不同龙眼品种果实成熟时糖含量及其特征研究

帅良 钱盼红 刘文浩 韩冬梅 吴振先

摘 要 通过测定37个龙眼品种果实成熟时假种皮中可溶性糖含量，比较不同龙眼品种的糖组分特点与差异。使用高效液相色谱法对糖组分含量进行测定，采用相关性分析和聚类分析法对数据进行分析，将37个龙眼品种进行分类。结果显示，37个龙眼品种果实假种皮在成熟时期TSS含量在16.84%～27.34%之间，假种皮中可溶性糖主要为蔗糖、葡萄糖和果糖，其中蔗糖含量明显高于含量相当的葡萄糖和果糖。相关性分析表明，龙眼果实可溶性固形物（TSS）含量与甜度和总糖含量呈极显著正相关，甜度和总糖含量亦呈极显著正相关。根据不同品种龙眼果实假种皮中蔗糖/己糖的比例可将37个龙眼品种分为蔗糖积累型、中间类型和己糖积累型。

关键词 龙眼；TSS；可溶性糖；相关性分析；聚类分析

中图分类号 S667.2 文献标识码 A

Abstract The sugar composition in the mature fruit of 37 longan cultivars were analyzed by using the method of high liquid chromatography. The data were subject to correlation analysis and clustering analysis， and the different longan cultivars were categorized. The TSS content was between 16.84%～27.34%， the soluble sugars were mainly composed of sucrose， glucose and fructose. Among them， the sucrose content was the highest among the three soluble sugars. Correlation analysis showed that the TSS content was very significantly positively correlated with sweetness and with total sugar content similar to the relationship between sweetness and total sugar content in longan fruit. Based on the sucrose/hexose ratio， the tested cultivars could be divided into three different types of sugar composition： sucrose-prevalent type， intermediate type， and hexose-prevalent type.

Key words Longan； TSS； Soluble sugar； Correlation analysis； Clustering analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.05.011

糖分是果树果实的重要组成成分，果实中糖含量、种类及其比例是决定果实甜度、营养价值及风味品质的关键因素，糖也是酸、色素、氨基酸、维生素和芳香物质等其它成分合成的基础原料，还参与果实新陈代谢，为果实的生理生化活动提供能量，并在细胞转导中起着信号分子的作用[1-2]，另外也影响到果实的贮藏性和采后品质的劣变[3]。果实中糖分的积累主要以果糖、葡萄糖和蔗糖等形式存在，另外还有少量糖醇，如山梨醇和肌醇。果实中含量较多的单糖是葡萄糖和果糖；双糖主要是蔗糖，多糖则主要是淀粉和纤维素等[4]。由于果实中各种糖甜度和风味的不同，从而使得果实中糖组分含量的不同在一定程度上决定了果实风味品质，在3种可溶性糖组分中果糖甜度最大，蔗糖次之，葡萄糖再次，但葡萄糖的风味最好。按照果实糖积累类型及特点，可以将果实分为3种类型：淀粉转化型、糖直接积累型和中间转化型[5]。依据该分类可将龙眼果实划分为糖直接积累型果实，其特点是光合作用的产物输入果实后只在果实发育早期少量用于淀粉积累，其余都以可溶性糖的形式直接积累在液泡中，并且此类果实多属于非呼吸跃变型果实。

龙眼果实假种皮中含有较高的可溶性糖，大部分品种糖含量在16%以上，其可溶性糖含量主要为蔗糖、葡萄糖和果糖[6-9]。胡志群等[7]测定了12个龙眼品种果实的可溶性糖组分含量并对其进行简单分类，结果表明，12个同属糖直接积累型的龙眼果实成熟时又可以分为蔗糖积累型、单糖（还原糖）积累型和中间类型3种，为研究不同龙眼品种果实糖组分含量及其分类做初步探索。韩冬梅等[11]根据综合品质评分将30个品种龙眼分为低糖大果型、高糖中果型、高糖小果型。本试验以广东省农科院果树研究所龙眼种质资源圃中的37个品种为研究材料，通过测定果实完熟时可溶性糖组分的含量，运用生物统计学方法，对成熟时37个龙眼品种果实糖组分和含量进行系统的综合评价和分类，为深入研究不同品种龙眼果实糖代谢规律奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以广东省农业科学院果树研究所龙眼种质资源圃中的不同龙眼（Dimocarpus longan Lour.）品种果实为试材，试材立地条件和栽培管理水平一致。试验共采收了37个龙眼品种，具体采样时间和采收时TSS含量见表1，将果皮、果肉分开取样，冻存于-80 ℃冰箱备用。

1.2 方法

1.2.1 可溶性固形物含量测定 随机取20个龙眼果实，去皮后直接用手持式折光仪（0～32%）测定龙眼假种皮中可溶性固形物含量（Total Soluble Solids，TSS），含量用百分率表示。

1.2.2 龙眼果实假种皮中可溶性糖含量的测定

龙眼果实假种皮中可溶性糖、总糖含量测定参照Yang等[10]和帅良等[12]等的方法，并略加改动。准确称取1 g龙眼假种皮于研钵中，微波炉杀酶30 s，加入2 mL超纯水研磨成匀浆，转入15 mL带刻度的离心管，用超纯水重复清洗3～4次，定容至12 mL，颠倒混匀后取2 mL溶液于离心管中4 ℃ 13 000 r/min离心15 min，上清液过Water Sep-Pak C18 Cartridges后待测。

使用Agilent 1200 HPLC system（Agilent Technologies，Waldbronn，Germany），配有四元泵、视差检测器RID（G1362A）、柱温箱、自动进样器，使用Coregel 87 C（Transgenomic CHO-99-9860）色谱柱，流动相为超纯水，流速0.6 mL/min，柱温80 ℃，进样量为10 μL，检测器为示差检测器。根据样品的峰面积和标样的标准曲线计算可溶性糖含量。

1.2.3 龙眼果实假种皮中己糖（还原糖）和总糖含量计算方法：

假种皮己糖（还原糖）含量=葡萄糖含量+果糖含量

假种皮总糖含量=蔗糖含量+葡萄糖含量+果糖含量

龙眼果实假种皮中糖比例表示方法为：蔗糖含量/己糖含量。

1.2.4 龙眼果实甜度值的计算方法 甜度值的计算参照王镜岩[13]的方法，略加修改，以蔗糖、果糖、葡萄糖的甜度值分别为1.00、1.75、0.70进行计算，计算公式为：

甜度值=蔗糖含量×1.00+果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.70。

1.3 数据处理与作图

使用Microsoft Office 2013和SPSS v18.0软件进行数据处理和统计分析，使用SPSS v18.0结合Origin 8.5作图，并使用Adobe Illustrator CS6软件进行图形美化和编辑。

2 结果与分析

2.1 不同龙眼品种果实成熟时TSS含量的比较

由表1和图1-A可知，37个龙眼品种果实成熟时TSS含量都集中在16.84%～27.34%的范围内，平均值为21.41%，变异系数为11.2。不同龙眼品种TSS含量相差较大，TSS含量较高的品种为洲头本（ZTB）、松风本（SFB）、处暑本（CSB）和石硖（SX）含量都在24%以上，其中洲头本（ZTB）的TSS含量最高，达到了27.34%；而TSS含量较低的品种有八一早（BYZ）、水涨（SZ）和后壁埔（HBP），含量都在18.1%以下，其中后壁埔（HBP）的TSS含量最低，仅为16.84%。在37个龙眼品种中，有27个龙眼品种果实成熟时TSS含量在20%以上，仅有10个龙眼品种果实成熟时TSS含量低于20%。

2.2 不同龙眼品种成熟时假种皮中可溶性糖含量的比较

龙眼果实假种皮中含有的可溶性糖主要为蔗糖、葡萄糖和果糖[5-6]。不同龙眼品种假种皮中3种糖含量不同（图1-B），在37个龙眼品种假种皮中，蔗糖含量始终是3种可溶性糖中最高的，不同品种之间蔗糖含量差异较大，含量变化范围主要在58.82～189.14 mg/g FW，平均值为123.77 mg/g FW，变异系数为23.03。蔗糖含量最高的2个品种为洲头本（ZTB）和松风本（SFB），分别为189.14 mg/g FW和177.74 mg/g FW；最低的2个品种为水涨（SZ）和罗伞木（LSM），蔗糖含量分别为58.82 mg/g FW和69.60 mg/g FW，蔗糖含量最高的洲头本（ZTB）和含量最低的水涨（SZ），两者之间的比值达到了3.2倍。

37个龙眼品种果实成熟时假种皮中葡萄糖含量变化范围主要集中在24.87～52.11 mg/g FW，只有友谊106（YY106）和罗伞木（LSM）2个离群品种含量超出52.11 mg/g FW的范围（图1-B），含量分别达到58.45 mg/g FW和57.45 mg/g FW。葡萄糖含量最低的品种为八一早（BYZ），仅含有24.87 mg/g FW。37个不同龙眼品种葡萄糖含量均值为38.16 mg/g FW，变异系数为20.86。葡萄糖含量最高的友谊106（YY106）与最低的八一早（BYZ）之间比值达到了2.35倍。

37个龙眼品种果实成熟时假种皮中果糖含量主要集中在24.13～49.63 mg/g FW，除了离群品种罗伞木（LSM）超出60.30 mg/g FW的范围（图1-B），果糖含量最低的品种为褔眼（FY），仅含有24.12 mg/g FW。果糖含量最高的品种与最低的品种两者比值达到了2.5倍。37个龙眼品种假种皮中果糖含量的均值为37.02 mg/g FW，变异系数为19.13，品种之间具有较大的差异性。

37个龙眼品种假种皮中总糖含量变化范围主要集中在154.1～265.01 mg/g FW（图1-C），平均值为198.95 mg/g FW，变异系数为13.26，由此可知，龙眼果实属于高糖积累型果实。总糖含量最高的2个品种为洲头本（ZTB）和处暑本（CSB），含量分别为265.01 mg/g FW和247.53 mg/g FW。总糖含量最低的2个品种为后壁埔（HBP）和八一早（BYZ），含量分别为154.10 mg/g FW和155.02 mg/g FW。总糖含量最高的洲头本（ZTB）和含量最低的后壁埔（HBP）两者之间的比值达到了1.72倍。总糖含量最高和最低的品种与TSS含量最高和最低的2个品种相一致。

37个龙眼品种假种皮中含有的可溶性糖甜度变化范围主要集中在167.57～280.89（图1-D），平均值为215.27，变异系数为12.54，由此可知，龙眼果实属于高甜水果。37个龙眼品种中甜度最高的品种为洲头本（ZTB），甜度值为280.89，其次为处暑本（CSB），甜度值为262.93，甜度值最低的2个品种为八一早（BYZ）和后壁埔（HBP），甜度值为167.57和167.71，2个品种甜度值相差不大，甜度最高的洲头本（ZTB）和甜度最低的八一早（BYZ）两者之间的比值达到1.57倍。

37个龙眼品种假种皮中的蔗糖/己糖比例变化范围主要集中在0.59～2.91（图1-E），平均值为1.73，变异系数31.71。比值最大的为褔眼（FY），高达2.91倍，由此可知，褔眼（FY）品种为典型的以积累蔗糖为主的龙眼品种，而蔗糖/己糖比例最小的为罗伞木（LSM），仅为0.59，可知罗伞木（LSM）中主要以积累还原糖为主，37个不同龙眼品种中，仅有罗伞木（LSM）、水涨（SZ）和泸早一号（LZYH）3个龙眼品种的蔗糖/己糖比例小于1，其余34个品种的蔗糖/己糖比例都大于1，其中有13个品种的蔗糖/己糖比例超过了2，由此可知，作为糖直接积累型的龙眼果实，假种皮中积累的3种可溶性糖比例最高的为蔗糖。

2.3 龙眼果实成熟时假种皮中糖指标的相关性分析

对37个龙眼品种果实成熟时假种皮的TSS含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、总糖含量、甜度和蔗糖/己糖比例进行相关性分析（表2）。结果表明，TSS含量与蔗糖含量、总糖含量和果实甜度值呈极显著正相关，相关系数为0.736**、0.926**和0.937**，TSS含量与蔗糖/己糖比例呈显著正相关，相关系数为0.304*，由此可知，龙眼果实TSS含量的高低在一定程度上可以直接反应出龙眼果实蔗糖含量、总糖含量和果实甜度的高低；蔗糖含量与葡萄糖和果糖含量呈显著负相关，相关系数为-0.391*和-0.378*，与总糖含量、甜度值和蔗糖/己糖比例呈极显著正相关，相关系数为0.861**、0.802**和0.844**，由此可知，龙眼果实假种皮中蔗糖的含量决定了总糖含量、甜度值和蔗糖/己糖的大小，而假种皮中葡萄糖和果糖含量主要来自于蔗糖的转化分解，也解释了蔗糖含量与葡萄糖和果糖呈负相关的原因；葡萄糖含量和果糖含量呈极显著正相关，相关系数为0.890**，这与它们均由蔗糖降解而来有关；总糖含量与甜度值和蔗糖/己糖呈极显著正相关，相关系数为0.992**和0.478**，可知龙眼果实甜度值的大小直接取决于龙眼果实总糖含量的多少。

2.4 不同龙眼品种果实成熟时蔗糖/己糖比例的聚类分析

由图2可知，通过以蔗糖/己糖比例聚类分析可知，在距离为10时可将37个品种龙眼分为I类、II类和III类共3个大类。I类主要特征为蔗糖/己糖比例在2.13 ～ 2.94之间，包括福眼（FY）、处暑本（CSB）、洲头本（ZTB）、储良（CL）、公妈本（GMB）、双孖木（SMM）、白花木（BHM）、乌龙岭（WLL）、龙优（LY）和后巷本（HXB）10个龙眼品种，蔗糖含量是己糖的2倍以上，以积累蔗糖为主，又称蔗糖积累型；II类主要特征为蔗糖/己糖比例在1.48～2.01之间，包括立秋本（LQB）、八一早（BYZ）、古山二号（GSEH）、巨龙（JL）、松风本（SFB）、红壳子（HKZ）、石硖（SX）、水南一号（SNYH）、青壳宝圆（QKBY）、海晏（HY）、油谭本（YTB）、水眼（SY）、晚柴螺（WCL）、驼背木（TBM）、后壁埔（HBP）和青壳樵（QKQ）16个龙眼品种，蔗糖含量是己糖含量的1.5～2.0倍，又称中间积累型；III类主要特征为蔗糖/己糖比例在0.59～1.41之间的硬赤壳（YCK）、华路广眼（HLGY）、东壁（DB）、赐合种（CHZ）、红核（HH）、普明庵（PMA）、友谊106（YY106）、青山接种（QSJZ）、泸早一号（LZYH）、水涨（SZ）和罗伞木（LSM）11个龙眼品种，蔗糖含量是己糖含量的1.5倍以下，以积累己糖为主，又称己糖积累型。

3 讨论与结论

3.1 龙眼果实成熟时假种皮中的可溶性糖含量特性

果实可溶性固形物的含量是果实品质的重要因子，在龙眼果实的可溶性固形物中，糖是主要组成成分[14]。果实中所含有的可溶性糖组分主要为蔗糖、葡萄糖和果糖，由于糖组分和含量的差异，使得不同的果实具有不同的风味和口感。果实甜度主要取决于蔗糖、葡萄糖和果糖的含量，其中果糖最甜，蔗糖次之，葡萄糖更次，但是葡萄糖风味最好[15]。有研究表明，不同果实中所含的糖主要成分和含量各不相同，如成熟的苹果[16-18]和梨[19-21]果实含有的可溶性糖中果糖含量最高，成熟的杏[22]和桃[23- 24]果实中则蔗糖含量最高，不同糖含量的不同造成不同品种果实的品质差别较大。不同品种的荔枝成熟果实中3种糖比例也有明显不同，有些品种主要积累蔗糖如糯米糍、桂味和鸡嘴荔，而有些品种则主要积累单糖如妃子笑、雪怀子和双肩玉荷包，还有一些品种如三月红的蔗糖和单糖的含量相当。

在本研究中，37个龙眼品种果实完熟时假种皮的TSS含量主要集中在16.84%～27.34%之间，其中27个品种的TSS含量在20%以上，仅有10个龙眼品种TSS含量在20%以下，由此可知，成熟龙眼果实中具有较高的TSS含量，这与刁建忠[6]的研究结果一致，即认为成熟龙眼果实TSS含量在16%以上，不同龙眼品种具有较大的差异性。37个龙眼品种果实假种皮中的可溶性糖含量主要为蔗糖、葡萄糖和果糖，与胡志群等[7]研究结果一致，而3种糖组分含量因不同品种相差较大，其中蔗糖含量最高，明显高于含量相当的葡萄糖和果糖；37个品种中，只有3个品种蔗糖/己糖比值小于1，由此可知，大多龙眼品种果实属于高蔗糖积累型水果。

3.2 成熟龙眼果实假种皮中可溶性糖组分之间的关系

通过对成熟时龙眼假种皮糖含量指标进行相关性分析，结果可知，TSS含量与蔗糖含量、总糖含量和果实甜度值呈极显著正相关，而果实甜度值和总糖含量之间亦呈极显著正相关，由此可知，龙眼果实TSS含量的高低在一定程度上可以直接反应龙眼果实的蔗糖含量、总糖含量和果实甜度的高低，这表明在生产上通过测定TSS的含量来衡量龙眼果实甜度和总糖含量的高低具有科学性。有研究表明，果实中并不直接积累葡萄糖和果糖，它们的来源主要是果实中蔗糖的转化分解，因此果实中葡萄糖和果糖含量与蔗糖分解酶活性有较大关系[25]。相关性分析结果发现，龙眼果实蔗糖含量与葡萄糖和果糖含量呈显著负相关，这也说明龙眼果实中的葡萄糖和果糖含量主要来自于果实中蔗糖的转化分解。龙眼果实蔗糖含量与TSS含量、总糖含量、甜度值和蔗糖/己糖都呈现极显著正相关，而大部分龙眼果实都属于高蔗糖积累型果实，因此可以把蔗糖含量的高低作为衡量龙眼品种糖度风味的最重要参数。

3.3 成熟龙眼果实假种皮可溶性糖积累模式的分类

聚类分析又称类群分析，它是研究对样品或指标进行分类的一种多元统计方法，其中系统聚类是目前实际应用中使用最广泛的一种方法[26]。为便于后期对龙眼糖积累类型模式的研究，将37个不同龙眼品种假种皮中蔗糖/己糖的比例进行聚类分析，可将37个龙眼品种分为I类、II类和III类共3个大类。I类主要为蔗糖/己糖比例在2.13～2.94之间的10个龙眼品种，其品种特征主要以积累蔗糖为主，称之为蔗糖积累型；II类主要为蔗糖/己糖比例在1.48～2.01之间的16个龙眼品种，其品种特征为蔗糖和己糖含量积累相差倍数不大，称之为中间类型；III类主要为蔗糖/己糖比例在0.59～1.41倍的11个龙眼品种，其品种主要以积累己糖为主，己糖的积累量大于或者略小于蔗糖的积累量，称之为己糖积累型，分类与胡志群等[7]研究结果较为一致。其中广泛栽培的储良（CL）龙眼品种属于典型的蔗糖积累型果实，而石硖则属于中间积累型。这一分类将为后期研究龙眼果实糖积累类型模式奠定理论基础。

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