柠檬(Citrus limon(L.)Burman f.)系芸香科(Rutaceae)柑橘属(Citrus)枸橼类多年生常绿小乔木,周年多次开花、结果。据联合国粮食及农业组织统计,2012年,全世界柠檬种植总面积838万hm2,总产量1510万t,总产值262.08亿美元,中国柠檬种植面积11.16万hm2,产量232万t,产值7.98亿美元。截止2015年,四川安岳柠檬种植面积4.00万hm2,产量70万t,产值10.41亿美元,产量居全世界第8位,被誉为“中国柠檬之乡”。柠檬富含有机酸、糖、氨基酸、果胶、矿质元素和多种生物活性物质如类黄酮、柠檬苦素类似物、香豆素、类胡萝卜素和多种维生素。其中,类黄酮、柠檬苦素类似物、维生素、精油、香豆素和类胡萝卜素都具有药用和保健功能。柠檬除食用外,还可加工成柠檬饮料、柠檬油、柠檬茶、柠檬酒等。柠檬树体还能起到防止水土流失、土壤沙化和防风固土的作用。柠檬成为农民增收致富的主导产业,具有显著的经济、社会和生态效益。随着现代生活水平的不断提高和对天然药用保健品及其深加工产品的需求日益增长,柠檬成为消费者喜爱的果品之一,鲜果与加工产品供不应求。目前,对不同柠檬品种中有机组分研究相对薄弱,尤其是加工工艺体系研究,成为制约相关产品开发的障碍。因此,非常有必要对8个柠檬品种中主要有机组分进行系统研究,以指导鲜食消费、医药和保健产品研发,为其精深加工提供理论依据与技术支撑,为筛选加工型柠檬品种提供参考。本论文以四川安岳柠檬高产优质示范资源圃内8年生的尤力克(EUR)、阿伦(ALL)、费米耐劳(FEM)、斐诺(FIN)、库托迪肯(KWT)、蒙纳盖洛(MON)、维尔纳(VER)和维拉弗兰卡(VIL)柠檬为试材,并将主栽品种尤力克柠檬设为对照组,测定以上8个柠檬品种的果实外观品质及内在品质,分析以上8个柠檬品种在安岳地区的表现性状;建立测定11种类黄酮、6种水溶性维生素、柠檬苦素和诺米林含量的高效液相色谱(HPLC)检测方法,利用该方法测定8个柠檬品种果实生长发育过程中类黄酮、维生素、柠檬苦素和诺米林含量的动态变化,分析它们的积累特点,利用多元分析方法对该三类有机组分进行综合评价;利用气相色谱-质谱连用(GC-MS)方法比较了 8个柠檬品种果实香气成分和糖酸组分,并结合相似性分析了解品种与品种之间的差异,对柠檬保健及药用产品和副产物综合利用提供理论依据和技术支撑,本研究具有重要的实用价值。通过本研究得到如下结论:1.在同一资源圃相同管理方式下,FIN的平均单果重(216.88±24.24g)大于EUR(207.79±20.59 g)和 KWT(200.76土31.92 g)(P>0.05),但差异不显著,KWT 的平均单果重小于EUR(P>0.05),但差异不显著,而MON、VER和FEM的平均单果重极显著小于EUR(P<0.01),ALL的平均单果重显著小于EUR(P<0.05)。FIN(277.95 g)和 KWT(256.45 g)的最大单果重明显大于 EUR(241.67 g),VER(211.40 g)、FEM(210.31 g)、VIL(209.86 g)、ALL(190.79 g)和 MON(182.65 g)的最大单果重明显小于EUR。VER 的果形指数(1.60±0.09)极显著大于 EUR(1.32±0.07)(P<0.01),VIL、KWT和 MON 的果形指数大于 EUR,分别为 1.36±0.09、1.35±0.11 和 1.33±0.10(P>0.05),但差异不显著,FEM和MON的果形指数小于EUR,为1.28±0.03和1.31±0.17(P>0.05),但差异不显著。8个柠檬品种果实均达到优等果的标准。EUR的TSS含量(7.71±0.05%)极显著高于其他6个品种(FIN除外,含量为7.80±0.07%)。FIN 的总酸含量(6.89±0.05%)极显著高于 EUR(6.67±0.06%)(P<0.01),其他6个品种的总酸含量极显著低于EUR(P<0.01)。ALL的固酸比(1.02±0.01)极显著低于EUR(1.15±0.01)(P<0.01),FEM的固酸比显著低于EUR,为1.10±0.04(P<0.05),VER、FIN、KWT和VIL的固酸比低于EUR(P>0.05),但差异不显著。8个柠檬品种的可食率差异极显著(P<0.01)。因此,筛选出高可溶性固形物和高含酸量的品种为FIN、EUR、VER 和 VIL。采用BSTFA衍生化结合GC-MS对8个柠檬品种成熟期果实中的糖酸代谢组分进行分析,共检测和鉴定出糖酸组分34种,其中糖及衍生物23种、有机酸和氨基酸及其衍生物11种。分别从ALL、EUR、FEM、FIN、KWT、MON、VER和VIL中鉴定出13、14、14、13、10、10、9 和 12 种代谢组分,各占总峰面积的 85.61%、88.29%、81.10%、93.62%、91.40%、88.46%、79.02%和87.63%,彼此间差异 0.17%～14.60%。相关性分析结果显示EUR与VIL呈负相关,与其他6个品种都呈正相关,但差异均不显著;ALL与其他6个品种都呈正相关,但差异不显著,说明8个柠檬品种果实代谢组分种类及相对含量间存在差异。2.建立了柠檬果实中橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷、芸香柚皮苷、圣草枸橼苷、橙皮素、柚皮素、木犀草素、川陈皮素、圣草素、芦丁 11种类黄酮的HPLC检测方法。检测器为紫外检测器,色谱柱为 Agilent Eclipse XDB-C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm),以0.1%甲酸水溶液(A)-乙腈(B)为流动相,梯度洗脱程序:0-30 min,15-30%B;30-45min,30-80%B;45-50min,80%B;50-55 min,80-15%B;55-60min,15%B。柱温30℃,进样体积10μL,流速1.0mL·min-1,检测波长287nm。建立了柠檬果实中Vc、Vb1、Vb3、Vb6、Vb9和Vb12 6种水溶性维生素的HPLC检测方法。检测器为紫外检测器,色谱柱为Agilent Eclipse XDB-C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm),以0.1%磷酸水溶液(A)-乙腈(B)为流动相,梯度洗脱程序:0-5 min,1%B;5-10 min,1-20%B;10-20 min,20%B;20-22.5 min,20-70%B;22.5-25 min,70-1%B。柱温30°C,进样体积10μL,流速0.9mL·min-1,检测波长267nm。建立了柠檬果实中柠檬苦素和诺米林的HPLC检测方法。检测器为紫外检测器,色谱柱为 Agilent Eclipse XDB-C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm),以 0.1%磷酸水溶液(A)-乙腈(B)为流动相,梯度洗脱程序:0-30min,15-30%B;30-45min,30-80%B;45-50 min,80%B;50-55 min,80-15%B;55-60min,15%B。柱温 30°C,进样体积 10μL,流速1.0mL·min-1,检测波长210nm。方法学考察结果显示HPLC法的精密度、稳定性和重现性的RSD均小于3.0%,11种类黄酮的加标回收率为95.49%～103.10%,6种水溶性维生素的加标回收率为99.06%～101.72%,柠檬苦素和诺米林的加标回收率分别为100.36%和99.79%。说明建立测定该三种有机组分的HPLC法可靠,具有较高的准确性。3.通过上述(2)建立的方法对处于5个不同时期的8个柠檬品种果实中三种重要有机组分含量动态变化规律的研究。结果表明8个柠檬品种中11种类黄酮含量随着果实整个发育周期均呈现出不同程度的变化,橙皮苷、圣草枸橼苷、芸香柚皮苷和柚皮素含量呈现’上升—下降’趋势,分别在第二次生理落果期、果实膨大期和果实转色期三个时期达到最高值(19.59～26.68 mg·g-1,7.92～11.01 mg·g-1,1.08～2.79 mg·g-1,0.26～1.02 mg·g-1),其他7种黄酮单体都呈现‘持续下降’趋势,在第一次生理落果期的含量最高(新橙皮苷:0.84～4.734mg·g-1,柚皮苷:0.17～0.58mg·g-1,芦丁:0.74～1.84mg·g-1,川陈皮素:0.39～1.60mg·g-1,圣草素:0.35～1.33mg·g-1,木犀草素:0.26～1.08mg·g-1,橙皮素:0.28～0.76 mg·g-1)。6种水溶性维生素中只有Vc呈现’持续上升’趋势,在果实成熟期的含量最高(12.90～33.73 mg·100g-1),而5种b族维生素都呈现下降趋于稳定的趋势,分别在第二次生理落果期、实膨大期或果实转色期下降到一定含量后就几乎不再发生变化(Vb9:1.22～5.17 mg 100g-1,Vb6:0.53～1.93 mg 100g-1,Vb1:0.30～1.66 mg·100g-1,Vb3:1.34～2.10mg 100g-1,Vb12:2.35～3.43mg·100g-1)。柠檬苦素和诺米林的含量呈现’上升—下降’趋势,分别在第一次生理落果期、第二次生理落果期、实膨大期或果实转色期达到最高值(0.41～0.86 mg·g-1和0.31～0.57 mg·g-1),多元分析结果显示8个柠檬品种都是接近成熟期的果实品质最佳。由此得到高橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷、芦丁含量的柠檬品种是EUR,高圣草枸橼苷和芸香柚皮苷含量的柠檬品种是FIN,高川陈皮素、橙皮素、Vc、Vb6和Vb9含量的柠檬品种是VER,高圣草素、木犀草素、柠檬苦素和诺米林含量的柠檬品种是KWT;高Vb1、Vb3和Vb12含量的柠檬品种是ALL。4.采用水蒸气蒸馏法提取并结合GC-MS对8个柠檬品种成熟期果实香气成分进行了比较分析,共鉴定出44种成分,其中从阿伦、尤力克、费米耐劳、斐诺、库托迪肯、蒙纳盖洛、维尔纳和维拉弗兰卡中分别鉴定出31、31、33、34、32、33、32和32种成分,占各自香气含量的 90.94%、93.42%、91.61%、91.02%、89.58%、88.11%、92.57%和92.09%。主要成分是D-柠檬烯、α-松油醇、γ-松油烯、β-蒎烯、松油烯-4-醇等,其中共有成分24种,共有成分含量间的差异和特异成分决定了 8个柠檬品种香气的差异,可作为区分品种的重要特征,也可为柠檬果皮的综合利用提供理论依据。