陈皮(Pericarpium Citri Reticulatae)为柑橘属芸香科柑橘亚科植物的成熟干燥果皮,营养丰富,药用、食用价值极高。研究表明,陈皮中含有丰富的活性成分,如类黄酮、挥发油、酚类、生物碱等[1],具有抗氧化[2]、抗炎[3]、抗肿瘤[4]、降血脂[5]等药理活性,且对消化、呼吸系统有益[6-7],被广泛应用于药品、食品、保健品、化妆品等行业。
随着生活水平的提高及人们对身体健康的日益关注,消费者开始青睐具有保健功效的陈皮产品,陈皮中的活性成分及其功效成为消费者选购的重要指标。陈皮品质优、劣与柑橘原料密切相关,而柑橘品种对陈皮品质起决定性作用。柑橘果皮品种不同,其活性成分含量、种类及其抗氧化能力也会存在差异[8]。目前,国内外对陈皮的研究主要集中于1 个或几个常见品种,《中国药典》 收载了陈皮的4 种主要柑橘栽培品种,包括茶枝柑、大红袍、温州蜜柑和福橘[9],而目前研究重点主要在陈皮的功效[2,10-11],对不同品种柑橘果皮的营养成分、加工特性等陈皮加工适宜性的研究尚缺,且多数研究对柑橘果皮营养品质进行比较,而未见采用主成分分析方法对果皮品质进行综合评价的研究。湖南常见的经济栽培柑橘类型有宽皮柑橘、甜橙、柑等,可作为主要栽培陈皮柑橘原料的替代品。分析评价湖南不同品种柑橘果皮的主要功能成分、挥发性香气成分及抗氧化能力差异,从多方面分析柑橘陈皮的加工适宜性,对陈皮加工的选材及质量控制具有重要意义。
本试验以湖南主要栽培的16 个品种的柑橘为试验对象,分析其主要功能成分、抗氧化能力和挥发性香气成分等果皮营养品质及陈皮加工品质。结合因子分析评价方法对柑橘果皮的营养品质进行综合评价,旨在探究16 个柑橘品种差异,进行陈皮加工适宜性评价,筛选陈皮加工的适宜柑橘原料,为陈皮合理化和标准化加工提供理论依据。
1.1.1 试剂 甜橙黄酮、川陈皮素、橙皮苷、橘皮素、辛弗林(均为标准品),成都德思特生物技术公司;总抗氧化能力(DPPH 法)检测试剂盒、总抗氧化能力(FRAP 法)检测试剂盒、总抗氧化能力(ABTS 法)检测试剂盒,苏州科铭生物技术有限公司;环己酮(色谱级),上海阿拉丁生化科技公司。
1.1.2 样品 试验柑橘共16 个品种,均在最佳成熟期采收,取样后在4 ℃左右贮藏。柑橘原料样品信息见表1。
表1 16 份柑橘样品信息
Table 1 Information of 16 citrus samples
UV-1800 型紫外-可见分光光度计,苏州岛津仪器有限公司;Acquity 超高效液相色谱仪,美国Waters 公司;Avanti J-26 XP 型高效离心机,美国贝克曼库尔特有限公司;7700X 型电感耦合等离子体质谱仪,美国安捷伦公司;6890N-5973 型气相色谱质谱仪(NIST08 谱库),美国Agilent 公司;50/30 μm 固相萃取仪,德国CNW 公司。
1.3.1 样品的制备 不同品种的柑橘果实采摘后,选择果皮无破损且大小、色泽均匀的果实,洗净后采用三刀切法进行加工特性评价,获得完整果皮,于烘箱45 ℃烘干后液氮辅助粉碎,过40 目筛,锡箔袋封口,于4 ℃贮藏备用。
1.3.2 主要功能成分含量测定
1.3.2.1 总酚含量 参照文献[8]的方法稍作修改,测定柑橘皮的总酚含量,结果以没食子酸当量(mg/g DW)表示。
1.3.2.2 总黄酮含量 总黄酮含量参照文献[12]的方法测定,结果以芦丁当量(mg/g DW)表示。
1.3.2.3 挥发油含量 挥发油含量的测定参照文献[13]的方法并稍作修改。根据公式(1)计算柑橘皮中挥发油的含量(%):
式中:V 为读取到的挥发油体积,mL;M 为读取到的柑橘皮样品质量,g。
1.3.2.4 类黄酮化合物含量 采用超高效液相色 谱(Ultra performance liquid chromatography,UPLC)法[14]测定柑橘皮中橙皮苷、川陈皮素、橘皮素、甜橙黄酮的含量。
UPLC 条件:ACQUITY UPLC C18 色谱柱;柱温20 ℃;进样量10 μL;流动相为0.1%甲酸溶液(A)和乙腈(B);洗脱梯度:0~5 min,10%~35% A;5~25 min,35%~10% A;25~40 min,10% A;流速1 mL/min;定量波长283 nm。
1.3.2.5 辛弗林含量 参考文献[15]采用UPLC 法测定辛弗林含量,样品预处理方法参照总酚含量测定。
UPLC 条件:ACQUITY UPLC C18 色谱柱;柱温20 ℃;进样量10 μL;流动相为0.1%甲酸溶液(A)和乙腈(B);洗脱梯度:0~5 min,90%~70% A;5~10 min,70%~20% A;10~15 min,20% A;15~16 min,20%~90% A;流速1 mL/min;定量波长245 nm。
1.3.3 抗氧化能力测定 根据参考文献[16]的方法稍作修改进行样品前处理。准确称取不同品种干燥柑橘皮粉1 g 于50 mL 锥形瓶中,加75%乙醇20 mL 后,超声处理(功率250 W,温度25 ℃)30 min,6 000 r/min 离心10 min,定容至50 mL 后待测。参照Chen 等[8]的方法,测定柑橘皮提取物DPPH 自由基清除能力、ABTS 自由基清除能力、FARP 铁离子还原力。使用Trolox 为标准品,结果以μmol Trolox/g DW 柑橘皮表示。
1.3.4 香气物质测定
1.3.4.1 样品顶空-固相微萃取 根据文献[17]的方法稍作修改,取1 g 柑橘皮粉于顶空进样瓶中,加入饱和氯化钠溶液和内标物环己酮后,于磁力搅拌器中搅拌,50 ℃水浴平衡10 min,顶空萃取50 min,无分裂解吸5.5 min。
1.3.4.2 色谱和质谱条件 色谱条件:色谱柱:J&W DB-5 石英毛细柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);升温程序:50 ℃保持3 min,以2 ℃/min 升至125 ℃,以8 ℃/min 升至180 ℃,再以15 ℃/min 升至250 ℃,保持3 min。
质谱条件:电子轰击离子源;电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;接口温度250 ℃;四极杆温度150 ℃;质谱扫描范围m/z 40~500。
1.3.4.3 定性和定量分析 通过GC-MS 定性,采用环己酮内标法定量[18]。
1.3.5 加工特性评价 柑橘到陈皮的加工工艺为开皮、杀青、反皮、烘干。加工特性评价包括开皮难易程度、反皮难易程度、陈皮成品形态,具体评价见表2。
表2 陈皮加工特性评分表
Table 2 Grade table of processing characteristics of citrus peel
1.3.6 数据统计分析 运用SSPS 27.0 软件对数据(n=3)进行ANOVA 方差分析、主成分分析,采用Origin 2021 绘图。
16 种柑橘果皮主要功能成分含量见表3。作为柑橘果皮的重要功能活性成分,总黄酮和总酚具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等功效,能够评价柑橘果皮的营养功能[19]。本研究中各品种间总酚、总黄酮含量均有显著差异(P<0.05),各品种柑橘果皮的总酚含量范围为11.73 mg/g DW(春香)~39.18 mg/g DW(日南一号),在16 种柑橘中温州蜜柑总酚含量较高,均值为28.91 mg/g DW。罗政等[20]比较了茶枝柑与其它柑橘皮的总酚差异,茶枝柑中总酚含量约为8.90 mg/g,同时温州蜜柑总酚含量比脐橙高,这与本研究中8 种温州蜜柑总酚含量均高于脐橙结果一致。16 种柑橘果皮中总黄酮含量范围为8.38 mg/g DW(春香)~21.12 mg/g DW(油良)。万利秀等[12]研究了9 个品种柑橘皮总黄酮含量为5.28~9.68 mg/g,其中江西蜜柑黄酮含量比江西脐橙高,这与本研究中脐橙总黄酮含量比温州蜜柑低的结果一致。16 种柑橘果皮中春香总酚、总黄酮含量均为最低,橙类的总黄酮、总酚含量较其它种类低,温州蜜柑与椪柑的总酚、总黄酮含量差异较小。
类黄酮是芸香科柑橘属植物的一大类活性物质,也是陈皮及其它柑橘皮主要的功效成分[21],2020 版《中国药典》以多甲氧基黄酮川陈皮素、橘皮素和二氢黄酮橙皮苷作为陈皮的指标性成分[9]。橙皮苷作为柑橘中最主要的黄酮类化合物,在各品种柑橘果皮的含量范围为726.00 mg/100 g DW(金盆柚)~12 537.78 mg/100 g DW(日南一号)。胡志军等[22]测定不同基原陈皮药材中橙皮苷含量为2.16%~7.57%,其中蜜柑皮和甜橙皮中含量分别为6.89%,5.58%。而本研究中16 种柑橘皮中橙皮苷含量结果转换后为0.73%~12.54%,其中温州蜜柑皮比甜橙皮中含量高,分别为9.87%,5.90%,且温州蜜柑在所有品种含量均较高。甜橙黄酮在4种类黄酮物质中含量最低,在8 种温州蜜柑果皮中含量变幅范围为3.99 mg/100g DW(宫本)~267.42 mg/100g DW(早蜜椪柑),椪柑类果皮橙皮苷含量较高,约为温州蜜柑(均值在14.77 mg/100 g DW 左右)的14 倍,橙类(均值在45.47 mg/100 g DW 左右)的4 倍,杂柑中金盆柚未检出甜橙黄酮。在川陈皮素方面,早蜜椪柑(546.58 mg/100 g DW)含量最高,金盆柚(30.27 mg/100 g DW)最低,各品种间均有显著差异,其中椪柑类>橙类>温州蜜柑>杂柑类。与其它种类相比,椪柑类甜橙黄酮、川陈皮素、橘皮素含量均最高,而杂柑类中金盆柚含量均最低。其中椪柑类的川陈皮素和橘皮素含量远远高于其它种类柑橘,约为温州蜜柑的14 倍,橙类的40 倍及杂柑的30 倍。宋玉鹏等[23]测定了不同陈皮来源药材中川陈皮素、橘皮素含量,其中茶枝柑中川陈皮素、橘皮素含量分别为0.235%,0.181%,温州蜜柑中分别为0.036%,0.026%,而本研究16 种柑橘果皮中川陈皮素、橘皮素含量均值分别为0.167%,0.106%。
辛弗林作为柑橘皮中含量最高的生物碱,具有定喘、加速代谢、产热和减肥的作用[6,15],被广泛用作膳食补充剂。将16 种柑橘果皮中辛弗林含量进行转换,为0.36%~1.54%。而宋玉鹏等[23]测定不同来源陈皮中辛弗林含量为0.14%~0.73%,其中蜜柑种类的辛弗林含量也较高。而本研究中温州蜜柑辛弗林含量较高为1.03%~1.54%,这与刘伟等[15]研究结果一致。挥发油作为陈皮的主要特征成分之一,约占陈皮的2%~4%[24],具有抗氧化、抗菌、促进消化液分泌、排除肠内积气等作用[25]。在16 种柑橘皮中挥发油含量变化范围为2.89%(日南一号)~9.51%(辛女椪柑),8 种温州蜜柑间含量差异较小,均值在3.42%左右;椪柑类含量最高,均值为8.95%。
不同柑橘品种果皮抗氧化活性物质不同,其抗氧化能力差异巨大[8,26-28]。选取DPPH 自由基清除能力、ABTS 自由基清除能力、FARP 铁离子还原力3 个指标来衡量不同品种柑橘果皮抗氧化活性强弱,以Trolox 作为对照体系量化柑橘皮中抗氧化物质的抗氧化能力。由于分析得到16 个柑橘样品的抗氧化能力结果不一致,采用综合抗氧化评价指数(An overall antioxidant potency composite index,APC)方法[29]来综合评价抗氧化能力。
16 种柑橘皮抗氧化活性测定结果见表4。在DPPH 自由基清除能力方面,各样品的DPPH 自由基清除能力范围为15.96~30.81 μmol Trolox/g DW,其中克里曼丁红橘的DPPH 自由基清除能力最强。与其它品种相比,春香的DPPH 自由基清除能力、FARP 铁离子还原力都最弱。由ABTS 自由基清除能力试验可知,16 种柑橘果皮的ABTS 自由基清除能力差异显著(P>0.05),ABTS 自由基清除能力变幅范围为17.04 μmol Trolox/g DW(锦红冰糖橙)~43.27(油良)μmol Trolox/g DW。在FARP 铁离子还原力方面,各样品的FARP 铁离子还原力的范围为20.11~47.46 μmol Trolox/g DW,其中辛女椪柑的FARP 铁离子还原力最强,各品种柑橘皮FARP 铁离子还原力有显著差异。16 种柑橘果皮的APC 指数变幅为47.26%~96.56%,辛女椪柑的APC 指数最高,这表明南柑20 的DPPH自由基清除能力、FRAP 铁离子还原力、ABTS 自由基清除能力的综合抗氧化活性最强,而春香的综合抗氧化活性最弱,不同种类柑橘皮综合抗氧化能力强弱为:椪柑类>温州蜜柑>杂柑>橙类。
表4 不同品种柑橘果皮抗氧化能力
Table 4 Antioxidant capacity of citrus peel of different varieties of tangerine
注:同列不同小写字母表示组间差异性显著(P<0.05)。
2.3.1 不同品种香气成分分析 通过对16 种柑橘果皮的挥发性香气物质进行分析,共检测出81种挥发性物质,包括4 种烷烃类、7 种醛类、3 种酯醚类、7 种醇类、4 种酚类、57 种烯烃类,16 个品种的柑橘果皮中都有烷烃类、醛类、醇类,仅在辛女椪柑中检测到醚类,大分四号和山下红中烷烃类化合物含量最高。各类香气物质在16 种温州蜜柑果皮中的总含量差异如图1 所示(横坐标为各柑橘品种的首字母大写)。
图1 不同品种柑橘果皮各类香气物质含量
Fig. 1 Contents of various aroma substances in the peel of different varieties of tangerine
注:横坐标为各柑橘品种的首字母大写。
如图2 所示,热图更直观地显示出不同品种柑橘皮挥发性化合物含量差异。烯烃类是16 种柑橘果皮主要的香气物质,对样品的风味起到重要作用,烯烃类含量最多的为宫川,其次是早蜜椪柑、辛女椪柑、纽荷尔脐橙。16 种样品中共检出57种烯烃类化合物,其中含量最高的5 种为β-月桂烯、D-柠檬烯、松油烯、γ-松油烯、β-榄香烯,然而在大分四号和南柑20 中未检出β-月桂烯;早蜜椪柑中D-柠檬烯含量最高,其次是温州蜜柑类;山下红、日南一号、尾张的松油烯含量较其它品种高,而未检出γ-松油烯,锦红冰糖橙、纽荷尔脐橙中均未检出松油烯和γ-松油烯;温州蜜柑中β-榄香烯含量均较高,然而在锦秀冰糖橙、纽荷尔脐橙和克里曼丁红橘中未检出。
图2 挥发性香气物质含量的热图
Fig. 2 Heat map of volatile aroma substance content
16 种柑橘果皮醇类化合物含量最高的为杂柑类,其中金盆柚的醇类化合物含量远远高于其它柑橘品种,含量最低为3 种橙类;其中醇类化合物含量最高的为芳樟醇,其次是松油醇和α-松油醇,榄香醇含量最低;芳樟醇为16 种柑橘果皮的共有成分,金盆柚中芳樟醇含量最高,而金盆柚中无松油醇检出;除温州蜜柑外,其余品种仅在辛女椪柑中有紫苏醇。油良和春香中(-)-4-萜品醇含量最高。
在醛类方面,16 种柑橘果皮中克里曼丁红橘醛类物质含量最高,金盆柚中未检出醛类化合物。1-紫苏醛和正癸醛是含量最多的两种醛类化合物,橙类中未检出1-紫苏醛,油良、尾张的1-紫苏醛含量最多;除大分四号、金盆柚外,其余样品中均检出正癸醛,且春香中正癸醛含量最多。椪柑类的正辛醛含量最高,克里曼丁红橘的香茅醛、正癸醛含量均为最高,纽荷尔脐橙柠檬醛含量最高。
不同品种柑橘果皮样品中含有多种其独有的挥发性香气成分。温州蜜柑有2 种独有的香气化合物,分别为α-法尼烯、γ-硒烯;金盆柚独有的香气物质最多,有4 种,分别为榄香醇、香芹酚、百里酚、3-甲基-4-异丙基苯酚;柠檬醛、巴伦西亚橘烯为橙类的独有香气成分,同时白菖烯为锦秀冰糖橙独有的香气物质;α-紫杉烯为杂柑类独有的香气物质。8 种温州蜜柑虽属于同一个种类,但其果皮中含有多种其独有的挥发性香气成分。尾张有3 种独特的香气成分,分别是α-律草烯、正辛醛、(+)-香茅醛;1,5-二甲基-1,5-环辛二烯、γ-马来烯是宫本特有的2 种香气物质;大分四号、南柑20、山下红都有1 种独特的香气物质,分别是(Z)-β-罗勒烯、β-马来烯、双环菊酯;宫川特有的香气物质最多,有5 种,分别为反式-β-金合欢烯、2,6-二甲基-2,6-辛二烯、(-)-α-古芸烯、(+)-喇叭烯、Β-瑟林烯。
2.3.2 挥发性香气物质的香气活力值分析 不同香气成分阈值决定其对样品的香气贡献,挥发性香气物质的香气活力值(Odor activity value,OAV)水平可以反映样品中不同挥发性香气物质对香气的贡献。一般香气物质OAV>1 则表明其对样品香气有贡献,OAV 越高则贡献越大[31]。确定不同蜜柑果皮的主体香气物质,根据香气物质的定量结果及香气阈值,计算出16 种柑橘果皮的主体香气活性物质的OAV,见表5。16 种柑橘果皮的香气活性物质和OAV 不同,OAV>1 的挥发性香气成分共有24 种,其中烯烃类14 种,醇类1 种,醛类9 种。其中花香、柠檬香并有木质香调的芳樟醇的OAV 最高,均大于2 000,16 种柑橘果皮中杂柑类的芳樟醇OAV>8 000,对样品的香气贡献最大。样品中OAV>1 000 的挥发性香气物质还包括柑橘味的D-柠檬烯、甜橘味、香脂气的β-月桂烯以及柑橘、皂香的正辛醛。此外,特征香气在各品种间存在差异,春香中OAV>1 的香气物质最多,为13 种,两种甜橙及金盆柚最少,为7 种;8个温州蜜柑类OAV>1 的香气物质约为10 种,而椪柑类约为11 种。
宫本中OAV 较高的是正癸醛、α-水芹烯、莰烯,赋予品种辛甜、柑橘味果香;油良香气活力值较高的香气成分较多,主要是L-紫苏醛、β-蒎烯、萜品油烯、γ-松油烯、β-石竹烯,赋予品种紫苏、草本、松脂、柠檬、丁香、柑橘香气,在8 种温州蜜柑中β-金合欢烯为油良特有香气;山下红中OAV较高的正癸醛、α-松油醇、(S)-(-)-α-蒎烯赋予品种柑橘甜香、紫丁香花香和松木、松针香;在8种温州蜜柑中(Z)-β-罗勒烯为大分四号独有的特征香气;日南一号OAV 较高的物质为香茅醛、芳樟醇和(S)-(-)-α-蒎烯,具有玫瑰花香、柠檬香、松脂香。宫川中(S)-(-)-紫苏醛、β-芹菜烯、β-石竹烯的OAV 较高,赋予品种樱桃、柑橘、丁香香气;尾张中OAV 较高的是正辛醛、正癸醛、L-紫苏醛、松油烯、α-律草烯,赋予品种柑橘、皂香、松木树脂香和啤酒花香,且在8 种温州蜜柑中正辛醛、α-律草烯为其独有的特征香气;南柑20 中β-芹菜烯、D-柠檬烯、γ-松油烯OAV 较高。
2 种椪柑香气物质OAV 较相似,其中OAV较高的是正辛醛、γ-松油烯、D-柠檬烯,赋予品种柑橘、柠檬、皂香;橙类中OAV 较高的是具有柑橘香的柠檬醛和辛甜、柑橘味果香的正癸醛,同时锦红冰糖橙OAV 较高的是正辛醛、β-石竹烯赋予品种柑橘、丁香香气,纽荷尔脐橙OAV 较高的是松油醇、(S)-(-)-α-蒎烯、桧烯,赋予品种海桐花香、松木香;(S)-(-)-紫苏醛、右旋香芹酮、萜品油烯在春香中OAV 较高,赋予品种樱桃香、柑橘香、薄荷和香菜香;香芹酚、百里酚、榄香醇赋予金盆柚草木花香、麝香草香;香茅醛、月桂醛、甜橙醛赋予克里曼丁红橘玫瑰花香、丁香紫罗兰香、橙香。
2.4.1 主成分分析 应用主成分分析对16 种柑橘的18 个指标进行分析,分析结果见表6,前5个主成分的累积方差贡献率达到88.824%,表明前5 个主成分可反映原始变量的绝大部分信息,能够综合反映16 个柑橘品种加工陈皮的营养品质特性,可以作为评价不同品种柑橘加工陈皮的综合指标。
表6 旋转后因子载荷矩阵、特征值及贡献率
Table 6 Rotated factor loading,eigenvalues and variance contribution rates of principal components
表7 因子得分及柑橘果皮品质综合得分
Table 7 Principal component scores and tangerine peel comprehensive quality score
(续表7)
利用方差最大法计算因子的载荷值,能够更好的解释各品质指标与主成分因子之间的关系,分析结果如表6 所示。第1 主成分贡献率为23.051%,主要反映总黄酮、总酚、辛弗林、橙皮苷等营养品质,第2 主成分与橘皮素、川陈皮素、甜橙黄酮、挥发油等载荷最高且成正相关,因此把第1 主成分和第2 主成分命名为功能成分因子,总贡献率为45.114%;第3 主成分贡献率为21.677%,与APC、DPPH 自由基清除能力、FARP 铁离子还原力、ABTS 自由基清除能力的载荷较高且成正相关,因此把第3 主成分命名为抗氧化能力因子;第4、5主成分贡献率分别为15.064%、6.970%,主要代表醇类、酚类、酯醚类、烯类等香气物质,因此,将第4、5 主成分命名为香气因子,累积贡献率为22.034%。累积方差贡献率由大到小为:功能成分因子>抗氧化能力因子>香气因子,可见,主要功能成分对陈皮的加工综合品质影响最大,其次是抗氧化能力、香气成分。
2.4.2 主成分得分及果皮品质综合得分 以不同主成分贡献率为权重,根据各品种前5 个主成分得分与相应权重乘积的累加和计算得到16 种柑橘果皮营养品质综合得分。温州蜜柑在主成分1的得分最高,尤其是日南一号、山下红的得分较高,说明温州蜜柑与其它品种相比,在总黄酮、总酚、辛弗林、橙皮苷等功能成分上具有优势;椪柑类在主成分2 的得分皆较高,说明椪柑类果皮品质优势主要体现在橘皮素、川陈皮素、甜橙黄酮、挥发油等功能成分上。克里曼丁红橘在第3 主成分的得分最高,其次是辛女椪柑、南柑20 和油良,说明这4 个品种在抗氧化能力上有优势;杂柑类春香在第4、5 主成分得分较高,金盆柚在第4 主成分得分最高,说明其在香气成分上品质较高;3种橙类在各主成分中得分均较低。柑橘果皮营养品质综合评价得分最高为椪柑类的早蜜椪柑、辛女椪柑,其次是温州蜜柑中的油良、山下红、大分四号,橙类的果皮营养品质综合得分最低;8 种温州蜜柑中综合评分由高到低为油良>山下红>大分四号>南柑20>宫川>日南一号>宫本>尾张。总体上16 种柑橘果皮,椪柑果皮营养品质综合得分最高,其次是温州蜜柑,杂柑、橙类的果皮营养品质最低,说明椪柑果皮品质高于其它品种柑橘。
如表8 所示,不同品种柑橘的陈皮加工特性差异显著。果皮与果肉的结合松散度决定其开皮难易程度,而果皮的厚度影响反皮难易度。8 种温州蜜柑与其它柑橘品种开皮、反皮难易度有显著差异,且温州蜜柑果肉与果皮结合较松散,易分离,果皮厚薄适中,易反皮,加工特性较好;橙类果肉与果皮结合较紧密,不易开皮,果皮较厚,不易反皮,易造成果皮断裂,使成品形态不佳;杂柑果皮与果肉结合较松散,较易开皮,然而其果皮较厚,不易反皮;椪柑果皮与果肉结合较松散,然而其在加工过程中果皮较易破裂,不易开皮、反皮,这是因为柑橘的破裂过程受多种因素的影响,除了与柑橘的果皮厚度有关外,还与柑橘的果径、重量、含水率以及果皮组织等有关[30]。形态是陈皮最直观的外部特征,对消费者的选择有一定程度的影响,柑橘在加工陈皮的过程中,柑皮会发生颜色、形态的变化。不同的柑橘加工陈皮成品形态有显著差异,温州蜜柑的形态最佳。
表8 16 种柑橘的陈皮加工特性差异
Table 8 Processing characteristics of citrus peel of 16 citrus samples
(续表8)
注:同列不同小写字母表示组间差异性显著(P<0.05)。
如表9 所示,通过标准化处理加工品质评价得分和K-means 聚类分析得出不同品种柑橘陈皮加工适宜性。加工品质评价得分Y,-0.34~1.27 为适宜加工陈皮,Y 小于-0.34 为不适宜陈皮加工。温州蜜柑和椪柑为宽皮柑橘,栽培面积广,产量高,果皮厚度中等且易剥,较耐贮运,16 种柑橘中温州蜜柑加工特性较好,其次是椪柑;橙类较为难剥皮,然而其有较强的适应性和较高的产量,经济效益显著,3 种橙类及2 种杂柑虽不适宜加工成三瓣陈皮,但可以应用于香料、药品、化妆品、食品添加剂等。
表9 不同柑橘的陈皮加工品质综合评价得分K-means 聚类分析结果
Table 9 K-means cluster analysis of comprehensive quality evaluation scores of citrus peel from different citrus
本试验首先以湖南主要栽培的16 个不同柑橘品种为研究对象,对其陈皮加工适宜性进行分析评价。对柑橘果皮主要功能成分、抗氧化能力和挥发性香气成分等营养品质进行分析,利用主成分分析对这些营养品质进行综合评价。通过比较分析发现,不同品种柑橘果皮中主要功能成分、抗氧化能力和挥发性香气成分存在差异。通过主成分分析综合评价可以看出,评分越高,营养品质越好,加工适宜性越好,温州蜜柑和椪柑的综合评价得分较高。
本研究未考虑气候和产地对原料的影响,且所采用的柑橘种类和品种较少,在后续研究中,可以增加不同产地和品种的柑橘,并对陈皮基原材料连续3 年的加工品质相关指标进行测定,使评价结果更加准确。此外,国内外对陈皮的研究主要集中于1 个或几个常见品种,且侧重于分析多年陈皮的营养品质,对加工陈皮原料的研究尚少,对不同品种柑橘皮的陈皮加工适宜性研究尚缺。
本试验对湖南地区的16 个柑橘品种陈皮加工适宜性进行分析,对其果皮的主要功能成分、抗氧化能力、挥发性香气成分进行分析,利用主成分分析实现果皮品质综合评价,其中,8 种温州蜜柑、椪柑的果皮综合品质最高;柑橘果皮中营养品质在陈皮加工综合品质评价中占重要位置,其次是抗氧化能力和香气成分;从加工特性对陈皮加工品质进行分析,温州蜜柑的加工品质最好,其次是椪柑;采用主成分分析对柑橘果皮品质进行综合评价,可为柑橘优势品种的陈皮加工,以及为深度开发柑橘资源奠定基础。
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Suitability Analysis of 16 Citrus Varieties for Processing Pericarpium Citri Reticulatae in Hunan Province