貴州不同地區(qū)奈李果實品質(zhì)分析與綜合評價

王紅林，趙 凱，趙曉珍，王 紅，馬玉華

(貴州省果樹科學(xué)研究所，貴州 貴陽 550006)

0 引言

【研究意義】奈李(PrunussalicinaLindl.var.Cordata J.Y.Zhang et al.)是薔薇科李屬植物，原產(chǎn)于福建省古田縣，是桃和李的自然雜交品種，因形似桃味似李而得名[1]，是我國名、特、優(yōu)珍貴經(jīng)濟(jì)樹種之一，已在我國南方地區(qū)大面積推廣種植，具有重要經(jīng)濟(jì)價值[2]。奈李果實風(fēng)味濃甜、質(zhì)脆嫩化渣，且皮薄肉厚、汁多核小、脫核，富含蛋白質(zhì)、維生素、脂肪礦物質(zhì)和有機(jī)酸，營養(yǎng)價值極高，有“李中之王”的美稱[3]。奈李有清肝除熱、生津利水的作用[4]。因此，深受廣大消費者喜愛。貴州從1994年起開始引種奈李，其在貴州的成熟期為8月上中旬，略晚于福建、湖南等地[5-6]。貴州奈李不僅深受地方種植戶和消費者喜愛，在省外水果市場也占有一席之地。開展貴州奈李果實品質(zhì)分析與綜合評價研究對促進(jìn)貴州奈李產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前全國奈李種植面積己達(dá)上萬公頃，總產(chǎn)量在萬噸以上，是南方栽培的李類遲熟優(yōu)良品種。其在福建、湖南、廣西、湖北和浙江等省的成熟期一般在6月下旬至7月上中旬，正值高溫季節(jié)，耐貯性嚴(yán)重降低[7]。張彬等[8]研究發(fā)現(xiàn)，奈李采后有2個呼吸高峰，低溫貯藏能抑制奈李的呼吸強(qiáng)度，防止果實褐變，利用保鮮劑和乙烯吸收劑能降低奈李果實的腐爛率，維持果品硬度，VC、糖、酸含量也維持在較高水平。低濃度CaCl2溶液處理能夠減弱室溫貯藏條件下奈李的呼吸作用，維持較高的VC和可溶性固形物含量，對低溫貯藏條件下奈李的呼吸作用、VC含量的降低、可溶性固性物的消耗也有一定一直作用；但高濃度CaCl2溶液對低溫貯藏期奈李果實品質(zhì)的影響卻相反[9-10]。熱激處理能有效維持奈李果實的硬度和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整，促進(jìn)糖酸升高，但對可溶性固形物含量的影響并不顯著[4]。另有研究表明，噴施微量元素水溶肥料能夠顯著增加奈李的產(chǎn)量，且果實的可食率、可溶性固形物和還原糖等也有提高[2]。【研究切入點】貴州黔南、黔東南等地均有奈李種植，但品質(zhì)存在差異[11-13]，且缺乏相應(yīng)的質(zhì)量評價體系。主成分分析方法能在保留品質(zhì)指標(biāo)大部分信息的基礎(chǔ)上將指標(biāo)進(jìn)行簡化，進(jìn)而進(jìn)行綜合評價，此法不僅能客觀篩選綜合品質(zhì)優(yōu)良的資源，還能根據(jù)得分差異對各樣品做出適當(dāng)評價，且已廣泛應(yīng)用于李子資源及果實品質(zhì)評價[14-16]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以貴州省6個市/州12個種植區(qū)的成熟奈李果實為試材，測定其果皮色澤、果形指數(shù)和硬度等8個外觀品質(zhì)及可溶性固形物含量、可溶性糖含量和可滴定酸含量等16個營養(yǎng)成分指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上對24個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析及系統(tǒng)聚類分析，并構(gòu)建綜合評價體系，以期為貴州奈李產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 奈李 奈李成熟期果實采集于貴州省6個市/州12個種植園區(qū)(表1)，選擇樹冠中上部東、南、西、北及中5個方向的果實進(jìn)行采樣，每個區(qū)域選擇3株果樹，每株采15～20個果，采后用冰盒保存帶回實驗室備用。

表1 12份奈李的取樣地信息

1.1.2 儀器設(shè)備 ME204E電子天平(精度為0.01 g，德國梅特勒公司)，數(shù)顯游標(biāo)卡尺(中國上海量具刃具廠，0～150 mm)，GY-1果實硬度計(中國浙江托普儀器有限公司)，CR-400美能達(dá)全自動色差計(日本柯尼卡美能達(dá)公司)，TD-45數(shù)顯手持折光儀(中國浙江托普儀器有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 果實外觀品質(zhì)指標(biāo)測定 參照文獻(xiàn)[8]的方法對果實外觀品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測。采用電子天平稱量單果重；采用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量果實最大縱徑與最大橫徑；采用果實硬度計測量果實去皮硬度；采用經(jīng)校正的全自動色差計測定果皮顏色，得到L值、A值和B值。L值反映果面明亮程度，取值范圍為0～100，值越小越接近黑色，越大則越接近白色；A值反映紅色或綠色物質(zhì)的濃度，A=0時為灰色，A>0時，值越大越接近純紅色，A<0時，越小越接近純綠色；B值反映黃色或藍(lán)色物質(zhì)的濃度，B=0時為灰色，B>0時，值越大越接近純黃色，B<0時，值越小越接近純藍(lán)色。

果形指數(shù)=果實縱徑/橫徑

1.2.2 果實營養(yǎng)成分指標(biāo)測定 采用NaOH滴定法測定可滴定酸含量(GB/T 12456—2008食品中總酸的測定)；采用折射儀法測定可溶性固形物含量(NY/T 2637—2014 水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定 折射儀法)；參照文獻(xiàn)[17]的方法，分別采用蔥酮比色法、考馬斯亮藍(lán)-G250法和直接干燥法測定可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和水分含量；采用2，6-二氯靛酚滴定法測定VC和鈣、鐵、鎂及錳的含量(GB 5009.86—2016 食品中抗壞血酸的測定，GB/T 5009.92—2003 食品中鈣的測定，GB/T 5009.90—2003 食品中鐵、鎂、錳的測定)；采用原子吸收分光光度法檢測鉀、鈉、鋅等元素含量(GB/T 15402—94 水果、蔬菜及其制品鈉、鉀含量的測定，GB/T 5009.14—2003 食品中鋅的測定)。計算可食率(%)[17]、固酸比和糖酸比[18]。

可食率=[(果實總重-果核重)/果實總重]×100%

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量

糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 12份奈李的外觀品質(zhì)

2.1.1 外觀品質(zhì) 從表2看出，12份奈李常規(guī)外觀指標(biāo)存在差異。L為58.34～63.30，以4號最高，5號(62.84)其次，二者顯著高于除2號、3號、6號和8號外的其余樣品；11號最低，顯著低于除1號、9號和12號外的其余樣品。A為-2.71～7.03，以11號最高，顯著高于其余樣品；2號(4.49)和6號(4.43)其次，二者顯著高于除9號外的其余樣品；4號最低，顯著低于除7號外的其余樣品。B為36.99～44.61，以8號最高，顯著高于2號、4號、6號及10～12號；9號(43.82)和7號(43.36)其次，二者均顯著高于2號、4號、6號及11～12號；6號最低，顯著低于除2號、4號和11號外的其余樣品。單果重為66.69～132.05 g，以8號最大，6號(124.58 g)其次，二者均顯著高于其余樣品；2號較小，顯著低于其余樣品。縱徑和橫徑分別為52.69～60.64 mm和48.60～62.71 mm，樣品間差異較小；果形指數(shù)為0.95～1.09，以3號和11號最高，顯著高于其余樣品，其次是8號(1.07)，1號最低。各樣品去皮硬度為6.18×105～8.73×105Pa，樣品間差異均較小。

表2 12份奈李果實的外觀品質(zhì)

2.1.2 外觀品質(zhì)主成分分析 從表3看出，通過對8個外觀指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，根據(jù)特征值大于1的原則提取到3個主成分，其對應(yīng)特征值分別為3.26、1.84和1.44，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)81.74%。表明，此3個主成分能夠代表外觀品質(zhì)性狀81.74%的信息，且決定此3個主成分大小的指標(biāo)分別是第1主成分的單果重、縱徑和橫徑，第2主成分的硬度，第3主成分的B。以各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，構(gòu)建不同地區(qū)奈李外觀品質(zhì)評價模型：X=0.408X1+0.230X2+0.180X3。據(jù)此得到12份奈李外觀品質(zhì)的綜合得分(表4)為-0.77～0.62分，依次為4號>3號>5號>8號>6號>7號>11號>2號>10號>9號>12號>1號。

表3 12份奈李果實外觀品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣、特征值及貢獻(xiàn)率

表4 12份奈李果實外觀品質(zhì)的綜合評價

2.2 12份奈李的營養(yǎng)成分

2.2.1 營養(yǎng)成分含量 從表5和表6看出水分、可溶性固形物、可溶性糖等9種常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)及鉀、鈣、鎂等7種礦質(zhì)元素含量的變化。

表5 12份奈李的9種常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)

表6 12份奈李(鮮樣)7種礦質(zhì)元素的含量

1)常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)。12份奈李果實中，水分含量為81.32%～88.02%，以10號最高，9號最低，樣品間差異性較小?？墒陈示?0%以上，12號略低，僅93.14%，其余樣品為96.41%～98.07%，8號可食率最高，5號(97.94%)其次，無顯著差異。可溶性固形物含量為11.90%～17.37%，11號最高，9號(16.97%)次之，顯著高于其余樣品，4號最低。11號、9號的可滴定酸含量顯著高于其他樣品，分別為1.29%和1.00%，2號最低，僅0.61%?？扇苄蕴呛繛?.85%～13.41%，9號最高且顯著高于其他樣品，2號(11.52%)其次，11號則顯著低余其他樣品。固酸比和糖酸比分別為13.44～25.83和4.55～18.82，二者均以2號最高，且顯著高于其余樣品，10號的固酸比最低，而11號的糖酸比最低。9號的VC含量最高，為0.60 mg/100g，明顯高于其余樣品，1號VC含量顯著低于其他樣品，僅0.17 mg/100g。3號的可溶性蛋白質(zhì)含量為5.81%，較其他樣品高，1號最低，為2%。

2)礦質(zhì)元素。7種被檢元素中，K、Mg和Zn元素在各樣品中的含量基本相當(dāng)，差異較小。7號的K含量最低，為1.04 mg/g，6號最高，為1.84 mg/g；Mg含量為53.77(5號)～70.98 μg/g(11號)，Zn含量為1.37(9號)～1.87 μg/g(11號)；10號的Ca含量最高，為70.25 μg/g，是7號(26.39 μg/g，最低)的2.66倍；5號的Fe含量為1.98 μg/g，是1號(0.78 μg/g，最低)的2.54倍；11號的Mn含量為2.11 μg/g，是3號(0.38 μg/g，最低)的5.55倍；4號的Cu含量為6.64 μg/g，是7號(0.55 μg/g，最低)的12.07倍。

2.2.2 營養(yǎng)指標(biāo)主成分分析 從表7看出，通過對16個營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，共提取到5個特征值大于1的主成分，貢獻(xiàn)率分別為28.36%、23.95%、14.60%、11.04%和8.86%，代表16個指標(biāo)中86.81%的信息。其中，主成分1的代表性指標(biāo)為可滴定酸、可溶性糖和糖酸比；主成分2的代表性指標(biāo)為可溶性固形物、水分和Mg；主成分3的代表性指標(biāo)為可食率；主成分4的代表性指標(biāo)為VC和Zn；主成分5的代表性指標(biāo)為可溶性蛋白質(zhì)。據(jù)此構(gòu)建得到不同地區(qū)奈李營養(yǎng)指標(biāo)評價模型：Y=0.284Y1+0.240Y2+0.146Y3+0.110Y4+0.089Y5。計算得到12份奈李16個營養(yǎng)指標(biāo)的綜合得分(表8)，具體表現(xiàn)為11號>6號>9號>10號>5號>2號>8號>4號>1號>3號>12號>7號。

表7 12份奈李營養(yǎng)指標(biāo)的主成分載荷矩陣、特征值及貢獻(xiàn)率

表8 12份奈李營養(yǎng)指標(biāo)的綜合評價

2.3 果實品質(zhì)因子的綜合評價

2.3.1 相關(guān)性分析 從表9可見，L與水分呈顯著正相關(guān)，與可滴定酸和Mg呈顯著負(fù)相關(guān)；A與可溶性固形物、Mg和K呈顯著正相關(guān)；B與K呈顯著負(fù)相關(guān)；水分與可溶性固形物呈顯著負(fù)相關(guān)；固酸比與可溶性糖、糖酸比呈顯著正相關(guān)；VC與糖酸比呈顯著負(fù)相關(guān)。表明，可以通過部分指標(biāo)的測定預(yù)測與之相關(guān)的指標(biāo)增減趨勢，相關(guān)性越強(qiáng)，趨勢越明顯。

2.3.2 主成分分析 從表10可知，通過降維的方法對24個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，特征值大于1的成分共有6個，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.94%，包含奈李常規(guī)品質(zhì)中絕大部分指標(biāo)信息。第1主成分特征值5.77，貢獻(xiàn)率24.05%，其中，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為Mg和水分；第2主成分特征值5.45，貢獻(xiàn)率22.73%，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為糖酸比、固酸比和可滴定酸；第3主成分特征值3.52，貢獻(xiàn)率14.69%，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為單果重和橫徑；第4主成分特征值2.90，貢獻(xiàn)率12.06%，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為B；第5主成分特征值2.19，貢獻(xiàn)率9.13%，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為硬度；第6主成分特征值1.75，貢獻(xiàn)率7.29%，貢獻(xiàn)較大的指標(biāo)為可溶性蛋白質(zhì)和Ca。根據(jù)主成分分析，建立不同地區(qū)奈李果實品質(zhì)綜合評價模型：Z=0.240Z1+0.227Z2+0.147Z3+0.121Z4+0.091Z5+0.073Z6，據(jù)此計算得到12份奈李果實品質(zhì)的綜合得分(表11)，依次為3號>8號>5號>6號>4號>11號>7號>9號>10號>2號>1號>12號。

表10 12份奈李果實品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣、特征值及貢獻(xiàn)率

表11 12份奈李果實品質(zhì)指標(biāo)的綜合評價

2.3.3 聚類分析 從圖1看出，在類間距離為15時，12份奈李被聚為4類。第1類包括4號、5號、3號、7號和8號奈李，其果實果皮明亮度、硬度和水分較高，糖酸比、固酸比適中；第2類包括10號、12號、1號、9號和2號，其果實擁有較高的可溶性糖和可滴定酸含量，糖酸比和鈣元素含量較高；6號和11號分別歸入第3類和第4類，6號果實硬度最小、鉀元素含量最高，11號的可溶性固形物、可滴定酸、維生素C、鎂及鋅元素含量最高。結(jié)合外觀品質(zhì)、營養(yǎng)指標(biāo)分析結(jié)果看，第1類外觀品質(zhì)較優(yōu)，第2類外觀品質(zhì)排名較為靠后，但營養(yǎng)指標(biāo)評價居中，第3類和第4類的營養(yǎng)指標(biāo)評價較高。

圖1 12份奈李果實品質(zhì)的系統(tǒng)聚類圖譜

3 討論

通過降維方法對貴州12份奈李的24個指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取到6個主成分累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.94%，包含了奈李常規(guī)品質(zhì)中大部分信息。第1主成分為Mg和水分，第2主成分主要代表為糖酸比、固酸比和可滴定酸，第3主成分主要代表為單果重和橫徑，第4主成分主要代表為黃藍(lán)色物質(zhì)濃度，第5主成分主要代表為硬度，第6主成分主要代表為可溶性蛋白質(zhì)和Ca。對12份奈李的24個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析后發(fā)現(xiàn)，在類間距離為15時，12份奈李被聚為4類，第1類果實果皮明亮度、硬度和水分較高，糖酸比、固酸比適中；第2類擁有較高的可溶性糖和可滴定酸含量，糖酸比和鈣元素含量較高；第3類果實硬度最小、鉀元素含量最高；第4類可溶性固形物、可滴定酸、維生素C、鎂及鋅元素含量最高。結(jié)合外觀品質(zhì)、營養(yǎng)指標(biāo)分析結(jié)果來看，第1類外觀品質(zhì)較優(yōu)，第2類外觀品質(zhì)排名較為靠后，但營養(yǎng)指標(biāo)評價居中，第3類和第4類營養(yǎng)指標(biāo)評價較高。

果實品質(zhì)的好壞直接決定其市場競爭力，水果品質(zhì)包括外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，包括色澤、果形、糖酸比及維生素含量等。廣西奈李的平均單果重為86.43 g，可溶性總糖含量7.05%，總酸含量0.46%，VC含量6.59 mg/100g，可溶性固形物含量11.23%，固酸比24.41及糖酸比15.3[16]。廣東奈李單果重一般70～100 g，最大單果重達(dá)180 g，可食率為97%[19]。1994年黔北地區(qū)引進(jìn)的奈李單果重僅為40～80 g[6]，但其在長順地區(qū)的最大單果重可達(dá)230 g[13]。12份奈李單果重為66.69～132.05 g，果形指數(shù)為0.95～1.09，硬度為6.18～8.73，水分為83.96%～88.02%，可食率為93.14%～98.07%，差異較??；可溶性固形物含量11.90%～17.37%，可滴定酸含量0.61%～1.29%，可溶性糖含量5.85%～13.41%，VC含量為0.17～0.60 mg/100g FW，固酸比及糖酸比最高值分別為25.83和18.82，樣品間差異較大；7種被檢礦質(zhì)元素中，K、Mg和Zn元素在各樣品中的含量基本相當(dāng)，差異較?。籆a、Fe、Mn和Cu元素含量差異較大，最大差異倍數(shù)達(dá)12.07。不同園區(qū)的施肥條件、管理水平、土壤營養(yǎng)及其酸堿度等可能是影響奈李果實品質(zhì)的因素。貴州奈李與廣西、廣東地區(qū)奈李品質(zhì)也略有不同，可能與地方氣候、光照、栽培管理等方面因素有關(guān)。

4 結(jié)論

根據(jù)主成分分析建立了貴州奈李果實外觀品質(zhì)評價模型：X=0.408X1+0.230X2+0.180X3；營養(yǎng)指標(biāo)評價模型：Y=0.284Y1+0.240Y2+0.146Y3+0.110Y4+0.089Y5；綜合評價模型：Z=0.240Z1+0.227Z2+0.147Z3+0.121Z4+0.091Z5+0.073Z6。通過系統(tǒng)聚類，12份奈李被聚為4類，第1類包括4號、5號、3號、7號和8號，其外觀品質(zhì)較優(yōu)，第3類(6號)和第4類(11號)營養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)。12份奈李的綜合品質(zhì)依次為3號>8號>5號>6號>4號>11號>7號>9號>10號>2號>1號>12號。綜合評價體系的建立可為貴州奈李產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。