李 靖，李晓凤，刘乙甫，李 缘，王晓琼，毕秀芳，李明元

（西华大学食品与生物工程学院，四川成都 610039）

桑葚（Mulberry）为桑科（Moraceae）落叶乔木桑树（Morus albaLinn.）的聚花果[1]，有“中华果王”之美誉[2]，果实酸甜可口且低热量，营养价值极高，富含维生素、矿物质、酚类物质、花色苷、有机酸等人体所需的营养物质，具有良好的抗氧化、抗微生物、抗高血糖、抗高脂血症、抗炎、抗癌作用[3]。因此，桑葚具备很高的开发和利用价值，可将桑葚加工成桑葚酒、桑葚醋、桑葚果汁、桑葚果脯、桑葚果酱、桑葚果干、桑葚果粉等产品，其提取物也可用于生产保健食品与膳食补充剂[4]。

相关研究表明果蔬本身的理化性质会对其鲜食质量和加工产品的品质造成影响，水果的大小、颜色、可溶性固形物含量和总酸含量对消费者的选择有直接影响，消费者们通常更倾向于购买果实饱满、色泽光亮的水果[5]；而汁液足、出汁易、含糖量高、糖酸适宜、果味浓郁的品种更适宜生产果汁与果酒[6−7]。目前国内关于桑葚品质对加工方式影响已有部分研究，李长城等[8]针对采用模糊隶属函数法针对吐鲁番地区桑葚品种进行研究，选出4种优良品种；乔健等[9]采用主成分分析法（principal component analysis，PCA）和聚类分析（cluster analysis，CA）针对湛江地区桑葚资源进行研究，认为总黄酮、总酚、矢车菊素等含量可以作为桑葚的营养评价指标。然而，不同地区的“光、水、气、热、肥”等环境因素会对果蔬的生长及其次生代谢产物的合成与积累有重要影响[10]，因此针对不同地区的桑葚品种评价十分重要，本研究对四川省主要栽种的五个桑葚品种（红果2号、嘉陵30号、云桑2号、蜀椹1号、无核大十）果实的基本品质和营养品质进行了比较，分析了各品质指标间的相关性，并对主要品质指标进行了主成分分析和系统聚类分析，对5个桑葚品种的不同利用性进行了综合评价，并根据评价结果提供其加工生产的方向，同时为进一步完善桑葚品质评价体系、桑葚的加工和开发利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

云桑2号、无核大十、蜀椹1号、嘉陵30号、红果2号（每种7.5 kg） 购买于四川省资阳市乐至县；氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、氯化钾、乙酸钠、硫酸铜、硫酸钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠 分析纯，天津致远化学试剂有限公司；草酸、PVPP、无水乙醚、硫酸、盐酸、邻苯二酚、愈创木酚 分析纯，成都科龙化工试剂厂；福林酚试剂（1 mol/L）、2,6-二氯靛酚钠盐（高纯≥97%）、抗坏血酸标准品（高纯≥97%）、没食子酸标品（高纯≥97%） 上海源叶生物科技有限公司。

JYL-C93T榨汁机 济南九阳股份有限公司；UV-2008紫外分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；PHS-320酸度计 成都世纪方舟科技有限公司；WF32-16 mm色差仪 深圳市威福光电科技有限公司；手持式糖度计 日本爱拓公司；5810R台式冷冻离心机 艾本德Eppendorf公司；BSA224SCW万分之一天平 赛多利斯仪器有限公司；BCD-649WE冰箱 青岛海尔股份有限公司；BPG-9240A精密鼓风干燥箱 上海一恒科技有限公司；TD-5M低速离心机 四川蜀科仪器有限公司；SOX406全自动脂肪测定仪 山东海能科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品的处理 所购买桑葚果实均为无病害、无腐败变质的8～9成熟鲜果，按品种采收分装运回实验室，各取2.5 kg置于4 ℃冷藏保存，一周内使用，其余放置于超低温冰箱−70 ℃下冷冻保存等待测定。

1.2.2 颜色的测定 将25 g的桑葚榨汁，得到的浆液在在黑暗条件下使用色差仪进行测定。其中L*代表明暗度，L*大表示桑葚浆液颜色偏亮，L*小表示浆液颜色偏暗；a*代表红绿色，a*大表示偏红，a*小表示偏绿；b*代表黄蓝色，b*大表示偏黄，b*小表示偏蓝。

1.2.3 理化指标测定

1.2.3.1 单果质量 采取直接称量法，随机抽取桑葚鲜果30粒，电子天平称取重量（精确至0.01 g），计算平均质量；重复6次。

1.2.3.2 pH 称取新鲜桑葚50 g洗净晾干，榨汁机破碎打浆，量取20 mL桑葚汁置于烧杯中，pH计校正后测定样品pH。

1.2.3.3 出汁率 将200 g新鲜桑葚果完全破碎后，4000 r/min离心10 min得到桑果浆液。出汁率按如下公式计算：

1.2.3.4 可溶性固形物 取上述桑葚浆液1～2滴，室温下使用手持式糖度计测定可溶性固形物（Total soluble solid，TSS）含量，蒸馏水调零，结果以°Bx表示。

1.2.3.5 水分测定 参考标准GB 5009.3-2016[11]采用直接干燥法测定桑葚中的水分含量。

1.2.3.6 灰分测定 参考标准GB 5009.4-2016[12]采用测定桑葚的总灰分。

1.2.3.7 可滴定酸 参考标准GB 12456-2021[13]中的pH电位滴定法，100 g桑葚榨汁机破碎打浆，称取25 g浆液加入约50 mL 80 ℃蒸馏水混匀，沸水浴30 min后取出并冷却至室温，用无二氧化碳蒸馏水定容至250 mL，过滤收集滤液，取40 mL样液用0.1 mol/L NaOH溶液滴定，滴定终点为pH8.2，蒸馏水做空白对照。可滴定酸含量按以下公式计算：

式中：C为NaOH浓度，mol/L；m为样品质量，g；V1为样液消耗NaOH体积，mL；V0为空白对照消耗NaOH体积，mL；K为柠檬酸折算系数，K=0.07；F为稀释倍数。

1.2.3.8 脂肪含量的测定 参照GB 5009.6-2016[14]采用索氏抽提法。

1.2.3.9 总糖和还原糖的测定 参考标准GB 5009.7-2016[15]中的直接滴定法。

1.2.3.10 总酚含量的测定 参照李巨秀等[16]的福林酚法测定总酚含量，并稍作修改。精确移取0、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 mL的100 μg/mL没食子酸标准溶液于25 mL的容量瓶中，加入3.0 mL的福林酚试剂，摇匀静置30 s后再加入6.0 mL 12%Na2CO3溶液，混匀后用蒸馏水定容至25 mL，在25 ℃下避光放置2 h，在760 nm处测量吸光度。结果以标准溶液浓度（μg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，获得回归方程y=0.128x+0.1035（R2=0.9991）。取5 g榨汁机捣碎的桑葚匀浆，加入20 mL的60%乙醇提取2 h，再加入30 mL 60%乙醇稀释过滤，用蒸馏水定容至500 mL。取1.0 mL稀释后的样品按上述方法测定其吸光值，总酚含量以每克桑葚中没食子酸当量表示，单位mg/g。

1.2.4 活性成分测定

1.2.4.1 VC含量的测定 参考标准GB 5009.86-2016[17]中的2,6-二氯靛酚滴定法。

1.2.4.2 花色苷含量的测定 花色苷含量测定参考王行等[18]的pH示差法略作改动。取1.0 g桑葚匀浆，分别加入9 mL的pH1.0的0.2 mol/L氯化钾缓冲溶液和pH4.5的1 mol/L乙酸钠缓冲溶液，充分混匀后在4 ℃冰箱中静置提取2 h，用酶标仪在510和700 nm波长下测定其吸光度。桑葚汁中花色苷含量计算公式如下：

式中：吸光度值为A，A=（A510−A700）pH1.0−（A510−A700）pH4.5；Df为稀释倍数；MW=499.2，矢车菊-3-葡萄糖苷的分子量；V为1.0 g桑葚匀浆体积，mL；ε为矢车菊-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数，26900；L为比色皿厚度，cm；m为样品质量，g。

1.2.4.3 多酚氧化酶和过氧化物酶活性测定 多酚氧化酶（Polyphenol oxidase, PPO）测定参考Cao等[19]的方法，稍作修改。取5 mL桑葚匀浆，加入5 mL 0.2 mol/L pH6.5的磷酸缓冲液（含1% PVPP），均质1 min，再放在4 ℃冰箱里遮光浸取1 h，取出后在4 ℃下以10000 r/min离心20 min，取上清液作为粗酶液。向试管中加入3 mL 0.2 mol/L pH6.5含有0.1 mol/L邻苯二酚的磷酸缓冲液，加粗酶液0.4 mL，充分混匀后用酶标仪在470 nm处测定其吸光值，每10 s测一个吸光值，连续记录60 s，每分钟内吸光度变化0.1个单位定义为1个PPO酶活性单位（U）。

过氧化物酶（Peroxidase, POD）测定方法参考刘洪等[20]，向试管中加入3 mL 1.0%愈创木酚和0.2 mL 1.5%过氧化氢，加入0.2 mL粗酶液，迅速摇匀后，倒入比色皿中，于470 nm波长下测定吸光值，每20 s记录一次吸光度值，连续记录100 s。每分钟内吸光度变化0.1个单位定义为1个POD酶活性单位（U）。

1.3 数据处理

采用SPSS Statistics 26.0软件对主要品质指标进行显著性分析、相关性分析和系统聚类分析，主成分分析采用Origin 2019附带的PCA插件进行。其中显著性分析用邓肯方差分析后用字母标记法标注结果，a、b、c等表示组间差异显著（P<0.05）。实验数据为平均值±标准差，每个指标测定平行3次，重复两次取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同桑葚品种的颜色的比较

由表1可知，除蜀椹1号的L*值最低（11.02），其他四种桑葚的L*值无显著性差异（P>0.05），表明蜀椹外观颜色较其它品种暗沉。5种桑葚的a*值除嘉陵30号外差异均不明显，表明嘉陵30号红色较浅。5种桑葚的b*值差异不明显。以上结果说明5种桑葚的外观色泽差异较小。云桑2号的L*值和a*值最高，分别为16.26和1.59，表示云桑2号的颜色更亮更偏向红色，而蜀椹1号的L*值最低，b*则最高，与其他品种的桑葚存在显著性差异（P<0.05），分别为11.02和−0.24，表示其颜色相对其它品种更浅，而消费者通常更倾向于购买颜色更加鲜艳饱满的品种。

表1 不同品种桑葚的颜色比较Table 1 Color comparison of different varieties of mulberry

2.2 不同桑葚品种理化指标的比较

5种桑葚的理化指标比较结果如表2所示。各个品质指标在不同果桑品种间均呈明显差异。

表2 不同品种桑葚理化指标的比较Table 2 Comparison of physicochemical indexes of different varieties of mulberry

单果质量是反映果实外观品质的重要指标之一，5种桑葚中云桑2号单果质量显著高于其他品种（P<0.05），高达3.49 g；蜀椹单果质量最低，为1.60 g。出汁率是衡量果实是否适用于工业化果汁生产的重要指标之一，出汁率高的桑葚品种更适合用于果汁生产[21]，5种桑葚品种出汁率在55.73%～68.51%之间，无核大十、红果2号、嘉陵30号的出汁率位列前三，出汁率均高于60%，其中无核大十的出汁率最高，出汁率的差异推测是由品种差异引起的，也有可能跟果实生长的天气、温度和湿度有关[22]。在水分含量上，嘉陵30号、红果2号、无核大十分列前三，与出汁率结果相符，其中嘉陵30号水分含量最高，达到88.18%。

可溶性固形物（TSS）是由糖和酸等多种成分组成的混合物，其含量决定了鲜食水果风味品质的优劣[23]，对桑葚果实的营养价值、风味口感等方面有重要影响。5种桑葚中无核大十的TSS最高，为12.33°Bx，云桑2号TSS位列第二，为12.07°Bx，二者无显著性差异（P＞0.05），蜀椹1号TSS最低，为9.47°Bx。含糖量是影响果酒、果汁等产品品质的指标，同时总糖含量在影响果实风味方面也起着重要作用。5种桑葚中，总糖、还原糖含量较高的品种为蜀椹1号、云桑2号与无核大十，红果2号总糖、还原糖含量最低，此结果与王香君等的研究相同[24]，目前研究推断这种差异由主要由品种差异所引起，同时也可能是土壤条件差异导致。

在合适的酸度下，果汁、果膏、果干等加工产品会有好的口感[25−27]。有研究表明pH低于3，口感会很酸[28]，5种桑葚pH均大于4，其中红果2号、云桑2号与无核大十pH较高，蜀椹1号pH较低；各个桑葚品种总酸含量依次是云桑2号>嘉陵30号>蜀椹1号>无核大十>红果2号，云桑2号显著高于其他桑葚品种（P<0.05），总酸达到了10.25 mg/100 g。

5种桑葚品种中云桑2号的灰分含量最高（0.80%），这代表其比其它品种有更多的矿物质，其余四种桑葚的灰分含量则无显著差异（P>0.05）；脂肪含量则表现出显著差异（P<0.05），也推测是由品种差异造成，蜀椹1号的脂肪含量达0.042%，显著高于其他品种（P<0.05），灰分含量较低（0.58%），有文献表明，桑葚脂肪酸多为多不饱和脂肪酸，其中亚油酸含量较高，可作为潜在的亚油酸资源[29−30]，这为蜀椹的开发利用提供了潜在思路。

2.3 不同桑葚品种的VC、总酚、花色苷、PPO和POD的比较

2.3.1 不同桑葚品种的VC含量比较 桑葚果实中VC含量丰富，有研究表明黑桑椹果实的VC含量高于草莓、橘子等富含VC的水果[4,31]。由表3可知，四川地区5种桑葚果实VC含量范围为0.32～0.77 mg/g，品种间差异较大，除无核大十与嘉陵30号无显著性差异（P>0.05）外，各个品种间都存在显著差异（P<0.05）。VC含量最高的是云桑2号（0.77 mg/g），其次为蜀椹1号（0.56 mg/g），红果2号（0.44 mg/g），VC含量低的为无核大十（0.32 mg/g）、嘉陵30号（0.32 mg/g）。这表明云桑2号鲜食能获得更多的VC，对于清除体内自由基、延缓皮肤的衰老、美白皮肤、增强抵抗力等有更强的作用。

2.3.2 不同桑葚品种的总酚含量比较 由表3可以看出桑葚的总酚含量为1.85～4.36 mg/g，其中云桑2号总酚含量最高（4.36 mg/g），蜀椹1号的含量最低（1.85 mg/g）。红果2号与蜀椹1号之间无显著性差异（P>0.05），其余品种间皆存在显著性差异（P<0.05）。多酚化合物具有清除自由基、抗动脉硬化、降血脂、防止衰老和肿瘤等功能，研究桑葚中的多酚化合物对提高桑葚经济价值，增加桑产业的附加值有一定的推动作用[16]。因此，云桑2号适宜作为保健品开发的备选果桑品种，极具发展前途。

表3 不同桑葚品种的VC、总酚、花色苷、PPO和PODTable 3 VC, total phenol, anthocyanin, PPO and POD of different varieties of mulberry

2.3.3 不同桑葚品种的花色苷含量比较 花色苷是构成果实颜色的主要色素之一，也是桑葚中的重要抗氧化成分，由于花色苷能有效清除自由基，并有可能作为各种疾病的膳食调节剂，桑葚花色苷开发利用也成为近期研究的热点[32−33]。Aramwit等研究表明，不同颜色桑葚果实总花色苷含量差异显著，果实颜色越深花色苷含量越高[34]。由表3可知，桑葚果实花色苷含量范围为0.61～1.05 mg/g。除蜀椹1号与嘉陵30号间无显著性差异（P>0.05）外，其余品种相互之间皆有显著性差异（P<0.05）；其中红度值较高的云桑2号花色苷含量最高（1.05 mg/g），具有较高开发价值；红果2号花色苷含量最低（0.61 mg/g）。

2.3.4 不同桑葚品种的PPO、POD含量比较 酶促褐变对果蔬在加工保鲜过程中的品质有重大影响[35]，PPO与POD是其中的主要相关酶类[36]，由表3可以看出，蜀椹1号的PPO活力与其余四个品种存在显著性差异（P<0.05），其PPO活力最强。POD活力则表现为无核大十与其余四个品种有显著性差异（P<0.05），其POD活力最强。有研究表明，果蔬酶促褐变与PPO及POD酶活性呈明显正相关[37]。蜀椹和无核大十较高的PPO或POD活性可能引起加工后更容易发生褐变，不利于产品的品质，需要对加工产品进行护色处理，抑制酶促褐变。

2.4 桑葚果实主要品质指标相关性分析

采用二项正态分布置信检测方法对每一项指标进行置信检测，采用Pearson相关系数分析桑葚主要品质参数间的相关性，结果见表4。单果质量与总酸、总酚和花色苷呈极显著正相关（P<0.01），和可溶性固形物（TSS）呈显著正相关（P<0.05），这表明果实质量的增加有利于果实总酚、总酸、花色苷的积累，影响果实可溶性固形物的含量。总酚与VC和花色苷呈极显著正相关（P<0.01），这表明桑葚果实总酚含量高的品种，其花色苷和VC含量也相对较高。花色苷与a*值呈极显著正相关（P<0.01），说明花色苷含量的高低影响桑葚果实呈现的颜色，花色苷含量越高，桑葚果实越偏向红色。

表4 桑葚主要品质特征指标相关性分析Table 4 Correlation analysis among major quality parameters of different varieties of mulberry

2.5 桑葚果实主要品质指标主成分分析和综合品质评价

将5个桑葚品种的18个品质指标转化为18个成分，根据各主成分的特征值和贡献率进行主成分提取。5种桑葚品种主成分分析得分图如图1所示，三个主成分（PC1、PC2、PC3）的方差贡献率分别为47.3%、33.2%、12.2%，累计方差贡献率达到92.7%，能够代表所有指标的绝大部分信息。综合反映5个桑葚品种的果实品质特性，可以作为桑葚选优、评价的综合指标。

图1 不同桑葚品种主成分分析得分二维图（a）和三维图（b）Fig.1 2D score plot （a） and 3D score plot （b） of the principle component analysis of different mulberry varieties

因子载荷值反映桑葚品种各个指标对主成分载荷的相对大小和影响的方向，数值反映原变量对因子影响的大小，正负代表变化方向的差别。5种桑葚品种载荷值分析结果见表5。

将主成分载荷矩阵（表5）中的数值除以各主成分相对应的特征值开平方根，得到各主成分系数矩阵，根据系数矩阵构建主成分与各品质指标的线性关系式，其中X1～X18分别表示单果重量、出汁率、TSS、pH、L*、a*、b*、总糖、还原糖、总酸、水分、灰分、总酚、脂肪、VC、花色苷、PPO及POD，方程如下：

表5 主成分荷载矩阵Table 5 Principal component load matrix

由表5可得，PC1与花色苷、总酚、灰分、TSS、单果重显著相关，与总酸有较强的相关性，PC2与出汁率、VC、a*有较强的相关性，PC3与POD有较强的相关性。得分图（图1）中每个点代表一个桑葚品种的一个样本，由图1b可得，5个桑葚品种样本的区分效果较好；从图1a可得，红果2号、无核大十与嘉陵30号PC2得分比较接近，说明二者在出汁率、VC和a*等指标上数值相近，云桑2号与蜀椹得分相较其他品种差异较大，说明二者与其他桑葚品种品质差异较大。

以3个主成分的得分及以每个主成分的贡献率作为权重得到主成分综合模型：P综=0.510PC1+0.358PC2+0.132PC3，根据以上公式计算主成分分值和综合评价分值，结果如表6所示。

表6 不同桑葚品种品质预测评价结果Table 6 Quality prediction and evaluation results of different varieties of mulberry

由表6可知，各品种的综合主成分值各不相同，综合得分排序为：云桑2号>无核大十>蜀椹1号>嘉陵30号>红果2号，乔宇等[38]指出，品种的综合主成分分值越高，说明该品种的综合品质越好。云桑2号桑葚分值最高，为2.86，说明其品质最好，最具有推广、开发价值。其余4个品种分值均为负数，其中红果2号的分值最低，为−1.80。

2.6 基于桑葚品种不同品质指标的聚类分析

根据桑葚主要品质指标，采用SPSS Statistics 26.0软件Pearson相关性方法对5个桑葚品种进行系统聚类分析，得到聚类树状图。如图2所示，在距离为10的情况下，可将5个桑葚品种分聚为3类，其中红果2号、嘉陵30号以及无核大十分为Ⅰ类，该类群体中水分含量和出汁率均高于其他两个类别；Ⅰ类又可以分成两个亚类：红果2号与嘉陵30为一个亚类；无核大十为另一个亚类；与Ⅰ类的另一亚类相比，无核大十在出汁率、可溶性固形物、总糖、还原糖、总酚、花色苷方面更加突出。5种桑葚Ⅱ类与Ⅲ类分别为云桑2号和蜀椹1号。Ⅱ类的特点在于花色苷含量、总酚含量、VC含量以及总酸含量高，营养价值较高；Ⅲ类的特点在于果实小、出汁率低、总糖含量高、PPO酶活高，pH相对较低。

图2 不同品种桑葚聚类分析Fig.2 Cluster analysis of different mulberry varieties

3 结论与讨论

本研究对四川地区五个不同品种桑葚的基本品质及营养成分进行分析，结果可得，不同品种的单果质量、出汁率、TSS、脂肪、总糖、VC、花色苷和总酚存在明显差异，而这些品质间的差异直接影响桑葚的加工方式。并且由主成分分析可以得出，桑葚品种的单果重量、出汁率、TSS、总酚以及花色苷含量等对于桑葚的深加工有着尤其突出的影响。通过对综合基本品质与营养成分分析比较，以及主成分分析和系统聚类分析的结果显示，可以看出云桑2号综合评分最高，其单果质量最大、颜色黑亮、外观最好，同时拥有较为合适的pH与较高的含糖量，最高的多酚含量、花色苷含量和VC含量，因此，云桑2号最具有开发价值，适宜作为保健品开发的备选果桑品种，但由于其含水量、出汁率相对较低，不是适合果酒、果汁类开发的桑葚品种，适合用于生产桑葚果酱、果膏、果干等。无核大十、红果2号与嘉陵30号优于其含水量、出汁率高的特点，最适宜加工为果汁类产品，同时，由于无核大十总糖、还原糖含量高，总酸含量相对较低的特点，其也适宜果酒生产或作为鲜食品种。蜀椹1号果实小、pH低、糖含量高但出汁率低，可用于果干、果酱加工。