Evaluation of Juice Processing Characteristics of Blueberry from Different Cultivars
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摘要: 本文以3大品系（南高丛、北高丛和兔眼）7个典型蓝莓品种（温莎、苏西蓝、蓝美1号、夏普蓝、甜心、泰坦和圆蓝）为研究对象，基于出汁率、色泽、理化性质、功能性成分含量及抗氧化能力等指标分析，并结合相关性、因子及聚类分析对各品种蓝莓的制汁适宜性进行了综合评价。结果表明，不同品种蓝莓的果汁加工特性存在显著差异（P<0.05），其中圆蓝品种的出汁率最高，为75.17%；L*、b*值最低，而a*值较高，果汁颜色呈现深紫红色，色泽佳；总酚（61.95 mg GAE/100 g）、花青素（8.56 mg/100 g）、VC（79.07 mg/100 g）含量及DPPH（5.73 μmol Trolox/g）、ABTS+（7.43 μmol Trolox/g）自由基清除能力均最高，抗氧化能力显著高于其他品种（P<0.05）。通过因子分析提取了4个主因子，累计贡献率达90.88%，根据综合评价模型计算结果显示，综合排序为圆蓝>泰坦>蓝美1号>温莎>夏普蓝>苏西蓝>甜心，圆蓝是7个品种中最适果汁加工的蓝莓品种，泰坦次之。该研究为蓝莓制汁品种的选择提供了理论依据。Abstract: This study evaluated the juice processing characteristics of seven typical blueberry fruit cultivars: Windsor, Susieblue, Lanmei 1, Sharpblue, Sweetheart, Titan, and Gardenblue from three major strains (Southern highbush, Northern highbush and rabbiteye). The juice yield, color, physicochemical properties, functional component contents and antioxidant capacities were analyzed. In addition, correlation, factor, and cluster analyses were used to evaluate comprehensively the suitability of each cultivar for juice processing. The results indicated significant differences in the juice processing characteristics of the blueberry cultivars (P<0.05). The highest juice yield of 75.17% was obtained from the Gardenblue cultivar. And the Gardenblue juice had the lowest levels of L* and b* with a higher a* value, showing a deep amaranth color. The total phenolic, anthocyanin, and VC contents in Gardenblue juice were highest at 61.95 mg GAE/100 g, 8.56 mg/100 g, and 79.07 mg/100 g, respectively. In addition, Gardenblue juice showed the highest DPPH (5.73 μmol Trolox/g) and ABTS+ (7.43 μmol Trolox/g) free radical scavenging abilities, exhibiting a significantly stronger antioxidant ability than the other six cultivars (P<0.05). Four principal factors were extracted by factor analysis, with a cumulative contribution rate of 90.88%. The order followed according to the comprehensive evaluation model: Gardenblue>Titan>Lanmei 1>Windsor>Sharpblue>Susieblue>Sweetheart. Among the seven blueberry cultivars, the most suitable for juice processing was Gardenblue, followed by Titan. This study provides a theoretical reference for selecting blueberry cultivars for juice processing.
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蓝莓（Vaccinium spp.），杜鹃花科越橘属多年生小浆果，富含花青素、黄酮醇、VC、酚酸等多种抗氧化物质，具有抗氧化、抗癌、提高免疫力、保护视力等功效，被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一，有“超级水果”之美誉[1−4]。近年来，我国蓝莓产业发展迅猛，2020年全国蓝莓种植面积达6.64万公顷，产量32.74万吨[4]，然而蓝莓主要集中在夏季成熟，果皮薄且水分含量高，易受机械损伤及微生物侵蚀，极易腐烂，不耐贮运，货架期短，蓝莓加工产品成为了其产业链延伸的有效手段。
蓝莓果汁保留了新鲜蓝莓果实的大部分营养成分且口感丰富，成为了最受消费者欢迎的蓝莓产品之一[4]。然而，目前蓝莓果汁加工相关研究主要集中在不同加工手段（如超高压、声热处理等）对果汁中抗氧化因子影响[5−7]及提高出汁率、稳定性[8−9]、酶促褐变控制[10]等领域，有关不同品种蓝莓的制汁适应性评价研究较少。汪平[11]对安徽主栽蓝莓品种——蓝美1号、顶峰、灿烂和巴尔德温的制汁特性及贮藏稳定性进行了研究，发现不同品种间品质差异明显，其中蓝美1号果汁的活性成分最高且稳定性较好，但出汁率较低。谢国芳等[12]在贵州主栽的蓝雨、顶峰、圆蓝、梯芙蓝、灿烂、奥尼尔、粉蓝和杰兔等8个中晚熟蓝莓品种制汁特性研究中发现，梯芙蓝、杰兔和灿烂较适合于果汁加工。然而，不同品种蓝莓果实的理化特性及营养成分存在极大的差异，直接影响果汁的品质优劣，且目前蓝莓产业存在鲜食品种过剩、加工品种不足等问题，开展不同蓝莓品种制汁适宜性评价研究至关重要。
本研究以3大品系（南高丛、北高丛和兔眼）7个典型蓝莓品种（温莎、苏西蓝、蓝美1号、夏普蓝、甜心、泰坦和圆蓝）为研究对象，基于出汁率、可溶性固形物（Total soluble solids，TSS）/可滴定酸（Titrable acidity，TA）、色泽、功能性成分含量及抗氧化能力等指标系统分析了各品种蓝莓的制汁适应性，并利用相关性、因子和聚类分析对其制汁适宜性进行综合评价，筛选制汁优势品种，为高品质蓝莓果汁加工提供理论依据。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
供试的7个不同品种（南高丛：温莎、苏西蓝、蓝美1号、夏普蓝，北高丛：甜心，兔眼：泰坦、圆蓝）成熟蓝莓 2023年5~6月采自宁波市农业科学研究院横溪基地（宁波市鄞州区横溪镇大岙村），采摘后立即运回实验室，速冻后−18 ℃冷冻保存备用；可溶性果胶含量试剂盒、DPPH自由基清除能力试剂盒、ABTS+自由基清除能力试剂盒 苏州格锐思生物科技有限公司；抗坏血酸（VC）、没食子酸标准品 上海麦克林生化科技有限公司；福林酚试剂 索莱宝生物科技有限公司；2,6-二氯酚靛酚、草酸、碳酸氢钠、甲醇、乙醇、氯化钾、冰乙酸、醋酸钠、碳酸钠、盐酸、浓硫酸等试剂均为分析纯 国药集团化学试剂有限公司。
Ci6X便携式色差仪 爱色丽（上海）色彩科技有限公司；FE-28型pH计 梅特勒-托利多（上海）仪器公司；PAL-BX/ACID F5型数显糖酸度计 ATAGO（爱拓）中国分公司；ReadMax1900型光吸收型全波长酶标仪 上海闪谱生物科技有限公司；MJ-JS2018A榨汁机（原汁机） 广东美的生活电器制造有限公司；MS105DU型电子分析天平 Mettler Toledo仪器有限公司；5415D型离心机 德国Eppendorf公司；SB-5200DT型超声波仪 宁波新芝生物科技股份有限公司；DK-S24电热恒温水浴锅 上海精宏实验设备有限公司；DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱 上海恒一科技有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 蓝莓果汁的制备
不同品种冷冻蓝莓室温静水解冻后，分别用慢速螺杆挤压原汁机中以真空榨汁模式（转速50 r/min，真空度60 kPa）进行榨汁处理5 min，随后立即分装，置于−80 ℃冻藏备用。
1.2.2 出汁率的测定
分别对榨汁前蓝莓果实质量（M1，g）及榨汁后果汁质量（M2，g）进行称重，并以蓝莓果汁占蓝莓果实总重百分比（%）计算各品种蓝莓的出汁率。
1.2.3 可溶性果胶含量的测定
可溶性果胶含量采用咔唑比色法测定，具体操作按试剂盒说明进行，结果以每g果汁中所含的mg半乳糖醛酸当量表示（mg Gal/g）。
1.2.4 色泽的测定
取5 mL样品于比色皿中，随后采用色差仪对各品种蓝莓果汁的L*、a*和b*值进行测定，其中L*代表亮度值（黑白值），a*代表红绿值，而b*则代表黄蓝值。
1.2.5 TSS和TA的测定
数显糖酸度计用水调零后，分别吸取少量果汁样品及50倍稀释果汁样品于测定池先后测定TSS和TA含量，并计算固酸比（TSS/TA）。
1.2.6 pH的测定
pH参照GB/T 5009.237-2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》方法进行测定。
1.2.7 功能性成分测定
1.2.7.1 总酚含量的测定
蓝莓果汁中的总酚含量采用福林酚法进行测定[13−15]。称取1.0 g蓝莓果汁与4 mL 60%乙醇充分混匀，静提10 min，10000 r/min离心10 min，取上清液进行总酚含量测定。0.1 mL上清液中加入0.3 mL 0.5 mol/L的福林酚试剂，充分混匀后加入0.5 mol/L碳酸钠溶液1.2 mL，混匀，室温避光反应1 h，吸取200 μL于96孔酶标板，于酶标仪测定765 nm处吸光值。以没食子酸标准品制作标准曲线，结果以每100 g蓝莓果汁含有的mg没食子酸当量（mg GAE/100 g）表示。
1.2.7.2 花青素含量的测定
花青素含量参考文献[13]，采用pH示差法进行测定，略作修改。取1.0 g样品于离心管内，加入14 mL甲醇乙酸水溶液（V甲醇:V水:V乙酸=85:15:0.5），静置提取20 min后过滤。各取滤液1 mL，分别加入4 mL氯化钾缓冲液（0.05 mol/L，pH1.0）和4 mL醋酸钠缓冲液（0.4 mol/L，pH4.5），摇匀室温避光放置2 h后，分别测定520和700 nm处吸光值。花青素含量以每100 g蓝莓果汁含有的mg矢车菊素-3-O-葡萄糖苷当量（mg/100 g）表示，计算公式如下：
花青素含量(mg/100g)=A×Mw×DF×Vε×m×1×100 式中：A=（A520−A700）pH1.0−（A520−A700）pH4.5；Mw为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的分子量，449.2 g/mol；DF为稀释倍数；V为提取液总体积，mL；ε为矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔消光系数，26900 L/（mol·cm）；m为取样量，g；1为光径，cm。
1.2.7.3 VC含量的测定
采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定蓝莓果汁中的VC含量[16]。取15.0 g果汁样品于100 mL容量瓶，加入20 g/L草酸溶液定容至刻度，提取10 min后加入5 g活性炭进行脱色，滤纸过滤收集滤液备用。各取滤液10 mL，用已标定的2,6-二氯酚靛酚溶液（10 mg/L）滴定至出现微红色且15 s不褪色为止，记录2,6-二氯酚靛酚溶液所用体积。同时，以10 mL 20 g/L草酸溶液为空白进行滴定。VC含量以mg/100 g表示，计算公式如下：
VC含量(mg/100g)=V×(V1−V0)×ρVS×m×100 式中：V为样品提取总体积，mL；V1为样品滴定消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液体积，mL；V0为空白滴定消耗的2,6-二氯酚靛酚溶液体积，mL；ρ为1 mL2,6-二氯酚靛酚溶液相当于VC的质量，mg/mL；VS为滴定时所取样品溶液体积，mL；m为样品质量，g。
1.2.8 抗氧化活性指标测定
各品种蓝莓果汁的抗氧化活性指标，DPPH及ABTS+自由基清除能力分别按照试剂盒说明进行测定，结果均以每g果汁的Trolox等量抗氧化能力（μmol Trolox/g）表示。
1.3 数据处理
每个实验做3次平行，各组数据以平均值±标准差（mean±SD）表示。应用SPSS 18.0软件（美国SPSS公司）以one-way ANOVA法及Duncan检验对实验数据进行组间比较和差异显著性分析，同时开展因子分析。使用Origin 2021进行相关性及聚类热图绘制。以P<0.05为存在显著性差异。
2. 结果与分析
2.1 不同品种蓝莓制汁特性
出汁率是衡量水果制汁适宜性的重要指标，直接影响果汁生产成本。由表1可知，夏普蓝、甜心的出汁率最低，分别为45.32%和44.96%；温莎、苏西蓝和泰坦的出汁率在54%左右，3个品种间无显著差异（P>0.05）；蓝美1号和圆蓝的出汁率相对较高，其中圆蓝的出汁率最高，显著高于其他品种（P<0.05），为75.17%。
表 1 不同品种蓝莓的出汁率及可溶性果胶含量Table 1. Juice yield and soluble pectin content of different blueberry cultivars蓝莓富含果胶等黏性物质，在果汁加工中其含量直接影响出汁率[17]。各不同品种蓝莓的可溶性果胶含量如表1所示，与出汁率相反，夏普蓝、甜心的可溶性果胶含量相对较高，温莎、苏西蓝和泰坦的可溶性果胶含量次之，而圆蓝的可溶性果胶含量最低，仅为0.66 mg Gal/g，显著低于其他品种（P<0.05），这可能是其出汁率较高的原因。
2.2 不同品种蓝莓果汁色泽分析
色泽是评价果汁感官的重要指标，直接关系着消费者的选择[18]。如表2所示，各品种蓝莓果汁的L*、a*、b*值均存在较大差异，夏普蓝和甜心果汁的L*值最大，表明颜色较浅，而泰坦和圆蓝果汁的L*值最小，表明颜色较深；夏普蓝果汁的a*、b*值均最大，色泽总体偏黄；泰坦、圆蓝及蓝美1号果汁的a*值仅次于夏普蓝，色泽偏红，其中圆蓝果汁的b*值最小，黄度最低，果汁颜色呈现深紫红色（图1），色泽佳。刘艺等[19]研究发现，蓝莓果汁的L*值越低、a*值越高，其中的花青素含量越高，因此圆蓝果汁的L*值最低、a*值较高可能与其中高含量的花青素相关，此推论在后续花青素含量结果中得到证实。
表 2 不同品种蓝莓果汁的色泽Table 2. Color of blueberry juice from different cultivars蓝莓品种 L* a* b* 温莎 17.97±0.32b 8.22±0.56c 3.02±0.27b 苏西蓝 20.59±0.44c 5.95±0.18b 3.78±0.22c 蓝美1号 18.22±0.10b 8.80±0.14cd 3.98±0.03c 夏普蓝 25.31±1.16d 11.57±0.33f 15.52±0.17d 甜心 24.63±0.41d 2.99±0.05a 2.85±0.01b 泰坦 12.83±0.96a 9.84±0.74e 3.91±0.26c 圆蓝 12.89±0.09a 9.26±0.42de 1.78±0.15a 2.3 不同品种蓝莓果汁理化性质分析
TSS和TA是评价果汁品质的关键指标，直接影响果汁的口感，进而影响消费者的接受程度，其中果汁甜度与TSS浓度密切相关，而酸度则主要受TA影响[20−23]。如表3所示，不同品种蓝莓果汁间的TSS、TA值存在明显差异。圆蓝果汁的TSS含量最高，为13.37°Brix，显著高于其他品种（P<0.05），表明其甜度相对较高。苏西蓝果汁的TA含量最高，除其以外其他品种蓝莓果汁的TA含量均小于0.8%，其中温莎果汁的TA值最低，仅0.36%。
表 3 不同品种蓝莓果汁的理化性质（TSS、TA、TSS/TA和pH）Table 3. Physical and chemical properties (TSS, TA, TSS/TA and pH) of blueberry juice from different cultivars蓝莓品种 TSS（°Brix） TA（%） TSS/TA pH 温莎 9.13±0.15c 0.36±0.01a 25.38±0.54f 3.14±0.02e 苏西蓝 8.27±0.06a 1.52±0.02g 5.43±0.06a 2.75±0.02a 蓝美1号 8.73±0.21b 0.76±0.01e 11.54±0.34b 3.26±0.02g 夏普蓝 8.40±0.10a 0.70±0.01d 12.00±0.27b 2.93±0.02c 甜心 10.40±0.10e 0.79±0.01f 13.17±0.29c 2.85±0.01b 泰坦 10.13±0.06d 0.66±0.01c 15.28±0.19d 3.05±0.07d 圆蓝 13.37±0.12f 0.62±0.02b 21.57±0.55e 3.20±0.02f 除了TSS、TA含量外，其两者之间的平衡在很大程度上决定着口感，因此常用TSS/TA值来评价果实及其制品的风味品质[22,24−25]。由表3可知，7种蓝莓果汁的TSS/TA值在5.43~25.38之间，苏西蓝果汁的TSS/TA值最低，口感偏酸，而圆蓝、温莎果汁的TSS/TA值相对较高，分别为21.57和25.38，口感较甜，其中圆蓝果汁中TSS和TA含量均较高，口感相对饱满、浓郁。
不同品种蓝莓果汁的pH如表3所示，果汁的pH在2.75~3.26之间，各品种间差异显著（P<0.05），其中苏西蓝果汁最低，蓝美1号最高。
2.4 不同品种蓝莓果汁功能性成分分析
2.4.1 总酚含量
酚类化合物对果汁的潜在保健功能及色泽、味道等均起着重要作用[5]。大量研究表明，蓝莓较强的抗氧化能力与其多酚类含量高度相关[2,5,11,26]。不同品种蓝莓果汁总酚含量如图2所示，7种蓝莓果汁的总酚含量在29.86~61.95 mg GAE/100 g之间，此结果低于汪平[11]测定的蓝莓果汁总酚含量（109.45~163.70 mg GAE/100 g），这可能与蓝莓的品种、生长环境有关。图2结果显示，泰坦、圆蓝果汁中总酚含量最高，分别达到了60.92和61.95 mg GAE/100 g，蓝美1号果汁总酚含量次之（52.05 mg GAE/100 g），而温莎和苏西蓝果汁中总酚含量最低，仅29.58和29.68 mg GAE/100 g，表明泰坦和圆蓝是具高营养成分的加工品种。
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2.4.2 花青素含量
花青素是蓝莓中最重要的活性物质，具有抗氧化、抗癌、抗衰老、提高免疫力、保护视力等功能[4]。如图3所示，不同品种蓝莓果汁的花青素含量在0.98~8.56 mg/100 g之间，品种间差异较大，这与汪平[11]在4种不同蓝莓果汁酚类成分分析中的结果一致。由图可知，兔眼品系蓝莓果汁中的花青素含量显著高于其他品系蓝莓（P<0.05），其中圆蓝果汁中的含量最高，达到了8.56 mg/100 g，分别为温莎（0.98 mg/100 g）、苏西蓝（1.40 mg/100 g）、蓝美1号（1.61 mg/100 g）、夏普蓝（1.35 mg/100 g）和甜心（3.00 mg/100 g）果汁的8.76、6.12、5.31、6.35和2.86倍，这可能是由于不同蓝莓品种之间遗传基因不同，造成蓝莓果皮厚度、果实比表面积不同，进而导致其果实以及果汁中花色苷含量各异[27]，这与成柯等[28]和Lohachoompol等[29]的研究结果相一致。结合果汁花青素含量及色泽（表2）结果，证实了圆蓝果汁中高含量花青素是其L*值最低、a*值较高的主要原因。
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图 3 不同品种蓝莓果汁的花青素含量Figure 3. Anthocyanin contents in blueberry juice from different cultivars2.4.3 VC含量
VC亦是蓝莓中重要的功能性成分之一，是评价蓝莓果汁营养价值高低的重要指标。不同品种蓝莓果汁的VC含量如图4所示，7种蓝莓果汁的VC含量为35.91~79.07 mg/100 g，其中圆蓝果汁中的VC含量最为丰富，蓝美1号和泰坦果汁次之，而甜心果汁最低，为35.91 mg/100 g，这与品种的遗传基因密不可分，结合相关性分析结果（图7）推测，这可能与出汁率有关，较高的出汁率有利于果实中VC的溶出。Zhu等[30]研究发现蓝莓果汁VC含量为23.37 mg/100 mL，Hou等[31]所得的蓝莓果汁含量则为2.02 mg/100 mL，均低于本研究结果，这可能与品种不同有关，亦和蓝莓的生长环境、制汁工艺及VC测定方法有关。
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图 7 7种蓝莓果汁各品质指标之间的相关性热图Figure 7. Correlation heat map of quality indexes of blueberry juice from seven different cultivars综合总酚、花青素及VC含量来看，3种活性物质在圆蓝果汁中均为最高，表明圆蓝是7个品种中最具高营养成分的加工品种。
2.5 不同品种蓝莓果汁抗氧化能力分析
蓝莓相较于其他水果及浆果具较高的抗氧化活性，被称为“抗氧化水果之王”[4,32]。因此，为深入探究不同品种蓝莓果汁的抗氧化特性，筛选最适制汁蓝莓品种，试验中对各品种果汁的DPPH自由基及ABTS+自由基清除能力进行了测定。
2.5.1 DPPH自由基清除能力
如图5所示，各品种蓝莓果汁的DPPH自由基清除能力间存在显著差异（P<0.05），圆蓝果汁的DPPH自由基清除能力显著高于其他6个品种（P<0.05），DPPH的等量抗氧化值达到5.73 μmol Trolox/g，泰坦果汁次之，温莎和苏西蓝果汁最低，仅为圆蓝果汁的46.10%和44.07%。有文献显示，蓝美1号果汁的DPPH等量抗氧化值为4.74 μmol Trolox/mL[11]，高于本研究所得蓝美1号果汁的抗氧化值（3.86 μmol Trolox/g），这可能与蓝莓产地及果汁的加工工艺密切相关。
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图 5 不同品种蓝莓果汁的DPPH自由基清除能力Figure 5. DPPH radical scavenging abilities of blueberry juice from different cultivars2.5.2 ABTS+自由基清除能力
不同品种蓝莓果汁的ABTS+自由基清除能力如图6所示。与DPPH自由基清除能力结果相似，圆蓝果汁的ABTS+自由基清除能力亦最高，ABTS的等量抗氧化值为7.43 μmol Trolox/g，显著高于其他品种（P<0.05），达到了苏西蓝果汁的1.62倍，其中泰坦果汁的ABTS+自由基清除能力（6.92 μmol Trolox/g）仅次于圆蓝，蓝美1号则位列第三，ABTS等量抗氧化值为6.48 μmol Trolox/g，稍低于汪平[11]所得蓝美1号果汁的抗氧化值（8.65 μmol Trolox/mL）。
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图 6 不同品种蓝莓果汁的ABTS+自由基清除能力Figure 6. ABTS+ radical scavenging abilities of blueberry juice from different cultivars研究显示，果汁的抗氧化能力强弱与多酚类、花青素以及VC等抗氧化物质含量密切相关，含量越高，抗氧化能力越强[5,11]，该结论在本研究中亦得到了证实。综合DPPH自由基及ABTS+自由基清除能力结果显示，圆蓝果汁的抗氧化能力最强，泰坦果汁次之，这与其较高含量的总酚、花青素及VC密不可分。
2.6 不同品种蓝莓制汁特性综合评价
2.6.1 相关性分析
各品种蓝莓果汁14个指标的相关性分析结果如图7所示，图中从红色到蓝色分别代表从高到底的相关系数，反映不同指标间的差异。结果显示，各指标间存在不同程度的相关性，其中出汁率与可溶性果胶含量呈极显著负相关（P<0.01），与VC、总酚、花青素含量等呈极显著正相关（P<0.01）；L*与花青素含量呈极显著负相关（P<0.01），而DPPH、ABTS+自由基清除能力则与总酚、花青素、VC含量均呈极显著正相关（P<0.01）。然而，相关性分析结果显示，各指标间存在信息重叠，同时各指标对蓝莓制汁特性的影响相同，因此为准确评价各品种蓝莓的制汁适宜性，需对指标进行降维简化，并进行综合评价。
2.6.2 因子分析
因子分析通过降维将大量复杂且彼此相关指标转化为少数几个因子，可综合反映品质特征，在苹果制汁适宜性[33]、水蜜桃贮藏品质[34]、加工型苹果品质性状[35]等综合评价中得到了广泛应用。本研究利用SPSS对各品种蓝莓果汁品质指标进行因子分析，进一步旋转处理后，根据特征值λ>1原则筛选主因子个数，如表4所示，前4个主因子累计贡献率达90.877%，表明该4个主因子包含了全部测定指标所具有的主要信息[36]，可以较好替代上述14个指标来评价与判断蓝莓的制汁适宜性。
表 4 主因子的特征值和贡献率Table 4. Characteristic value and contribution rate of principal factors因子 特征值 方差贡献率（%） 累计贡献率（%） 1 5.779 41.281 41.281 2 2.667 19.050 60.331 3 2.150 15.359 75.690 4 2.126 15.187 90.877 由表4、表5可知，第一主因子方差贡献率为41.281%，与出汁率、TSS、总酚含量、花青素含量、VC含量、DPPH自由基及ABTS+自由基清除能力呈明显正相关，与L*值呈高度负相关，载荷值绝对值均大于0.66，表明出汁率、TSS、L*值、营养品质及抗氧化能力在蓝莓制汁适宜性综合评价中占最重要作用，反映果汁的制汁特性、口感、色泽及营养功能；第二主因子中起主要作用的是果胶含量和pH；第三主因子中起主要作用的是a*和b*，反映果汁的色泽；而第四主因子大小则主要由TA和TSS/TA决定，反映果汁的口感。以上4个主因子基本涵盖了原有果汁品质指标包含的全部信息，可用作评价蓝莓制汁适宜性的综合指标。
表 5 蓝莓果汁品质指标主因子载荷及得分系数矩阵Table 5. Principal factor load and score coefficient matrix of quality indexes of blueberry juice指标 第一主因子 第二主因子 第三主因子 第四主因子 载荷 得分系数 载荷 得分系数 载荷 得分系数 载荷 得分系数 出汁率 0.669 0.061 0.630 0.201 −0.015 −0.031 0.151 −0.025 果胶含量 −0.287 0.067 −0.808 −0.350 −0.467 −0.217 −0.047 0.054 L* −0.665 −0.051 −0.623 −0.197 −0.006 0.023 −0.207 −0.009 a* 0.225 −0.031 0.220 0.074 0.916 0.423 0.199 0.035 b* −0.323 −0.032 −0.397 −0.137 0.758 0.375 −0.107 −0.044 TSS 0.785 0.147 0.135 −0.061 −0.338 −0.200 0.334 0.092 TA −0.216 0.068 0.173 0.132 −0.213 −0.049 −0.930 −0.517 TSS/TA 0.182 −0.137 0.261 0.082 −0.064 −0.081 0.943 0.536 pH −0.071 −0.135 0.836 0.415 −0.182 −0.079 −0.037 −0.017 总酚含量 0.957 0.232 0.094 −0.100 0.145 0.040 0.040 −0.135 花青素含量 0.891 0.202 0.165 −0.057 −0.100 −0.077 0.091 −0.083 VC含量 0.795 0.108 0.398 0.069 0.191 0.058 0.251 0.010 DPPH自由基清除能力 0.966 0.248 −0.074 −0.185 0.009 −0.031 0.142 −0.065 ABTS+自由基清除能力 0.822 0.157 0.095 −0.080 0.504 0.207 0.219 −0.024 2.6.3 综合评价
进一步对数据进行归一化处理，并根据各因子得分系数（表5）计算7个品种蓝莓果汁各自的主因子得分。如表6所示，不同品种蓝莓果汁的综合得分排序为：圆蓝>泰坦>蓝美1号>温莎>夏普蓝>苏西蓝>甜心，7个蓝莓品种中圆蓝的出汁率、功能性成分及抗氧化能力最高，制汁适宜性最好，综合排名最高，泰坦次之。
表 6 不同品种蓝莓果汁主因子得分及综合排名Table 6. Principal factor score and comprehensive ranking of blueberry juice from different cultivars品种 第一主因子 第二主因子 第三主因子 第四主因子 综合得分/排名 温莎 −1.261 0.864 −0.211 1.758 −0.134/4 苏西蓝 −0.929 1.129 −0.545 −1.781 −0.575/6 蓝美1号 0.351 −0.308 0.626 −0.350 0.142/3 夏普蓝 −0.658 −0.921 1.721 −0.060 −0.211/5 甜心 −0.121 −1.674 −1.668 0.072 −0.675/7 泰坦 0.999 0.003 0.312 −0.129 0.486/2 圆蓝 1.618 0.908 −0.236 0.490 0.967/1 2.7 不同品种蓝莓综合制汁品质的聚类分析
为了直观显示7个品种蓝莓制汁特性差异，采用层次聚类分析（Hierarchical cluster analysis，HCA）对14个指标进行分析。如图8所示，通过聚类分析将7个不同品种蓝莓划分成了3类，第一类有圆蓝，主要特征为出汁率、TSS、总酚、花青素和VC含量极高，可溶性果胶含量、L*及b*值极低，a*值居中，且抗氧化能力极高，制汁适宜性较高；第二类包括泰坦、蓝美1号、温莎和夏普蓝，主要特征为出汁率、可溶性果胶、VC含量居中，L*、a*和b*值以及ABTS+自由基清除能力较高；第三类有苏西蓝和甜心，出汁率较低，可溶性果胶含量较高，L*值、TA含量极高，pH、a*值、VC和总酚含量以及ABTS+自由基清除能力极低，不适合果汁加工。此分类结果和因子分析得出的结果基本一致，综合评分相近的品种聚为一类。
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图 8 7个不同品种蓝莓制汁品质综合评价聚类热图Figure 8. Clustering heat map for comprehensive evaluation of juice processing quality of seven different blueberry cultivars3. 结论
本研究在测定7个不同品种蓝莓出汁率的基础上，对所制得果汁的理化特性、色泽、功能性成分、抗氧化能力等品质指标进行了比较分析，结果表明不同品种蓝莓的出汁率以及所得果汁的TSS、TA、固酸比、色泽、总酚含量、花青素含量、VC含量和DPPH自由基、ABTS+自由基清除能力等品质指标之间存在显著差异，这些差异决定了不同品种蓝莓的果汁加工适应性。7种蓝莓的出汁率为44.96%~75.17%，可溶性果胶含量为0.66~1.83 mg Gal/g，其中圆蓝的出汁率最高，可溶性果胶含量最低。7种蓝莓果汁的L*值在12.83~25.31之间，圆蓝、泰坦亮度值显著低于其他品种（P<0.05）；a*值在2.99~11.57之间，夏普蓝的红度值最高，圆蓝和泰坦次之；圆蓝的b*值最小，黄度最低，果汁颜色呈现深紫红色，色泽佳。圆蓝果汁具有较高的TSS、TA含量，固酸比为21.57，口感较甜，风味相对饱满、浓郁；总酚、花青素和VC含量均最高，分别为61.95 mg GAE/100 g、8.56 mg/100 g和79.07 mg/100 g，营养价值丰富，并且有着较高的DPPH、ATBS+自由基清除能力，抗氧化能力强。因子分析结果显示，圆蓝作为果汁加工原料综合得分最高，是7种蓝莓中最适合果汁加工的蓝莓品种，泰坦次之。聚类分析将7个品种蓝莓分成了3类，第一类为圆蓝，第二类为泰坦、蓝美1号、温莎和夏普蓝，第三类为苏西蓝和甜心，分类结果与因子分析结果基本一致。本研究系统评价了7种蓝莓的制汁适应性，为蓝莓果汁加工原料的选择提供了理论依据，但蓝莓果汁品质、营养、风味、体系等稳态化技术有待进一步研究。
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图 3 不同品种蓝莓果汁的花青素含量
Figure 3. Anthocyanin contents in blueberry juice from different cultivars
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图 7 7种蓝莓果汁各品质指标之间的相关性热图
Figure 7. Correlation heat map of quality indexes of blueberry juice from seven different cultivars
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图 5 不同品种蓝莓果汁的DPPH自由基清除能力
Figure 5. DPPH radical scavenging abilities of blueberry juice from different cultivars
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图 6 不同品种蓝莓果汁的ABTS+自由基清除能力
Figure 6. ABTS+ radical scavenging abilities of blueberry juice from different cultivars
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图 8 7个不同品种蓝莓制汁品质综合评价聚类热图
Figure 8. Clustering heat map for comprehensive evaluation of juice processing quality of seven different blueberry cultivars
表 1 不同品种蓝莓的出汁率及可溶性果胶含量
Table 1 Juice yield and soluble pectin content of different blueberry cultivars
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表 2 不同品种蓝莓果汁的色泽
Table 2 Color of blueberry juice from different cultivars
蓝莓品种 L* a* b* 温莎 17.97±0.32b 8.22±0.56c 3.02±0.27b 苏西蓝 20.59±0.44c 5.95±0.18b 3.78±0.22c 蓝美1号 18.22±0.10b 8.80±0.14cd 3.98±0.03c 夏普蓝 25.31±1.16d 11.57±0.33f 15.52±0.17d 甜心 24.63±0.41d 2.99±0.05a 2.85±0.01b 泰坦 12.83±0.96a 9.84±0.74e 3.91±0.26c 圆蓝 12.89±0.09a 9.26±0.42de 1.78±0.15a
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表 3 不同品种蓝莓果汁的理化性质（TSS、TA、TSS/TA和pH）
Table 3 Physical and chemical properties (TSS, TA, TSS/TA and pH) of blueberry juice from different cultivars
蓝莓品种 TSS（°Brix） TA（%） TSS/TA pH 温莎 9.13±0.15c 0.36±0.01a 25.38±0.54f 3.14±0.02e 苏西蓝 8.27±0.06a 1.52±0.02g 5.43±0.06a 2.75±0.02a 蓝美1号 8.73±0.21b 0.76±0.01e 11.54±0.34b 3.26±0.02g 夏普蓝 8.40±0.10a 0.70±0.01d 12.00±0.27b 2.93±0.02c 甜心 10.40±0.10e 0.79±0.01f 13.17±0.29c 2.85±0.01b 泰坦 10.13±0.06d 0.66±0.01c 15.28±0.19d 3.05±0.07d 圆蓝 13.37±0.12f 0.62±0.02b 21.57±0.55e 3.20±0.02f
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表 4 主因子的特征值和贡献率
Table 4 Characteristic value and contribution rate of principal factors
因子 特征值 方差贡献率（%） 累计贡献率（%） 1 5.779 41.281 41.281 2 2.667 19.050 60.331 3 2.150 15.359 75.690 4 2.126 15.187 90.877
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表 5 蓝莓果汁品质指标主因子载荷及得分系数矩阵
Table 5 Principal factor load and score coefficient matrix of quality indexes of blueberry juice
指标 第一主因子 第二主因子 第三主因子 第四主因子 载荷 得分系数 载荷 得分系数 载荷 得分系数 载荷 得分系数 出汁率 0.669 0.061 0.630 0.201 −0.015 −0.031 0.151 −0.025 果胶含量 −0.287 0.067 −0.808 −0.350 −0.467 −0.217 −0.047 0.054 L* −0.665 −0.051 −0.623 −0.197 −0.006 0.023 −0.207 −0.009 a* 0.225 −0.031 0.220 0.074 0.916 0.423 0.199 0.035 b* −0.323 −0.032 −0.397 −0.137 0.758 0.375 −0.107 −0.044 TSS 0.785 0.147 0.135 −0.061 −0.338 −0.200 0.334 0.092 TA −0.216 0.068 0.173 0.132 −0.213 −0.049 −0.930 −0.517 TSS/TA 0.182 −0.137 0.261 0.082 −0.064 −0.081 0.943 0.536 pH −0.071 −0.135 0.836 0.415 −0.182 −0.079 −0.037 −0.017 总酚含量 0.957 0.232 0.094 −0.100 0.145 0.040 0.040 −0.135 花青素含量 0.891 0.202 0.165 −0.057 −0.100 −0.077 0.091 −0.083 VC含量 0.795 0.108 0.398 0.069 0.191 0.058 0.251 0.010 DPPH自由基清除能力 0.966 0.248 −0.074 −0.185 0.009 −0.031 0.142 −0.065 ABTS+自由基清除能力 0.822 0.157 0.095 −0.080 0.504 0.207 0.219 −0.024
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表 6 不同品种蓝莓果汁主因子得分及综合排名
Table 6 Principal factor score and comprehensive ranking of blueberry juice from different cultivars
品种 第一主因子 第二主因子 第三主因子 第四主因子 综合得分/排名 温莎 −1.261 0.864 −0.211 1.758 −0.134/4 苏西蓝 −0.929 1.129 −0.545 −1.781 −0.575/6 蓝美1号 0.351 −0.308 0.626 −0.350 0.142/3 夏普蓝 −0.658 −0.921 1.721 −0.060 −0.211/5 甜心 −0.121 −1.674 −1.668 0.072 −0.675/7 泰坦 0.999 0.003 0.312 −0.129 0.486/2 圆蓝 1.618 0.908 −0.236 0.490 0.967/1
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