基于多元统计分析的山西不同产地沙棘制汁适宜性综合评价

沙棘(Hippophae rhamnoides L.),胡颓子科沙棘属,又叫酸刺、醋柳等,其营养丰富,浆果、叶子、种子、茎皮和根都是生物活性物质的重要来源,被誉为“绿色黄金”和“天然维生素宝库”[1]。山西作为中国沙棘资源的主要产区之一,其沙棘林面积位居全国前列,多处于太行山、吕梁山、五台山及晋西北高寒区[2]。其中吕梁市凭借悠久的种植历史、成熟的栽培技术以及得天独厚的生态条件,成为山西沙棘的核心产区,其沙棘资源在山西沙棘产业中占据举足轻重的地位,具有极高的代表性。沙棘果蕴含丰富的维生素、多酚、黄酮、氨基酸、有机酸和挥发性成分等活性物质,据《中药大辞典》记载,沙棘具有清热止泻、化痰宽胸、补脾健胃等功效[3]。市场上常见的沙棘加工产品主要有沙棘原浆、沙棘汁、沙棘果醋、沙棘泡腾片、沙棘酸奶等[4-6],其中沙棘汁因具有抗氧化、清热止咳、补脾健胃、调节机体免疫等功效备受欢迎。但是目前山西沙棘加工企业普遍存在适宜制汁的加工专用原料品种不清,企业大多采用收购的混果作为加工原料,混果原料的异质性导致产品质量不稳定,严重影响了沙棘汁的品质和市场竞争力。受土壤类型、气候条件等环境因素影响,不同产地沙棘果的化学成分含量存在显著差异,吕梁市独特的地理环境如特定的光照时长和强度、降水分布以及昼夜温差等,直接影响当地沙棘的生长发育和代谢过程,进而导致其果实的营养成分、活性物质含量及生物学特性存在差异。因此,针对吕梁地区沙棘开展研究,明确其适宜制汁的产地,对提升当地沙棘汁产品质量、增强市场竞争力具有重要的现实意义。

现有研究中,李曦光等[7]通过测定新疆不同品种的沙棘果实品质和药用成分,深入剖析了空间差异对沙棘果实品质及药用成分指标的影响机制。张东为等[8]通过测定辽西地区18个沙棘优良单株的主要性状特征,发现不同供试品种指标间存在显著差异。ANDREA等[9]以多酚、总类胡萝卜素的含量和抗氧化活性为依据,对11个不同品种沙棘汁的营养品质加以评估,研究得到“拉娜”沙棘汁的抗氧化活性和多酚化合物含量最高,比较适合于果汁加工。韩蓉等[10]采用相关性和主成分等多元分析法探究新疆不同大果沙棘制汁的品质特性及加工适宜性,得出“状元黄”沙棘汁综合品质较好,更适宜制汁。徐斌等[11]通过相关性分析探究新疆地区11个野生沙棘种质资源特性,发现其果实品质及活性成分指标间均存在不同程度的相关性。但这些研究多聚焦于其他地区,对山西沙棘,尤其是核心产区吕梁的沙棘汁品质和适宜制汁产地筛选的研究较为匮乏,且现有涉及山西的研究对沙棘汁品质的评价不够全面深入,采用多元统计分析法进行系统研究的更是鲜有报道。

鉴于此,本研究以吕梁市不同产地的野生成熟沙棘果为主要样本,同时选取少量其他地区样本作为对照,通过感官评价、理化指标(pH值、离心沉淀率、浊度、总糖、糖酸比、出汁率、褐变度、黏度、色泽)、营养指标(总酚、总黄酮、维生素C、总氨基酸、总花青素)、生物活性[DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、超氧阴离子自由基

清除率、α-葡萄糖苷酶、胰脂肪酶抑制率]的测定,运用差异性、相关性、主成分分析方法,对山西不同产地沙棘汁品质差异进行综合评价,评估不同产地沙棘的制汁适宜性。为沙棘制汁适宜性的产地筛选提供重要的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验样本为采自山西省的5个不同产地的野生沙棘果,每个产地随机选取10株沙棘树,每株从不同方位进行采样,采好后于低温保存。通过中国气象数据网(http://data.cma.cn/)和山西省政府网站(https://www.shanxi.gov.cn/)获取样品产地气象特征信息,具体见表1。

苯酚、浓硫酸、酚酞、福林酚、芦丁、2,6-二氯酚靛酚钠盐、草酸、盐酸、维生素C标准品,国药集团化学试剂有限公司;甲醇、硝酸铝,天津市天力化学试剂有限公司;葡萄糖、没食子酸,天津市科密欧化学试剂有限公司;无水碳酸钠、邻苯三酚,天津市风船化学试剂科技有限公司;DPPH、ABTS,天津市众联化学试剂有限公司;L-精氨酸对照品,天津市大茂化学试剂厂;茚三酮,天津市北辰方正试剂厂;过硫酸钾,天津市光复科技发展有限公司;α-葡萄糖苷酶溶液,伊势久生物科技有限公司;胰脂肪酶,南宁庞博生物工程有限公司。

1.2 仪器与设备

CLT-1A磁力电热套、手持折光仪(0～50% Brix),上海力辰邦西仪器科技有限公司;ANS-978打浆机,成都奥诺斯科技有限公司;PHS-3C pH计,上海佑科仪器仪表有限公司;H4-20K高速离心机,湖南可成仪器设备有限公司;NR10QC通用色差计,深圳市三恩时科技有限公司;BSA224S电子天平,赛多利斯科学仪器有限公司;752 N Plus紫外分光光度仪,上海仪电分析仪器有限公司;Multiskan FC酶标仪,上海赛默飞世尔仪器有限公司;RE-52AA旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;HH-6S不锈钢恒温水浴锅,上海科析试验仪器厂;NDJ-8S数字式黏度计,上海菁海仪器有限公司;BSD-TX318振荡培养箱,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 沙棘汁的制备

选取-25 ℃冷冻沙棘野果,将其室温放置解冻,挑选新鲜、饱满、色泽均匀、无病虫害、无机械损伤的沙棘果,去除果梗后清洗表面泥土并沥干水分。将沥干水后的沙棘果放入打浆机中破碎并除去籽皮,用纱布过滤掉残渣,滤汁待测。

以色泽、滋味、风味、接受度为评价指标,选取20名专业人员(男女各10人),对5个山西不同产地沙棘汁开展感官评价。评价标准如表2所示。

1.3.3 理化指标测定

pH值的测定参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准食品pH值的测定》进行。离心沉淀率的测定参考王妍惠等[12]的方法并改进,将10 mL沙棘汁(m1)注入离心管内,离心(4 000 r/min,15 min)后除去上层清液,精确称量离心后的沉淀物质量(m0),计算样品的沉淀率(Y),公式为Y=mo/m1×100%。浊度的测定参考CHOI等[13]方法并改进,准确取200 μL沙棘汁,用去离子水稀释至10 mL备用,测定860 nm处不同产地沙棘汁的吸光度值。总糖的测定参考郭玉霞等[14]的苯酚-硫酸比色法测定。出汁率的测定通过计算沙棘果汁质量与沙棘果质量的比值实现[15]。糖酸比为可溶性固形物含量(用手持折光仪测定)与总酸含量(用酸碱滴定法测定)的比值。褐变度的测定参考张娟等[16]的方法并改进,取2.5 g沙棘汁,加入0.9 mL无水乙醇并充分混匀,静置5 min后离心处理(4 500 r/min,10 min),取上清液并过滤,在420 nm波长处测定吸光度,测得数值即为褐变度。黏度的测定采用黏度计,每次测量持续时间为1 min。色泽分析利用色差仪对沙棘汁的亮度值L*、a*和b*值进行测定。

1.3.4 营养指标测定

总酚的测定参考葛亮等[17]的福林酚比色法。总黄酮的测定参照GB/T 19777—2013《地理标志产品山西老陈醋》铝盐显色比色法。维生素C的测定参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》2,6-二氯靛酚滴定法。总氨基酸的测定参考温秀萍等[18]的茚三酮比色法。总花青素的测定参考白娜等[19]方法并改进,将样品提取后,分别用pH值为1.0和4.5的缓冲溶液制备样品溶液,在510、700 nm波长下分别测量其吸光度。用纯水作为空白对照进行比色,以矢车菊花素-3-葡萄糖苷为标准,计算沙棘汁中总花青素含量。

1.3.5 生物活性测定

DPPH自由基清除率的测定参照姜敏等[20]方法并改进,将样品溶液稀释10倍,取3 mL沙棘汁,加入2 mL DPPH溶液,充分混匀后在暗处静置30 min。采用无水乙醇作空白,在516 nm处测定吸光度。ABTS阳离子自由基清除率的测定参照姜敏等[20]方法并改进,将样品溶液稀释10倍,取0.2 mL沙棘汁,加入3.9 mL ABTS工作液,混匀后在暗处静置15 min。以无水乙醇作空白,于734 nm处测定吸光度。

清除率的测定参照姜敏等[20]方法并改进,将样品溶液稀释10倍,取1 mL沙棘汁,加入2.5 mL Tris-HCl溶液,混匀后在25 ℃下水浴20 min,再加入1 mL邻苯三酚溶液,混匀后在25 ℃下水浴6 min,最后加入0.1 mL 浓盐酸终止反应。以超纯水为空白对照,在320 nm下测定吸光度。α-葡萄糖苷酶抑制率的测定参考郭庆丰等[21]方法,计算沙棘汁中α-葡萄糖苷酶的抑制率。胰脂肪酶抑制率的测定参考林海生等[22]方法,计算沙棘汁胰脂肪酶抑制率。

1.4 数据处理

每项实验均独立重复3次,实验结果以“平均值±标准差”的形式表示。利用Excel对试验样品各品质参数进行基础数据统计和图表绘制;采用SPSS 27.0开展差异性显著分析(P<0.05)、相关性分析和主成分分析等多元统计。

2 结果与分析

2.1 不同产地沙棘汁感官品质差异性分析

果汁的色泽、滋味、风味和接受度是反映果汁品质最直接的方法。如表3所示,在色泽方面,岚县沙棘汁颜色更鲜艳、杂质较少、色泽均一,得分最高(22.55分),吕梁山沙棘汁次之(21.70分),两地沙棘汁与其他产地均存在显著差异(P<0.05);在滋味方面,岚县沙棘汁酸甜可口、味道适中,得分最高(22.30分),与右玉县和五台山沙棘汁差异显著(P<0.05);在风味方面,岚县和右玉县沙棘汁有特有的果香怡人,两地沙棘汁与其他产地均存在显著差异(P<0.05);在接受度方面,岚县沙棘汁满意度最高(31.65分),吕梁山沙棘汁次之(31.00分)。最终对5个不同产地沙棘汁的综合得分进行评价,总得分依次为岚县沙棘汁(89.80分)、吕梁山沙棘汁(85.80分)、文水县沙棘汁(83.95分)、右玉县沙棘汁(81.90分)和五台山沙棘汁(80.55分)。

2.2 不同产地沙棘汁理化品质差异性分析

2.2.1 不同产地沙棘汁色泽指标差异性分析

以L*、a*和b*值作为评价沙棘汁色泽品质的依据。由表4可知,在明亮度方面,不同产地沙棘汁L*

值为41.72～52.49,变异系数为9.90%,其中岚县沙棘汁的L*值最高(52.49),具有良好的光泽度和透明度,吕梁山沙棘汁次之(50.01),两地沙棘汁与其他产地均存在显著差异(P<0.05);在红绿度方面,不同产地沙棘汁a*值为11.75～18.63,变异系数为18.60%,其中岚县沙棘汁的a*值最高(18.63),体现出沙棘汁典型的橙红色调,具有自然的色泽;在黄蓝度方面,不同产地沙棘汁b*值为41.72～52.49,变异系数为7.48%,其中岚县沙棘汁的b*值最高(25.43),呈现出明亮、鲜艳的橙黄色。综上所述,结合感官评定得出5个地区中岚县沙棘汁的明亮度更高,色泽偏黄且更鲜艳。不同产地的沙棘汁褐变度为0.29～0.42,变异系数为14.31%,其中右玉县沙棘汁的褐变度(0.29)最低。褐变度越低说明该产地沙棘汁色泽保持越好,营养成分保留更完整,风味品质更佳。在连雅丽[23]的研究结果中发现颜色的差异与沙棘的成熟度和遗传基因不同等因素有关。不同的地理位置和气候条件,使得5个地区的沙棘在色泽方面产生明显差别。

2.2.2 不同产地沙棘汁质地指标差异性分析

以黏度、可溶性固形物含量、出汁率、浊度和离心沉淀率作为评价沙棘汁质地品质的依据。由表5可知,不同产地沙棘汁黏度为2.92～4.43 mPa·s,变异系数为16.02%,其中岚县沙棘汁的黏度(2.92 mPa·s)最低,其口感清新,流动性好,质地较为轻盈。沙棘汁的可溶性固形物含量为7.9%～11.3%,变异系数为11.68%,其中岚县沙棘汁的可溶性固形物含量(11.30%)最高,说明其稳定性较好。出汁率是决定水果制汁适宜性的重要指标之一,高出汁率能够有效降低果汁生产成本。不同产地沙棘汁的出汁率为56.55%～70.95%,变异系数为7.94%,其中岚县沙棘汁的出汁率(70.95%)最高,更适宜制汁。

浊度和离心沉淀率是评价果汁感官评分和稳定性的重要指标。不同产地沙棘汁的浊度为0.44～0.72,变异系数为17.45%,右玉县沙棘汁的浊度(0.44)最低且差异显著(P<0.05)。离心沉淀率反映了果汁的物理稳定性,离心沉淀率越低表明稳定效果越好[24]。不同产地沙棘汁的离心沉淀率为12.83%～23.45%,变异系数为24.98%,五台山沙棘汁的离心沉淀率(12.83%)最低,说明其稳定性更好。

2.2.3 不同产地沙棘汁滋味指标差异性分析

以pH值、总酸含量、糖酸比和总糖作为评价沙棘汁滋味品质的依据。如表6所示,不同产地沙棘汁的pH值为2.67～2.72,变异系数为0.66%,不同产地沙棘汁之间差异性不显著(P>0.05)。总酸含量为3.56～4.88 g/100 mL,变异性系数为12.56%,岚县沙棘汁中总酸含量最高(4.88 g/100 mL),显著高于其他产地。糖酸比能够直观的反映出沙棘汁的酸甜度,糖酸比过低会导致沙棘汁口感酸涩,以此来大致判断其滋味、人们的喜好程度和接受度[25]。糖酸比的为2.56～3.21,变异系数为9.39%,其中五台山沙棘汁的糖酸比(3.21)最高,口感更好,岚县沙棘汁的糖酸比(2.79)次之。总糖作为沙棘中极为关键的活性成分,具备降血糖、抗炎以及抗氧化等对人体有益的功效。5个地区沙棘汁的总糖含量均存在显著性差异(P<0.05),变异系数为28.06%,其中吕梁山沙棘汁总糖含量(6.33 g/100 mL)最高,右玉县沙棘汁(3.25 g/100 mL)最低。

综上所述,岚县沙棘汁具有较高的出汁率、较低的浊度和离心沉淀率,且颜色更鲜艳,基于以上能够较好地反映出沙棘制汁适宜性的主要理化指标测定结果,初步确定了岚县可作为制汁沙棘的适宜产地。

2.3 不同产地沙棘汁营养指标差异性分析

总酚和总黄酮是沙棘汁中重要的功能活性成分,对抗氧化活性有重要作用。由表7可知,不同产地沙棘汁的总酚、总黄酮、维生素C含量分别为188.02～258.70、162.75～301.89、197.56～218.65 mg/100 g,变异系数分别为11.95%、21.55%、4.02%,其中吕梁山沙棘汁的总酚含量(258.70 mg/100 g)最高,且与其他产地沙棘汁存在显著差异(P<0.05)。岚县沙棘汁的总黄酮含量(301.89 mg/100 g)和维生素C含量(218.65 mg/100 g)最高,且与其他产地沙棘汁存在差异显著(P<0.05)。

氨基酸在人体内具有至关重要的作用,能够为人体提供必要的营养,有助于维持身体正常的生理功能,促进生长发育和组织修复。

由表7可以看出,不同产地沙棘汁的总氨基酸含量变异系数为11.92%,其中岚县沙棘汁的总氨基酸含量(466.97 mg/100 g)最高,且与其他产地差异显著(P<0.05)。花青素具有抗氧化、抗炎、抗癌等生物活性,不仅能为沙棘汁赋予诱人的颜色,还增强了其健康功效。不同产地沙棘汁的总花青素含量变异系数为31.82%,其中岚县沙棘汁的总花青素含量(114.71 mg/100 g)最高,且与其他产地沙棘汁存在显著差异(P<0.05)。

通过对不同产地沙棘汁的营养指标分析发现,岚县沙棘汁的主要营养成分(总黄酮、维生素C、总氨基酸、总花青素)含量显著高于其他产地沙棘汁(P<0.05),这表明了岚县沙棘汁具有较高营养活性成分,更适宜制汁。

2.4 不同产地沙棘汁生物活性差异性分析

以DPPH自由基、ABTS阳离子自由基

清除率作为评价沙棘汁抗氧化能力的依据。由表8可知,不同产地沙棘汁的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基

清除率差异显著(P<0.05),变异系数分别为12.06%、32.29%、21.19%,其中岚县沙棘汁在3项指标中均表现优异,其DPPH自由基、ABTS阳离子自由基

清除率分别达75.24%、71.87%和95.13%,说明岚县沙棘汁具有较强的抗氧化能力。

以α-葡萄糖苷酶抑制率作为评价沙棘汁降糖活性的依据。抑制α-葡萄糖苷酶活性能够减少人体对碳水化合物的吸收,进而实现对血糖水平和肥胖等代谢问题的有效控制[26]。由表8可以看出,不同产地沙棘汁α-葡萄糖苷酶抑制率变异系数为16.13%,其中吕梁山和岚县沙棘汁对α-葡萄糖苷酶的抑制活性较强,分别为66.13%和63.57%,说明对降糖有积极作用。

以胰脂肪酶抑制率作为评价沙棘汁降脂活性的依据。抑制胰脂肪酶活性能够控制和预防肥胖的发生。由表8可以看出,不同产地沙棘汁胰脂肪酶抑制率变异系数为31.69%,其中右玉县和文水县沙棘汁的胰脂肪酶抑制率较高,分别为67.35%和67.01%,显著高于其他产地(P<0.05)。

2.5 主要品质指标的相关性分析

沙棘汁独特的色泽、口感及风味,在品质形成过程中,这些成分的含量并非单独影响沙棘汁品质,而是彼此间存在紧密且复杂的协同或拮抗关系[27]。沙棘汁主要品质指标的相关性分析结果见电子版增强出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043644)。沙棘汁的DPPH自由基清除率与L*值、a*值、出汁率、α-葡萄糖苷酶抑制率及总糖、总黄酮、总氨基酸含量均存在极显著正相关(P<0.01)。ABTS阳离子自由基清除率与胰脂肪酶抑制率以及总酸、维生素C、总花青素含量均存在极显著正相关

清除率与L*值、a*值、出汁率、总氨基酸含量、α-葡萄糖苷酶抑制率呈极显著正相关(P<0.01)。黏度与α-葡萄糖苷酶抑制率、DPPH自由基

清除率均存在极显著负相关(P<0.01)。由此可见,沙棘汁的抗氧化能力不仅与L*值、a*值有关,还与黏度、总糖、总氨基酸、总黄酮、维生素C和α-葡萄糖苷酶抑制率等有关,说明抗氧化活性不是某一特定化合物呈现出来的作用,而是生物活性化合物共同呈现的结果,在阻止自由基对生物大分子的破坏中具有协同作用[27]。结果表明,各指标之间均存在不同程度的正相关或负相关,为进一步系统分析不同产地沙棘的制汁适宜性,需在此基础上采用主成分分析法对各个指标展开进一步分析。

2.6 沙棘品质指标与气象指标相关性分析

进一步分析气候和地理因子与沙棘汁品质指标的相关性。由表9可知,平均气温与色度a*值

清除率呈极显著负相关(P<0.01),与浊度呈极显著正相关(P<0.01);极端低温与总酸、褐变度、维生素C、总花青素、ABTS阳离子自由基清除率呈及显著正相关(P<0.01);极端高温与色度b*值、总酸、可溶性固形物、总糖、褐变度、离心沉淀率、维生素C、总黄酮、总酚均呈极显著正相关(P<0.01);日照时数与色度L*值、DPPH自由基清除率呈显著正相关(P<0.05),与色度a*值

自由基清除率呈极显著正相关(P<0.01),与浊度呈极显著负相关;降水量与总酸、可溶性固形物、褐变度、维生素C、总黄酮、总酚呈极显著正相关(P<0.01);平均海拔与色度L*值、总糖、出汁率呈显著正相关(P<0.05),与离心沉淀率、DPPH自由基清除率

清除率、α-葡萄糖苷酶抑制率呈极显著正相关(P<0.01)。

2.7 不同产地沙棘汁主成分分析

基于不同产地沙棘汁理化指标、营养指标和生物活性之间的相关性,选取全部指标数据进行主成分分析,系统评估各指标对沙棘汁品质的影响程度。参照主成分分析中特征值>1、累计方差贡献率>80%的筛选标准[28-29],表10结果显示,前4个主成分的累计方差率达100%,可完全表征原始变量信息,能够作为综合评价沙棘汁品质的关键指标。

根据表10和表11数据可知,第一主成分(PC1)在总方差中所占的贡献率为50.760%,其中黏度、总氨基酸、总黄酮、总糖、DPPH自由基清除率等指标在综合评价中占主要位置,表现出较高相关性;第二主成分(PC2)的方差率为24.885%,以浊度

清除率和a*值影响为主;第三主成分(PC3)以13.118%的方差贡献率,显著整合了胰脂肪酶活性、ABTS阳离子自由基清除能力等指标;第四主成分(PC4)的方差贡献率为11.237%,说明糖酸比和离心沉淀率对其有着显著影响。

利用因子载荷矩阵中的数据除以主成分相对应的特征值的平方根,得到各主成分的特征向量[30],如表12所示。

借助表12内各主成分的特征向量信息,构建相应的4个主成分方程:Y1、Y2、Y3、Y4,方程如公式(1)～公式(4)所示(X表示各指标经过标准化处理后的原始变量):

以4个主成分的方差贡献率分别作为相应权重,通过加权求和的方式,构建主成分综合评价函数,如公式(5)所示:

综合得分越高说明其品质越好,结果如表13所示。不同产地沙棘汁的综合得分排序为:岚县沙棘汁>吕梁山沙棘汁>文水县沙棘汁>五台山沙棘汁>右玉县沙棘汁。

3 结论与讨论

本研究通过多元统计分析对山西5个不同产地(吕梁山、文水县、岚县、右玉县、五台山)沙棘汁的制汁适宜性进行综合评价。结果显示,岚县沙棘汁的感官综合得分(89.80分)最高,其色泽鲜艳、酸甜平衡度佳,显著高于其他产地(P<0.05),可能与岚县的气象条件密切相关,当地平均温度6.9 ℃、日照时数2 752.0 h,较长的日照可能促进类胡萝卜素和黄酮类物质积累,增强色泽明亮度;而适中的温度可能减少果实酸涩物质过度积累,提升口感协调性。相比之下,右玉县和五台山沙棘汁感官得分较低,五台山沙棘汁的滋味得分仅18.85分,酸涩感较强,可能与其极端低温导致果实发育过程中风味物质合成受限有关。出汁率是制汁适宜性的关键指标,岚县沙棘汁出汁率最高(70.95%),显著高于文水县和右玉县(P<0.05),这与其较低的黏度和较高的可溶性固形物相关,可能降低加工成本并提升产品稳定性。从气象因子看,岚县的平均海拔1 415 m,与出汁率呈显著正相关(P<0.05),较高海拔的昼夜温差可能促进果实水分与糖分积累,提升出汁率。五台山沙棘汁离心沉淀率最低(12.83%),可能与其极端高温(37.8 ℃)较低有关,极端高温与离心沉淀率呈极显著正相关(P<0.01),高温可能导致果实胶质物质变性,影响沉淀稳定性。极端低温与总花青素、维生素C含量呈极显著正相关(P<0.01),岚县的低温胁迫可能诱导果实启动防御机制,促进多酚、黄酮等抗氧化物质合成。岚县沙棘汁的总黄酮(301.89 mg/100 g)、总氨基酸(466.97 mg/100 g)、维生素C(218.65 mg/100 g)和总花青素(114.71 mg/100 g)含量均显著高于其他产地(P<0.05),这与其较高的DPPH自由基清除率、ABTS阳离子自由基清除率直接相关。极端高温与总酚含量呈极显著正相关(P<0.01),吕梁山沙棘汁的总酚含量最高(258.70 mg/100 g),与其极端高温(41.0 ℃)较高有关,高温可能增强苯丙氨酸解氨酶(phenylalnine ammonialyase,PAL)活性,促进酚类物质积累。文水县沙棘汁总花青素含量(111.64 mg/100 g)仅次于岚县,可能与其降水量适中有关,适度降水可减少花青素氧化降解。抗氧化与酶抑制活性的产地差异尤为显著,岚县沙棘汁的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基

清除率均最高,且α-葡萄糖苷酶抑制率(63.57%)接近吕梁山(66.13%),显示出较强的降糖潜力。从气象因子看,日照时数(岚县 2 752.0 h)与DPPH自由基清除率呈显著正相关(P<0.05),充足光照可能促进光合产物向活性物质转化。

综上所述,不同产地沙棘汁在感官品质、理化指标、营养成分及生物活性上存在显著差异(P<0.05),相关性分析结果表明,气候和地理因子与沙棘汁品质指标之间存在一定的相关性,5个产地的气候(温度、降水、日照)和地理(海拔)差异对沙棘汁的品质指标(如色度、营养成分、抗氧化性等)影响显著,其中极端温度、日照时数和降水量与色度、总酸、维生素C、总黄酮等关键品质指标的相关性最为突出,可作为筛选优质沙棘产地的重要参考因素。主成分分析得出不同产地沙棘汁综合品质排序为岚县>吕梁山>文水县>五台山>右玉县。其中岚县因综合品质最优,可作为优先选择的制汁专用原料产地;吕梁山在总酚含量上优势显著,文水县在总花青素上表现突出,可针对功能性产品开发定向筛选。未来研究可进一步扩大样本范围,结合土壤理化性质分析产地差异的深层机制,并探索环境因子调控沙棘品质的分子机理,为山西沙棘标准化种植和加工原料优化提供更精准的理论支撑。

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