柑橘是世界第一大类水果，鲜果色香味美，酸甜可口，营养丰富而受消费者喜爱。同时，柑橘也是我国南方栽培面积最广、经济地位最重要的果树[1]。目前，柑橘品种主要为宽皮柑橘类、甜橙类、柚类、柠檬类、金柑类、杂柑类等，其中，杂柑类为宽皮柑橘类(或杂种)与橙、柚(或杂种)的杂交后代，因综合双亲的优点，具果形美、品质优、耐贮存等特点，兼橙、橘、柚等风味，被作为21世纪的柑橘主推品种[2-5]。浙江省为我国柑橘九大主产区之一，地处东南沿海，传统的主栽品种为宽皮柑橘类，成熟期基本集中在10—12月，存在品种结构不合理、上市时间集中、鲜果供货期短等问题。因此，为适合消费市场的需求，近几年各产区通过引种一些新兴杂柑类进行结构调整，橘橙类杂柑红美人作为代表性品种之一，其果面为橙红色，果肉极化渣，高糖优质，甜橙香气，11 月下旬成熟，配合设施条件可延长挂果至翌年，同时，经营模式结合优质优价，该品种在当地已取得较好的经济效益[6]。
柑橘果实品质是外观品质、风味品质、营养品质及加工品质等多种因素的复合体，包括果实形状、大小、色泽及可溶性固形物（TSS）、有机酸含量等要素[7]。果实品质是决定市场竞争力的重要因素，品种特性对果实品质起决定性作用[8]，生产上通常采用TSS含量作为判定果实成熟度和内在品质的一项重要指标[9]。同时，风味也是柑橘品质的重要组成部分，糖酸含量和固酸比是影响柑橘风味的重要指标[10]。尽管红美人杂柑具有诸多优点，但仍有一些不清楚的品种特性，如田间品质监测中经常发现同一果实不同部位及不同果实榨汁速测TSS含量时较当地宽皮柑橘类存在更明显的个体差异性和不均匀性，因此，有必要对该品种的品质特征及监测取样方法开展探究。前人对不同柑橘品种果实糖酸等品质的研究较多[6,11-18]，主要以全果实为研究对象，也有对同一品种树体不同位置的果实[19-20]或果实中果皮、果肉不同部位的研究[21]，但仅发现少量几篇关于水果果肉不同部位的品质研究，如猕猴桃[22]、梨[23]及传统柑橘品种[9,21,24]。另外，已见关于红美人果园土壤、叶片矿质养分及其与果实品质相关性的报道[6]，但对红美人杂柑果肉不同部位的品质、矿质元素含量积累及其相关性的研究鲜见报道。因此，为明确该品种的品质特性，笔者拟通过采集浙江省不同果园的成熟适收期红美人果实，选择对同一果园不同时间及浙江省内不同区域果园进行取样，并将每批样品果肉分成果蒂部、果中部及果顶部3 个部位并分别进行糖酸品质和矿质成分分析，探明果肉不同部位的品质、矿质分布规律及其相关性，论证品质评价的取样方法，为杂柑类果实的提质栽培管理提供一定的参考依据。
1 材料和方法
1.1 材料及仪器
1.1.1 试材 供试品种为红美人杂柑，选择浙江省柑橘产区46 个代表性的红美人果园，采样时间为2020年11月15日—2020年12月27日，按成熟适收期分3个不同时间（t1,11月15日；t2,12月5日；t3,12月25 日）和不同区域分别取样，每个批次选取长势相近的试验树6 株，每株树冠外围不同方向随机选取大小基本一致、无病虫害的果实6 个，共36 个果，3次重复。果实采后立即运回实验室，清水冲洗后用纱布吸干表面水分备用。
1.1.2 样品制备 对同一批果实样品先分别进行单果质量、纵径和横径指标检测，再从果柄部剥开果皮，为尽可能保证分割过程果汁不损失，先用手小心将果肉沿纵向对分二半，放入容器盘，再用锋利刀片以每果果肉的纵径高度进行3 等分分割，以距果柄处1/3 为果蒂部，距果脐1/3 为果顶部，余下部分为果中部，割后各部位果肉立即放入对应的样品接收盘，再分别将同一批样品各部位的混合样经双层纱布榨汁过滤，获得果蒂部、果中部和果顶部的3份滤液，分别作为初始原液。再将每份原液进行3等分，各取其中1份进行混合制成全果汁试样，另外2份分别用作品质及矿质成分的待测液试样。
1.1.3 试剂与仪器 主要仪器：携带式折光仪（ATAGO CO，LTD，PAL-1）；原子吸收分光光度计（PerKinEimer,900T）；紫外可见分光光度计（岛津，UV-2600）；电子天平（METTLER TOLEDO，AL204，0.1 mg）；纯水仪（MILLIPORE，Milli-Q 8）；电子数显游标卡尺（桂林广陆数字测控股份有限公司，SF2000）。
主要试剂：氢氧化钠、盐酸（国药集团化学试剂有限公司，分析纯）；钾、钙、镁、铁、铜、锌、磷、硼标准品（国家有色金属及电子材料分析测试中心，1000 mg·L-1）。
1.2 品质及矿质成分的测定
1.2.1 品质指标的测定 可溶性固形物（TSS）含量采用携带式折光仪测定，可滴定酸（TA）含量采用酸碱滴定法测定，固酸比（TSS/TA）为可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值，单果质量采用电子天平称重法测定，果实纵横径采用游标卡尺测量，具体参照GB 8210方法执行。
1.2.2 矿质成分的测定 称取柑橘待测液10 g（精确至0.1 mg）入坩埚，先温控电热板加热至近干直至白烟变小、稍冷后转入高温电炉550 ℃灰化5 h，冷却后加1.00 mL盐酸（1∶1）溶液溶解，再用纯水定容至50.00 mL容量瓶。钾、钙、镁、铁、铜、锌采用原子吸收分光光度计火焰法测定，磷、硼采用紫外可见分光光度计比色法测定，外标法定量。
1.3 数据处理
采用Microsoft Excel 2007 进行数据处理和绘图，采用SPSS 19.0软件统计分析，采用LSD多重检验样本间的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 同一果园不同取样时间果肉各部位的糖酸比较
为比较红美人果肉不同部位的糖酸分布规律，对同一果园的成熟适收期分3 个时间进行样品采集，经对果肉各部位的可溶性固形物（TSS）、可滴定总酸（TA）含量及固酸比（TSS/TA）检测，分析结果见表1。
表1 同一果园不同取样时间果实各部位的糖酸含量
Table 1 Contents of Suger and acid of different fruit parts in the same orchard of different sampling times
注：同一行不同小写字母表示差异显著（p＜0.05），下同。t1、t2、t3分别代表取样时间为11-15、12-05、12-25。
Note：Different small letters in the same line indicate significant different among different cultivars at p＜0.05，the same below.t1、t2 and t3 represent sampling time 11-15、12-05 and 12-25 respectively.
表1可见，同一果园3个不同时间采集的3批红美人各部位果肉，从果蒂部、果中部至果顶部方向TSS 均不断增加，且每批样品的果蒂部与果顶部均为显著差异，其中前2批样品的果蒂部、果中部及果顶部两两差异显著，第3 批样品果中部与其余部位差异不显著。同时，表中还显示同一果园3 个不同时间采集的红美人果实TSS 以第2 批样品最高，为12.1%，第3批样品较第2批降0.7个百分点，当然一般情况下，随着成熟度增加，TSS 呈增大趋势，而本次现象产生的原因是第3批样品采收前2 d，果园出现叶、土严重缺水症状而采取一次喷水处理，因而造成果实TSS 明显下降。当然，数据分析显示第3 批果肉不同部位的TSS 变化趋势仍同前两批保持一致。另外，3 批样品中全果的TSS 与果中部最相近且均为差异不显著。TA在3批样品中以果中部相对较高，但统计分析显示各部位均差异不显著。3批红美人果实的固酸比变化趋势与TSS 完全一致，即从果蒂部、果中部到果顶部数值不断上升，果蒂部与果顶部均为显著差异，但每批样品各部位间的差异性非完全一致，同时3 批样品中全果的固酸比与果中部数值最接近且均为不显著差异。总之，同一果园不同取样时间的3 批红美人果肉由果蒂部、果中部到果顶部的TSS、TSS/TA逐渐增加，呈极性分布，果蒂部的TSS、固酸比与果顶部均为差异显著，果中部的TSS、TA及固酸比与全果均为差异不显著。
2.2 浙江省不同区域红美人果实中果肉各部位的糖酸比较
选择浙江省内5 个代表性区域且每个区域选8个红美人果园进行取样分析，TSS、TA 及固酸比分析结果分别见图1、图2和图3。
图1 不同区域果肉各部位TSS 含量
Fig.1 TSS content in different parts of fruit from different regions
图2 不同区域果肉各部位TA 含量
Fig.2 TA content in different parts of fruit from different regions
图3 不同区域的果肉各部位固酸比
Fig.3 TSS/TA in different parts of fruit from different regions
2.2.1 不同区域红美人果肉各部位的TSS分析 由图1 可见，5 个区域果园中全果果肉TSS 差异较大，以临海和象山为最高，均值分别为13.8%和13.7%，最低为11.6%，但无论TSS 的高低，这5 个区域及浙江省各地果园的果肉TSS 从果蒂部、果中部至果顶部均呈上升趋势，与同一果园不同取样时间的变化规律基本一致。其中黄岩、临海、温岭这3个区域的3个部位分别为两两差异显著，象山、衢州地区的果顶部与果蒂部差异显著而果中部分别与果顶部、果蒂部差异不显著。浙江省各地所有果园的统计结果为3 个部位两两差异显著。总之，所有区域的分析结果均显示出果肉的顶部与蒂部为差异显著。同时，图1 也显示5 个区域及浙江省各地果园全果的TSS与果中部数值相近，均为差异不显著。
2.2.2 不同区域红美人果肉各部位的TA 分析 由图2 可见，5 个区域果园中红美人全果果肉的TA 以衢州最低，其余各地相差不大。所有区域果园果肉的不同部位TA 值均为果顶部相对最低，其中黄岩、临海及象山等这3个区域果肉各部位及全果间均为两两差异不显著，而温岭红美人果肉的果顶部与其他部位差异显著，果蒂部、果中部及全果为两两差异不显著；衢州红美人果肉为果顶部与果蒂部差异显著，与果中部、全果差异不显著，同时果蒂部与果中部、全果差异不显著。浙江省各地所有果园果肉的TA则为果顶部与果蒂部、果中部差异显著而与全果差异不显著。所以，5 个区域及浙江省各地红美人果肉的TA均为果中部与全果差异不显著，各区域红美人果肉各部位的TA差异显著性非完全一致。
2.2.3 不同区域红美人果肉各部位的固酸比分析由图3可见，5个区域及浙江省各地红美人果肉的固酸比为果蒂部、果中部至果顶部呈上升趋势，与TSS变化相一致，所有区域的果顶部与果蒂部均为差异显著，果中部与全果均为差异不显著，同时，5 个区域果肉的果中部与果顶部、果蒂部的差异显著性非完全一致，而浙江省各地的果蒂部、果中部及果顶部均两两差异显著。
2.3 红美人果肉不同部位矿质元素分析
为探明红美人果肉不同部位矿质元素的积累特征，分别对不同区域样品果肉的不同部位进行钾、钙、镁、磷、铁、铜、锌、硼等8 个元素的检测，结果见表2。
表2 果实不同部位各矿质元素含量
Table 2 Contents of mineral elements in different parts of fruit （mg·kg-1）
表2可见，全果果肉中8个元素含量由高到低排序为K＞P＞Mg＞Ca＞Fe＞B＞Zn＞Cu，其中含量最高的K 为次高P 的17 倍多。大量元素K 由果蒂部、果中部至果顶部呈下降趋势，含量（w，后同）最大的果蒂部1 624.38 mg·kg-1与其他2个部位差异显著，果中部与果顶部差异不显著。元素P 在3 个部位的分布与K 正好相反，以果顶部95.49 mg·kg-1为最大且分别与其他2 个部位差异显著，果蒂部与果中部差异不显著。中量元素Ca 与Mg在果实3个部位的积累趋势基本一致，果蒂部、果中部及果顶蒂依次为高、低、高V形分布，其中元素Ca的果中部分别与果蒂部、果顶部差异显著，Mg的果中部与果蒂部-Cu、Zn、B的含量整体较低，以全果果肉Fe含量2.24 mg·kg-1相对最大，B 次之，最高Fe 为最低Cu 的7 倍。其中Fe、Cu 在3 个部位差异均不显著，Zn 的果顶部含量最高且与果中部差异显著，与果蒂部差异不显著，B在3个部位的积累从果蒂部至果顶部呈逐渐上升趋势，果蒂部与其他2 个部位有显著差异，显示Zn、B 均为果顶部积累最多。由表2 可见，除Ca、Mg 和Zn 外，全果果肉中其余5 个元素含量均与果中部最接近，全果8 个元素与果中部对应的元素均差异不显著。
2.4 相关性分析
2.4.1 全果的糖酸与各部位间的线性回归 同一果园不同取样时间及浙江省不同区域果园的取样分析结果均显示全果与果中部间的TSS 和TA 差异不显著，而TSS 及TSS/TA 在果蒂部与果顶部间为显著差异。为探明全果的TSS、TA 与各部位间的相关性，将所有样本的全果TSS、TA 分别与其对应果实的3 个部位各进行线性回归（表3），全果的TSS 与果蒂部、果中部及果顶部的回归系数R2依次为0.976 4、0.980 7、0.975 0，以果中部最大，则验证全果TSS与果中部有极显著相关性，回归方程为y=1.016 2 x-0.172 5；同样，全果的TA 与果蒂部、果中部及果顶部的回归系数R2依次为0.855 7、0.946 9、0.887 2，果中部为最大，TA 的回归方程为y=1.046 5 x-0.019 7。依据上述相关研究结果，在进行TSS 田间监测时，可采用果中部榨汁取样，当然，在对果实进行品质评价时应取全果混合榨汁且多次重复为宜。
表3 全果与各部位间糖酸的线性回归关系
Table 3 Linear regression relationship between sugar and acid of full fruit and different parts
2.4.2 不同部位糖酸与果实理化品质的相关性将各地采集的红美人果实理化分析指标与其不同部位的糖酸进行相关性分析，结果为表4。果实单果质量、横径分别与果蒂部、果中位及果顶部的TSS、TA及TSS/TA各指标相关系数均较小，无极显著相关性，而果实纵径则与果肉3 个不同部位的TSS 和TSS/TA 呈极显著负相关，同时，果形指数也与TSS 呈极显著负相关。另外，果实TSS 与各部位的TSS、TA 及TSS/TA 呈极显著正相关，TA 分别与各部位TA、TSS 呈极显著正相关，与TSS/TA 呈极显著负相关，果实TSS/TA 与果肉各部位TSS 和TSS/TA 呈极显著正相关，与TA 呈极显著负相关。总之，果实单果质量、横径与其不同部位的TSS、TA相关度较小，果实纵径、果形指数与不同部位TSS呈极显著负相关，且果形指数与不同部位TSS/TA呈极显著负相关。
表4 不同部位糖酸指标与全果理化指标的相关性
Table 4 Correlation between sugar and acid indexes of different parts and physicochemical indexes of full fruit
注：*在0.05 水平上显著相关,**在0.01 水平上极显著相关；小写字母s、m、t 分别表示蒂部、中部及顶部。下同。
Note:*Represent the correlation was significant difference at the 0.05 level,** represent the correlation was extremly significant difference at the 0.01 level.Subscript small letters d，m and t represent stem end，middle and top respectively.The same below.
2.4.3 矿质元素之间及其与果肉糖酸的相关性 果肉不同部位各元素、糖酸指标间相关性分析结果为表5。首先分析元素间的相关性：K与3个元素呈显著相关，其中与Ca 呈极显著负相关，与P 呈显著负相关，与Zn 呈极显著正相关；Ca 与5 个元素呈显著相关，分别与K呈极显著负相关，与Mg、P呈极显著正相关，与Fe、Zn呈显著正相关；Mg除与K、Cu无显著相关性外，与其余Ca、Fe、Zn、P、B等5个元素均呈极显著正相关；Fe 与5 个元素呈显著相关，与Mg、Cu、Zn、B 呈极显著正相关，与Ca 呈显著正相关，与K、P 无显著相关性；Cu与Fe、Zn、B呈极显著正相关而与其余元素无显著相关性；Zn的显著相关元素较多，除P外，与其余各元素均呈显著正相关；P与3个元素呈显著相关，与Ca、Mg 呈极显著正相关，与K呈显著负相关；B 与Mg、Fe、Cu、Zn 这4 个元素呈极显著正相关。总之，分析结果显示为大多数元素间呈正相关，仅K与Ca、P、Cu呈负相关。再分析糖酸指标与元素间的相关性：TSS与P呈极显著正相关，与K、Zn呈极显著负相关，与其余5个元素无显著相关性；TA仅与K呈极显著正相关，而与Ca、P呈极显著负相关；TSS/TA与Ca、P、TSS呈极显著正相关，与K、TA 呈极显著负相关。综合分析结果，与糖酸品质最为相关的元素为Ca、P、K、Zn，其中Ca、P 呈正相关，K、Zn呈负相关。
表5 矿质元素间及其与品质的相关性
Table 5 Correlation between mineral elements and quality
3 讨论
本研究分别对同一果园不同时间及浙江省不同区域果园采集红美人杂柑果实并对每批样品果肉的不同部位进行糖酸检测，经数据统计分析，均得出红美人果肉3 个不同部位TSS 和TSS/TA 从果蒂部、果中部到果顶部含量不断上升，呈极性分布，以果顶部风味最好，且果肉不同部位间存在明显的不均匀性及含量分布的规律性，该结论与前期橙类和柚类柑橘品种的相关研究结果基本一致[9,21]，同时也与柑橘不同部位糖度的无损检测方法研究[25-26]结果一致。对于果实不同部位的糖积累规律，陈俊伟[27-28]在对温州蜜柑果实成熟过程的糖积累研究中认为与光合产物在柑橘发育过程的运输分配特征有关，维管束与汁囊之间会存在由高到低的糖浓度差，而晁无疾等[29]对葡萄不同部位TSS 的研究认为营养输送存在顶端优势，即优先到达果实顶端，同时更易吸收阳光进行光合作用以利于TSS 积累。同时，研究中还发现所有样本TSS 的果蒂部与果顶部均为显著差异，田间监测单果极差最高达5.1%，较当地大宗品种温州蜜柑在各部位的差异更大，显示出该品种果肉明显的不均匀特性，这可能与橘橙类杂交品种红美人（南香×天草）兼具温州蜜柑与克里曼丁等多种血缘、经高达7 次的杂交有关，对于如何不断改良以提高该品种果实品质的均一度，尚需进一步研究。
作为品质评价的另一个重要指标TA，在对浙江省各区域红美人果肉不同部位比较中发现果顶部TA 相对较低，每批样本不具完全相同的规律性，果肉不同部位TA 大多为差异不显著，但果中部的TA与全果均为最接近且差异不显著，与TSS、TSS/TA类似。为此，通过将全果TSS、TA 分别与各部位进行线性回归和比较，获得理论上的验证，发现全果的TSS、TA均与果实中部呈极显著相关性，与江才伦[9]研究结果相吻合。因此，对于红美人杂柑果肉中糖酸积累极不均匀的品种特性，田间监测可对果实中部榨汁取样而不能随机挤汁，当然，科学的品质评价应多样本全果榨汁取样且多次重复，方能较真实地反映该果实的品质。
果实矿质养分的含量不仅反映果园土壤的营养状况、肥力水平和吸收利用效率等，同时与果实采后的品质特性关系密切，最常见的方法为对土壤、叶片养分进行分析且与果实品质的相关性开展研究[6]，而王珊[30]则认为果汁分析是反映柑橘矿质营养代谢及吸收的一种重要途径，比叶片分析更有优势，与果实品质有更好的联系。从红美人果肉不同部位的养分含量及其与品质指标的相关性研究结果发现大中量元素及少数微量元素在果实各部位积累具有一定的规律性，如元素K为果蒂处积累最多且与TA正相关，表示果蒂部生长旺盛优先获得分配，果皮相对较厚，与前人研究认为高含量的K 会提高果汁含酸量及增加果皮厚度[31]一致，同时发现果肉中的大多数元素间为正相关，且4 个元素Ca、P、K 和Zn 及果实纵径、果形指数这两个外观理化指标与果实糖酸品质有极显著的相关性，因此，高品质的果实应在生长过程中适时控制各种元素含量，栽培过程中应重视果形的培育等，该研究结果可以为调控品质提供一定的参考。对于柑橘不同部位的研究除可以为提质栽培提供一定的参考外，一些采后生物学现象的位置效应，如柑橘枯水常发端于果蒂处并向果顶处发展[32]，血橙从果实顶部开始合成花青素并逐渐向果蒂处延展[33]等，表明果实不同部位的相关研究对生物学研究也具有一定的意义。
4 结论
浙江省不同区域果园红美人杂柑果肉不同部位的糖酸含量、矿质元素积累及相关性研究结果表明，红美人杂柑的果实品质具有明显的不均匀特性，果肉的TSS 及固酸比从果蒂部、果中部到果顶部含量不断增加，呈极性分布，TA在各部位为差异不显著；大中量矿质元素及少数微量元素在果肉各部位的积累具一定的规律性，其中K以果蒂部积累最多，P以果顶部积累最多；理论验证得出果肉中部品质最能代表全果，田间速测可采用果中部榨汁取样；矿质元素P、Ca、K、Zn及果实纵径、果形指数等与果实品质有极显著的相关性，可利用这些因素的调控来提高果实品质。研究结果可以为品质评价和提质栽培管理提供一定的参考。
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