.01～0.10，P＜0.01）。鮮味氨基酸中，5 個荔枝品種均以Glu 的鮮味貢獻最大，貢獻度值為0.80，遠高于其它3 種鮮味氨基酸的（0.01～0.08，P＜0.01）。對于荔枝苦味物質(zhì)，以Val的苦味貢獻最高，其貢獻度值（0.05）顯著高于Tyr（0.04）和Ile（0.04）（P＜0.01），后兩者又顯著高于其它5 種苦味物質(zhì)的（＜0.01～0.02，P＜0.01）。然而，除桂味中Glu 外，上述各品種果實的呈味氨基酸含量均低于它們的味覺閾值。GABA具有引起口腔干燥和柔軟收斂性的澀味和較低的味覺閾值，其含量遠高于它的味覺閾值，對荔枝滋味貢獻值為493，遠大于其它呈味氨基酸的（＜0.01～1.34）。荔枝酸味物質(zhì)中，以酒石酸的貢獻最大，其貢獻度值（15.97）約為蘋果酸（5.80）和乙酸（5.56）的3 倍，琥珀酸、檸檬酸和馬來酸的貢獻度值分別為3.23，0.98 和0.01。

表3 不同品種荔枝果實風味物質(zhì)對風味的貢獻度值Table 3 Concentration-over-threshold factors of taste amino acids and organic acids in fruits of different litchi cultivars

2.5 不同品種荔枝品質(zhì)風味的比較

進行水果品質(zhì)風味評價時，雖然固形物/可滴定酸、可溶糖/可滴定酸是常用的指標，但是不同風味物質(zhì)具有不同的味覺閾值，且每種風味物質(zhì)的味覺類型、味覺強度和持續(xù)時間并不相同[31]，固形物/可滴定酸或可溶糖/可滴定酸的比值可能并不是適宜的評價指標。有研究表明固形物含量并不能很好地預測水果甜度或風味[34-36]。有研究認為用甜度[37]、甜度/總酸[38]來衡量水果甜酸風味更為適合。喬方等[14]認為荔枝總糖/總酸與人們對荔枝的喜好度相關性更高。用表4 中的指標比較不同品種荔枝的品質(zhì)風味。

表4 不同品種荔枝果實品質(zhì)風味指標比較Table 4 Comparison of Litchi fruit quality and flavor for different cultivars

不同品種荔枝的甜度存在顯著差異（P＜0.0001）。桂味的甜度最高，達192.7±10.7，妃子笑（184.0±8.8）次之，糯米糍（170.7±4.0）和井崗紅糯（168.7±11.1）相當，仙進奉最低為161.1±21.1。品種間甜度/總酸存在顯著差異（P=0.0002），以井崗紅糯的甜度/總酸最高（41.7±4.5），糯米糍次之（38.4±7.6），然后為桂味（36.5±7.5）和仙進奉（31.1±6.5），妃子笑最低（25.6±4.7）。不同品種總糖/總酸間的差異達到顯著水平（P=0.0001），總糖/總酸高低排序為井崗紅糯＞桂味＞糯米糍＞仙進奉＞妃子笑。另外，除糖酸組分外，游離氨基酸也是荔枝重要風味的前體物質(zhì)。不同類型的呈味氨基酸絕對含量影響果實風味的形成，同時它們間的相對比例也是決定風味的關鍵因素之一。不同品種甜味氨基酸/鮮味氨基酸、甜味氨基酸/苦味氨基酸存在顯著差異（P 分別為0.032 和0.0002）。甜味/鮮味氨基酸比值排序為妃子笑＞井崗紅糯＞仙進奉＞桂味、糯米糍，甜味/苦味氨基酸為井崗紅糯＞桂味＞糯米糍＞仙進奉＞妃子笑。對表4 的5 個評價指標進行兩兩相關分析，除甜度/總酸與總糖/總酸之間存在極顯著正相關外（R2=0.9856***），其它指標間均沒有密切關系。

3 討論

3.1 荔枝果實關鍵風味物質(zhì)組成

荔枝果實的糖酸組分、各種游離氨基酸（除Asn、Glu 和Cys 外）及風味氨基酸含量均存在品種間的顯著差異，甚至不同品種的糖累積類型也不完全相同，這表明荔枝品種的糖累積類型并非區(qū)別荔枝和其它類別水果品質(zhì)風味的關鍵因素。對于某些植物，其品質(zhì)風味具有一些特殊的風味指示物。如茶氨酸是茶葉品質(zhì)的特征指示物質(zhì)[39-40]，山梨醇是衡量蘋果甜度的優(yōu)先指示物[34]，地中海甜檸檬的特殊風味在于其含有大量的脯氨酸甜菜堿[41]。從本研究單個風味物質(zhì)對荔枝風味的貢獻來看，果糖對荔枝果實甜味貢獻最大，氨基酸中以Ala 的作用最大，酒石酸對酸味影響最大，Glu 對鮮味貢獻最大，Val 是最大的苦味來源，GABA 對澀味、引起口腔干燥及收斂有極大的貢獻。目前缺乏對不同風味物質(zhì)對澀味貢獻的比較研究。由于GABA 是本研究4 個品種荔枝果實含量最高和5個品種荔枝果實風味貢獻值最高的游離氨基酸，因此其或許可以成為衡量荔枝澀味的指標物質(zhì)。上述風味物質(zhì)是荔枝果實獨特風味的關鍵物質(zhì)基礎。妃子笑是5 個品種中公認酸澀味最濃的一個品種。從單個風味指示物的角度，這大概與妃子笑酒石酸、Val 和GABA 含量均顯著高于其它4 個品種有關。

3.2 荔枝果實品質(zhì)風味評價

從不同類別風味物質(zhì)含量來看，本研究5 個荔枝品種中，妃子笑的總酸、總游離氨基酸、甜味和苦味氨基酸含量均顯著高于其它4 個品種，甜度僅次于桂味，而總糖/總酸和甜味氨基酸/苦味氨基酸顯著低于其它品種。有研究表明，人們對妃子笑的喜好度明顯低于桂味和糯米糍[14]，這與華南地區(qū)普遍認為桂味和糯米糍口感風味優(yōu)于妃子笑的看法是吻合的。因本研究未進行人類評比試驗，故采用哪些指標來客觀比較5 個荔枝品種的風味尚不能完全確定。

目前食物品質(zhì)風味評價方法可分為兩類：一類是依靠人類視覺、味覺和嗅覺感官評定的人工感官評審；另一類是依靠儀器模擬人類生物感官系統(tǒng)的智能感官評價，如電子舌、生物電子舌或電子舌與深度學習及轉(zhuǎn)移學習相結合的技術[42-45]、電子鼻[46-47]和神經(jīng)網(wǎng)絡[48-49]等審評技術。關于不同品種荔枝果實的品質(zhì)風味已有一些研究，尚缺乏一個廣泛認可的量化評價指標體系。今后可通過荔枝果實人工品評試驗，并測定果實各類風味物質(zhì)的含量，通過統(tǒng)計分析方法建立人工品評結果與風味物質(zhì)含量、比值或貢獻度值等指標之間的關系模型，提取評價荔枝品質(zhì)風味的特征指標。另外，也可將人工品評結果與電子審評技術結合，建立兩者之間的關系模型，同樣提取審評特征指標，進一步提高荔枝果實品質(zhì)風味評價的效率。

4 結論

5 個荔枝品種果實各類風味物質(zhì)含量差異顯著，而果糖、Ala、Glu、Val、GABA 和酒石酸是荔枝果實獨特風味的關鍵物質(zhì)基礎。利用不同評價指標對5 種荔枝果實品質(zhì)風味評價的結果差異較大。