辣椒(
Capsicumspp.)原产于中美洲热带地区,于明朝末年传入我国。辣椒又名番椒、海椒、椒茄,是茄科辣椒属一年生或有限多年生草本植物,主要种植于气候温暖地区。作为鲜食蔬菜和传统香料,辣椒不仅具有辛辣风味,还富含多种生物活性化合物,包括VC、VE、维生素A原、辣椒素、类胡萝卜素和酚类化合物。
辣椒是全球农业经济中最重要的蔬菜作物之一,也是我国第一大单品蔬菜。国内生产的辣椒可作为新鲜蔬菜和调味品销售,也可通过初加工(如干制、发酵等方式)制为干辣椒、辣椒酱、泡椒、剁椒等,同时还可以进行深加工提取辣椒素、辣椒红素等,深加工产品在医药、化工等领域均有特殊用途。
不同产地和品种的辣椒在市场上的加工适宜性不同,而我国辣椒栽培面积广、品种多,如何选择合适辣椒品种进行适宜加工,则需要对不同产地不同品种辣椒品质进行系统分析。
中国农业大学食品科学与营养工程学院的褚泽军、彭思嘉、赵靓*等研究连续3 a(2018—2020年)采集我国7 个辣椒主产地共24 份新鲜辣椒样品,评价其籽肉比、果肉厚度,并对其辣椒果肉的水分含量、可溶性固形物含量、蛋白质含量、葡萄糖含量、粗纤维含量、灰分含量、辣椒红素含量、VC含量、总酚含量、辣度以及辣椒籽的水分、蛋白质、粗纤维、灰分、脂肪含量进行对比分析,以期为辣椒品种的品质评价和加工适宜性预测提供理论基础。
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1 辣椒的基本特性分析
1.1 辣椒的籽肉比
辣椒籽肉比指辣椒果实中籽粒质量与肉质质量比例,结果如图1所示。在24 份辣椒样品中,西北地区辣椒的籽肉比较小,西南地区和中东部地区样品的籽肉比普遍高于西北地区。具体来看,西北地区辣椒籽肉比在5.41%~33.33%之间,其中NM-1样品的籽肉比最低,为(5.41±1.36)%,XJ-3样品的籽肉比最高,为(33.33±2.52)%。西南地区样品的籽肉比在9.03%~38.70%之间,其中GZ-4样品的籽肉比最低,为(9.03±2.09)%,最高的是GZ-2样品,达到了(38.70±2.49)%。中东部地区辣椒的籽肉比在5.65%~29.22%之间,其中最低是SD-4样品,为(5.65±1.48)%,最高的是SD-2样品达到了(29.22±11.71)%,两者相差约5 倍。辣椒的食用部分主要为果肉,而辣椒籽富含油脂、蛋白质等,在加工或烹调过程中对产品风味形成和营养品质同样具有贡献。因此,评价辣椒籽肉比对加工适宜性分析具有重要意义。
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1.2 辣椒的果肉厚度
辣椒果肉厚度是决定加工产品类型的重要指标,果肉较厚的辣椒品种制酱后口感丰富,具有良好的咀嚼性。如图1所示,西北地区辣椒果肉厚度在0.55~2.54 mm之间,NM-7样品果肉最厚,为(2.54±0.42)mm,果肉最薄的是XJ-2样品,为(0.55±0.04)mm,其中新疆地区的角椒果肉厚度显著低于内蒙古和甘肃,可能是原料水分含量较低所致。西南地区辣椒果肉厚度在0.66~1.74 mm之间,其中YN-3样品果肉最薄,为(0.66±0.38)mm,而GZ-1样品的果肉厚度最大,为(1.74±0.26)mm。中东部地区辣椒果肉厚度在0.98~2.30 mm之间,果肉最厚的是SD-4样品,达到了(2.30±0.27)mm,最薄的是SD-2样品,为(0.98±0.39)mm。果肉厚度受很多方面的影响,主要包括渗透胁迫、收获季节、施肥浓度、果实成熟度以及采收后放置时间等因素。
2 辣椒果肉的主要成分分析
辣椒果肉主要成分包括水分、蛋白质、可溶性固形物、葡萄糖、粗纤维和灰分。24 个品种辣椒肉主要成分含量如表2所示。
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2.1 水分含量
辣椒果肉水分含量影响果实贮藏情况,水分含量高,鲜食品质佳,但容易被微生物侵染造成腐败,降低果实商品性。西北地区辣椒水分相对含量在71.29%~89.76%之间,其中新疆角形椒XJ-2、XJ-3样品果肉的水分含量显著低于其他样品(P<0.05),分别为(75.25±5.03)%和(71.29±0.66)%,主要原因可能为果实成熟后经过挂杆晾晒后采收,较低的水分含量有利于提高后续干制过程的效率。此外内蒙古辣椒果肉水分相对含量在76.73%~89.76%之间,其中角形椒NM-1和NM-2样品的水分相对含量接近于90%,且果肉较厚(图1),而NM-7样品的水分相对含量为(85.59±2.97)%,这与彭粲等的研究结果相似。西南地区辣椒水分相对含量在76.48%~89.47%之间,其中指形椒YN-1、YN-2样品的水分相对含量分别为(89.47±1.02)%和(89.19±0.68)%,显著高于其他样品(P<0.05)。中东部地区辣椒的水分相对含量在77.31%~86.05%之间,其中SD-3样品的水分含量显著低于SD-4和HN-1样品,这可能是该样品的采收期过晚所导致。
2.2 蛋白质含量
辣椒果肉蛋白质含量是评价辣椒品质的重要指标之一,在发酵辣椒制品中蛋白质可经微生物水解为氨基酸,丰富发酵辣椒制品的滋味,提高品质。本实验收集的24 份辣椒样品蛋白质量分数范围为1.53%~11.47%。西北地区辣椒蛋白质量分数为1.53%~11.47%,其中内蒙古辣椒与甘肃辣椒蛋白质含量无显著差异,新疆辣椒蛋白质含量较高可能是其较低的水分含量导致。杨志刚等测定了内蒙古6 个新品种辣椒的营养成分,其蛋白质含量为0.9~3.2 g/100 g,与本实验结果相似。而新疆辣椒蛋白质含量显著高于内蒙古和甘肃。西南地区果肉蛋白质量分数为1.96%~4.11%,指形椒YN-3的蛋白质量分数高达4.11%,显著高于西南地区其他样品,这可能是多方面因素共同作用的结果,例如该品种在生长过程中可能具有更高的营养吸收效率。此外,辣椒的成熟度对蛋白质含量的影响也不容忽视。中东部地区辣椒蛋白质量分数为2.13%~3.99%,其中SD-4样品的蛋白质含量显著低于中东部地区其他样品。
2.3 可溶性固形物和葡萄糖含量
可溶性固形物、可溶性糖含量是影响果实品质的重要指标,可溶性固形物含量过低会导致食品口感单薄,缺乏风味,适口性降低。西北地区辣椒的可溶性固形物相对含量在7.63%~22.73%之间,来自新疆的辣椒可溶性固形物含量要高于其他两省的样品,其中XJ-2样品的可溶性固形物相对含量高达(22.73±0.01)%。造成这一现象的主要原因可能归结于新疆地区独特的气候条件,温差较大的环境有助于辣椒果实的糖分在昼夜之间积累与转化,夜间较低的气温促使辣椒果实将更多的糖分转化为可溶性固形物,从而提高其含量。西南地区辣椒的可溶性固形物相对含量在5.04%~12.40%之间,其中来自贵州的GZ-1和GZ-4样品可溶性固形物含量显著高于其他样品,而来自于云南的指形椒YN-1和YN-2可溶性固形物含量显著低于其他样品;中东部地区辣椒的可溶性固形物相对含量在9.40%~12.18%之间,其中可溶性固形物相对含量最高的是SD-1样品,达到了(12.18±0.88)%,而SD-4样品的可溶性固形物含量显著低于其他样品,这可能是其果实成熟度、气候条件及品种特性共同作用的结果。
辣椒的含糖量对于发酵辣椒十分重要,含糖量高有利于乳酸菌迅速生长繁殖成为优势菌种,提高发酵效率。辣椒中的可溶性糖主要包括单糖、蔗糖和可溶性多糖。葡萄糖作为单糖的代表是辣椒果实中主要的可溶性糖成分,也是辣椒加工产品中重要的监测指标,因此本研究对样品中葡萄糖含量进行了监测。西北地区辣椒的葡萄糖质量分数在1.40%~3.21%之间,其中新疆的辣椒葡萄糖含量高于内蒙古和甘肃;西南地区辣椒的葡萄糖质量分数在0.44%~2.02%之间,辣椒果肉葡萄糖含量最高的是GZ-4样品,其可溶性固形物相对含量高达(12.00±0.97)%,其中可能包含糖类、有机酸和矿物质,这可能归因于贵州辣椒得天独厚的自然环境,而且其具有较厚的果肉,主要用于生产发酵辣椒酱。YN-1样品的葡萄糖含量显著低于其他样品。中东部地区辣椒的葡萄糖质量分数在1.20%~2.04%之间,葡萄糖质量分数最高的是HN-1样品,为(2.04±0.50)%。
2.4 粗纤维含量
辣椒果肉的高粗纤维含量会影响果肉口感质地,且无法被人体消化吸收,但可促进肠道蠕动,稳定血糖。高粗纤维含量的辣椒可进行干制或腌渍,粗纤维能够赋予辣椒坚韧的结构,维持辣椒的脆度,在加工过程中不易变形。西北地区辣椒的粗纤维相对含量在1.77%~15.29%之间,其中新疆地区的辣椒粗纤维含量显著高于内蒙古与甘肃两地。西南地区辣椒的粗纤维相对含量在3.56%~12.51%之间,粗纤维相对含量最高的是YN-3样品((12.51±0.61)%),显著高于其他样品;中东部地区辣椒的粗纤维相对含量在3.34%~7.52%之间,其中SD-2和SD-3样品的粗纤维相对含量分别为(6.47±1.28)%和(7.52±1.82)%,显著高于其他3 种辣椒。田筱等[27]的研究表明,不同地区的土壤养分不同导致作物之间的营养成分含量及品质不同,其中矿物质元素Mg对辣椒粗纤维含量的影响最大。
2.5 灰分含量
辣椒果肉灰分含量亦为评价辣椒品质的重要指标之一,能够反映果实矿物质含量。西北地区辣椒的灰分质量分数在0.65%~5.25%之间,其中新疆辣椒果肉灰分含量显著高于内蒙古和甘肃地区的辣椒,灰分质量分数最高的角形椒XJ-3达到了(5.25±2.45)%。西南地区辣椒的灰分质量分数在0.60%~1.92%之间,其中GZ-1样品的灰分质量分数显著高于其他样品,达到了(1.92±0.54)%。中东部地区辣椒的灰分质量分数在0.77%~1.81%之间,最高的是SD-3样品,而SD-4样品的灰分含量显著低于其他样品。
3 辣椒果肉的营养成分分析
辣椒果肉营养指标主要包括辣椒红素、VC含量、总酚含量和辣度。24 份辣椒果肉营养成分如表3所示。
3.1 辣椒红素含量
辣椒红素含有酮基并连有11 个共轭二烯,该特征性化学结构赋予了其较强的自由基清除和单线态氧淬灭能力。由于其强大的抗氧化作用,辣椒红素表现出化学预防、抗肿瘤、抗皮肤光损伤、抗炎和抗糖尿病活性。除此之外,辣椒红素在抗肥胖和抗高血脂方面也表现出积极作用。由于辣椒红素颜色鲜艳,且来源于辣椒的辣椒红素具有天然并有益于健康的特点,因此广泛应用于化妆品、药品和保健品。西北地区角形椒XJ-3的辣椒红素含量((174.17±6.18)mg/100 g)显著高于其他样品。西南地区的YN-3样品在24 种辣椒样品中辣椒红素含量最高,达到了(223.88±7.77)mg/100 g。中东部地区SD-2样品的辣椒红素含量显著高于SD-1样品。辣椒红素合成途径中关键酶基因Ccs和Crtz的表达是影响辣椒红素含量的重要原因。24 种辣椒样品中有6 种样品的辣椒红素含量超过100 mg/100 g,分别为XJ-1、XJ-2、XJ-3、YN-3、GZ-2、SD-2,可作为提取辣椒红素的原料。
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3.2 VC含量
VC具有抗氧化活性,能够在体外和体内生物系统中清除自由基,预防心脑血管疾病、癌症,其摄入有助于提高机体免疫力,促进伤口愈合。西北地区辣椒的VC含量在7.70~53.79 mg/100 g之间,其中角形椒NM-3的VC含量最高,为(53.79±0.26)mg/100 g,显著高于其他样品。西南地区辣椒的VC含量在6.06~22.45 mg/100 g之间,其中GZ-1样品的VC含量最高,达到了(22.45±0.33)mg/100 g,GZ-4样品的VC含量最低,为(6.06±0.55)mg/100 g。中东部地区辣椒的VC含量没有显著差异。
3.3 总酚含量
酚类化合物具有抗氧化活性,有利于促进人体健康,其广泛存在于植物中。酚类物质还可作为功能性指示化合物评价不同品种及成熟度的辣椒抗氧化活性。西北地区辣椒的总酚含量在20.97~50.12 mg/100 g之间,其中锥形椒NM-6的总酚含量显著高于其他样品,是总酚含量最低XJ-3样品的2.4 倍。西南地区辣椒的总酚含量在16.34~43.10 mg/100 g之间,总酚含量最高的是GZ-2样品。中东部地区辣椒的总酚含量在37.25~51.17 mg/100 g之间,其中SD-3样品的总酚含量明显低于其他样品。
3.4 辣度
辣度根据辣椒素含量计算,能反映辣椒味道的刺激性和辛辣程度,是评价辣椒品质的重要指标。辣椒素的一些药理作用目前已经被报道证实,如缓解疼痛、抗炎、抗氧化、抗癌以及促进减肥。目前也有研究表明,辣椒素对心血管和胃肠系统有健康益处。24 种辣椒的辣度变化范围较大,指形椒YN-3的辣度高达13 549,而线形椒XJ-1的辣度仅有297。具体来看,西北地区辣椒辣度较低,除NM-6样品辣度最高,为9 040,其余西北辣椒辣度均低于4 000,其中XJ-1、NM-3、NM-5样品的辣度低于1 000;西南地区辣椒辣度较高,均高于1 000,且除GZ-1、GZ-4样品外,其余西南辣椒辣度均高于3 000;中东部地区SD-2样品的辣度显著高于SD-1样品。辣椒素主要在辣椒胎座中合成,辣味由显性遗传位点控制,不同地区辣椒辣度的不同可能是不同品种辣椒的基因表达差异所致。
4 辣椒籽的主要成分分析
辣椒除直接应用于烹调,可以被加工成脱水辣椒、腌辣椒等外,还可以加工成酱汁、糊状、果泥和粉末等产品用于调味或着色等。在辣椒加工过程中辣椒籽是主要的副产品。有研究表明,辣椒籽富含多酚、类胡萝卜素和萜烯等抗氧化成分,然而目前关于辣椒籽的主要成分研究相对较少。El-Adawy等首次评估了辣椒籽中油和蛋白质的化学成分及特性,认为辣椒籽是蛋白质(24%)和油(26%)的良好来源。本实验针对24 份新鲜辣椒样品表征了辣椒籽中的主要成分,结果如表4所示。
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4.1 辣椒籽水分含量
辣椒籽约占辣椒果实干基质量的45%~50%,含有丰富的油脂、蛋白质和纤维。本实验24 种辣椒的辣椒籽水分相对含量在33.18%~84.05%之间,不同辣椒品种的辣椒籽水分含量差异较大,但大部分辣椒品种的辣椒籽水分相对含量为在40%~54%之间。西北地区样品的辣椒籽水分相对含量在33.18%~56.79%之间,其中辣椒籽水分相对含量最高的是角形椒NM-2,达到了(56.79±3.37)%,而来自新疆的3 个样品辣椒籽水分含量低于内蒙古和甘肃的辣椒,其中XJ-3样品更是显著低于其他样品。西南地区样品的辣椒籽水分相对含量在38.34%~84.05%之间,YN-2样品的辣椒籽水分相对含量高达(84.05±2.73)%,显著高于其他样品。中东部地区样品的辣椒籽水分相对含量在40.37%~45.97%之间,SD-3和SD-4样品的辣椒籽水分含量显著高于SD-2样品。
4.2 辣椒籽蛋白质和脂肪含量
近年来植物蛋白因易于被人体消化和吸收且具有多种功能活性的优势而成为研究热点,而辣椒籽作为辣椒加工过程中的主要副产物含有丰富的蛋白质。此外,其必需氨基酸和总芳香氨基酸含量较高。西北地区样品的辣椒籽蛋白质量分数在6.97%~14.86%之间,来自新疆的样品辣椒籽蛋白质含量显著高于内蒙古与甘肃辣椒,其中蛋白含量最高的为XJ-3样品。西南地区样品的辣椒籽蛋白质量分数在3.21%~10.19%之间,其中蛋白含量最高的是YN-3样品,含量最低的是YN-1样品,而贵州辣椒的辣椒籽蛋白质含量介于二者之间,其中GZ-1样品的辣椒籽蛋白含量较低。中东部地区样品的辣椒籽蛋白质含量无显著差异。
辣椒籽油作为色拉油常应用于烹饪,具有高氧化稳定性,且高亚油酸含量使其在人造黄油和蛋黄酱的制造中能够得到应用并提高产品营养价值。从刺激性辣椒品种中提取的红辣椒籽油含有辣椒素,具有止痛、抗菌、抗肿瘤等作用。辣椒籽也被提议作为工业油源和紫外线防护剂配方中的成分。西北地区样品的辣椒籽脂肪质量分数在0.54%~2.99%之间,其中NM-7样品的辣椒籽脂肪质量分数明显低于其他样品,为(0.54±0.02)%。西南地区样品的辣椒籽脂肪质量分数在0.35%~3.47%之间,最高的为GZ-1样品,最低的为YN-1样品。此外,贵州辣椒的辣椒籽脂肪含量普遍高于云南地区。中东部地区样品的辣椒籽脂肪质量分数在1.39%~2.39%之间,SD-2、SD-3和SD-4样品的辣椒籽脂肪含量显著高于SD-1和HN-1样品。
4.3 辣椒籽粗纤维含量
研究表明,辣椒籽中含有38.76%~60.96%的膳食纤维,作为辣椒籽含量最高的成分,膳食纤维极具开发利用价值。西北地区辣椒的辣椒籽粗纤维相对含量在18.52%~38.99%之间,新疆辣椒的辣椒籽粗纤维含量高于内蒙古和甘肃样品,其中XJ-3样品的辣椒籽粗纤维含量显著高于其他样品。西南地区辣椒籽粗纤维相对含量在5.92%~28.46%之间,其中GZ-4样品的辣椒籽粗纤维含量最高。中东部地区样品的辣椒籽粗纤维相对含量在24.49%~30.55%之间,以SD-3样品的辣椒籽粗纤维含量最高。马燕等针对8 个不同品种辣椒籽的主要成分进行分析后,发现辣椒籽干制后测得膳食纤维的质量分数为40.10%~51.27%,辣椒品种、种植条件、干制程度均可能导致测定结果产生差异。
4.4 辣椒籽灰分含量
辣椒籽中的灰分主要含有矿物质等微量元素。本实验24 份样品的辣椒籽灰分质量分数在0.66%~2.87%之间。西北地区新疆样品的辣椒籽灰分含量显著高于内蒙古和甘肃的辣椒。西南地区GZ-1、GZ-2和GZ-3样品的辣椒籽灰分含量明显高于其他样品,而YN-1和YN-2样品的辣椒籽灰分含量明显低于其他样品。中东部地区SD-4样品的辣椒籽灰分含量明显低于其他品种。
目前已有研究发现辣椒籽油含有棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸等多种脂肪酸,不饱和脂肪酸含量高,同时含有脂溶性VE、类胡萝卜素等多种营养物质。有研究发现,辣椒籽分离蛋白具有降低胆固醇、抗氧化和降血压等多种保健作用。辣椒籽膳食纤维具有减少患心血管疾病、癌症风险等作用,因此值得将辣椒籽作为提取植物蛋白、膳食纤维和油脂的新型原料。
5 辣椒品种间的品质聚类分析
聚类分析法是将受试样本以定量方式进行分组和评价分析,同一类别样本之间具有一致性,不同类别之间具有一定差异性,而单独分为一类的样本具有相对独立性。周鹏等通过聚类分析方法成功对贵州25 个辣椒主栽品种进行归类划分。本研究对24 个特色品种辣椒中关键的成分指标进行聚类分析,结果如图2所示。24 个辣椒样品可分为4 类,第I类为XJ-1、XJ-2和XJ-3样品,第II类为YN-1样品和YN-2样品,第III类为GZ-1、YN-3、GZ-2、SD-1、SD-2样品,其余品种归为第IV类。具体来看,第I类样品来自于西北地区,包含角形椒和线形椒,这类辣椒果肉中蛋白质、可溶性固形物、葡萄糖、粗纤维和灰分含量明显高于其他3 类;辣椒籽肉比较高,辣椒籽中蛋白、脂肪、粗纤维、灰分含量也明显高于其他3 类。此类辣椒适宜用于干制辣椒(整椒/粉/段/丝)、辣椒提取物(辣椒油树脂、辣椒红色素)和辣椒籽副产物综合利用(辣椒籽油、辣椒籽蛋白)的原料。第II类样品来自于西南地区,为指形椒,其籽肉比很低,果肉中蛋白质、粗纤维和灰分、可溶性固形物、粗纤维、灰分含量以及辣椒籽中各类物质显著低于其他3 类。此类辣椒适合用于干制、发酵制品(泡椒/剁椒)和调味品的辣度调配等。第III类样品是主要来自于西南地区和中东部地区的指形椒,这类辣椒具有较高的籽肉比和辣椒籽蛋白质、脂肪和粗纤维含量,以及较低的果肉蛋白质、可溶性固形物、粗纤维和灰分含量。此类辣椒可用于干制、油辣椒、火锅底料、发酵辣椒制品(剁辣椒、鲊辣椒、发酵辣椒酱和豆瓣辣椒酱等)和副产物辣椒籽的综合利用(辣椒籽粕)。第IV类样品包含了3 个地区的4 个椒形,其中西北地区角椒聚类在一起,拥有较高的果肉厚度、较低的籽肉比,说明其具有厚实的肉质。此类辣椒适合加工成鲜切辣椒、速冻辣椒和鲜辣椒浆/酱等。
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结论
本实验分析了来自我国7 个辣椒主产地的24 个特色辣椒品种,重点分析了辣椒果肉与辣椒籽的主要成分和营养成分。地处西北地区的新疆、内蒙古、甘肃处于亚欧大陆腹地,地域辽阔,属于典型的大陆性气候,光照资源丰富且昼夜温差大,有利于辣椒的干物质积累。这一地区的辣椒果肉蛋白质、可溶性固形物、葡萄糖、辣椒红素含量较高,品质较优,适宜作为精深加工原料。西南地区的云南和贵州是全国辣椒主要产区之一,种植历史悠久。云南和贵州以山地与高原为优势地形,同一地区由于海拔差异悬殊,形成多种气候带,使辣椒种质资源丰盛。西南地区的辣椒品种籽肉比高、辣度高,适宜直接烹调,香气浓郁。中东部地区的河南省和山东省均是季风气候,四季分明,雨热同期,夏季炎热多雨,冬季寒冷少雨,比较适宜辣椒生长。该地域辣椒品种总酚含量、辣度较高,可以用于调味或作为泡制发酵品种。
综上所述,不同品种的辣椒在主要成分和营养指标方面存在显著差异。因此,在实际加工过程中,需要根据原料的特异性选择合适的加工方式,以充分发挥各品种辣椒的独特优势。这不仅有助于提高辣椒产品的品质和附加值,还能更好地满足消费者的多样化需求。
本文《我国辣椒主产地特色鲜椒品质评价及加工适宜性分析》来源于《食品科学》2025年46卷第20期47-56页,作者:褚泽军,彭思嘉,侯鹏颉,徐嘉悦,王凤章,李军,赵靓*,廖小军。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250507-026。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。
实习编辑:刘芯;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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