我國北方高酸蘋果綜合品質(zhì)評價

李紅英，張 磊,*，張曉煜，曹 寧，袁海燕

（1.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室，寧夏氣象防災減災重點實驗室，

寧夏 銀川 750002；2.寧夏國土資源調(diào)查監(jiān)測院，寧夏 銀川 750004）

我國北方高酸蘋果綜合品質(zhì)評價

李紅英1，張 磊1,*，張曉煜1，曹 寧1，袁海燕2

（1.中國氣象局旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室，寧夏氣象防災減災重點實驗室，

寧夏 銀川 750002；2.寧夏國土資源調(diào)查監(jiān)測院，寧夏 銀川 750004）

為了推動高酸蘋果基地合理規(guī)劃，提高產(chǎn)業(yè)競爭力，對我國北方高酸蘋果綜合品質(zhì)進行了定量綜合評價。基于2011—2014年我國8 省區(qū)多點采樣檢驗資料，采用層次分析法和K-均值聚類分析方法，綜合高酸蘋果榨汁和鮮食兩種用途，將可滴定酸、可溶性固形物、VC含量、出汁率等主要品質(zhì)因子根據(jù)生理品質(zhì)、物理品質(zhì)和外觀品質(zhì)分為3 類，構建了高酸蘋果品質(zhì)評價指標和評價體系，對各地高酸蘋果綜合品質(zhì)進行了評價。結果表明，我國寧夏、遼寧兩省區(qū)采樣點上高酸蘋果綜合評價等級較高，品質(zhì)相對較好，陜西、河南兩省采樣區(qū)域高酸蘋果品質(zhì)不穩(wěn)定，甘肅、山西和山東等省采樣點上多數(shù)年份高酸蘋果綜合評價等級偏低，品質(zhì)一般。2011—2012年各地高酸蘋果品質(zhì)多為良好，2013—2014年各地蘋果品質(zhì)則不穩(wěn)定。所構建的評價體系能夠反映高酸蘋果品質(zhì)地域和年際間的波動，評 價結果可為高酸蘋果產(chǎn)區(qū)結構調(diào)整和蘋果果汁企業(yè)發(fā)展提供參考。

高酸蘋果；澳洲青蘋；層次分析；聚類分析；綜合品質(zhì)評價

李紅英, 張磊, 張曉煜, 等. 我國北方高酸蘋果綜合品質(zhì)評價[J]. 食品科學, 2017, 38(17): 32-35. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717006. http://www.spkx.net.cn

LI Hongying, ZHANG Lei, ZHANG Xiaoyu, et al. Comprehensive quality evaluation of high-acid apples in the north of China[J]. Food Science, 2017, 38(17): 32-35. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717006. http://www.spkx.net.cn

高酸蘋果被認為是加工濃縮果汁的優(yōu)良原料果[1]，其培育大大提升了國內(nèi)蘋果汁企業(yè)的效益和國際市場競爭力。在政府和企業(yè)的大力推動及眾多高酸蘋果引種、栽培、適應性等方面研究成果的支持下[2-4]，傳統(tǒng)的鮮食蘋果產(chǎn)區(qū)均陸續(xù)推廣高酸蘋果種植，部分省區(qū)的種植規(guī)模已相當大。然而盲目引種栽培也造成市場上高酸蘋果品質(zhì)良莠不齊，企業(yè)很難判斷本地區(qū)的原料果品質(zhì)好壞，一定程度上影響企業(yè)利益，也影響果農(nóng)的積極性，導致近年來高酸蘋果種植出現(xiàn)萎縮的趨勢。

在眾多蘋果品質(zhì)因子中[5-8]，含酸量對果實風味品質(zhì)影響較大[9-10]，但卻不是評價品質(zhì)優(yōu)劣的唯一因子，蘋果品質(zhì)評價的基礎影響指標的選取[11-15]包括酸度、糖度、維生素、香氣、糖酸比、固酸比、果形、果實硬度、色澤、風味、果肉質(zhì)地、汁液和異味等的合理搭配及在生產(chǎn)過程中出汁率的高低等多種影響因素[5,16-20]。高酸蘋果作為濃縮蘋果汁優(yōu)質(zhì)原料果，近年來還兼具一定的鮮食功能，但目前對其綜合品質(zhì)的評價指標較少。本研究通過異地取樣檢驗，以高酸蘋果的代表品種澳洲青蘋為例，綜合考慮高酸蘋果酸、糖、榨汁率等生理指標，以及其商品品質(zhì)和耐儲性，建立高酸蘋果綜合品質(zhì)評價指標體系，最終對我國北方主要蘋果產(chǎn)區(qū)高酸蘋果綜合品質(zhì)進行評價，為高酸蘋果基地建設及優(yōu)化布局提供參考依據(jù)，促進蘋果濃縮汁加工業(yè)良性發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料

于2011—2014年在陜西、甘肅、河南、山西、山東、遼寧、四川和寧夏等省區(qū)進行異地集中采樣，考慮到在眾多的高酸蘋果品種中，澳洲青蘋蘋果酸含量6～8 g/L，制汁品質(zhì)極佳，是目前我國引種時間最長、發(fā)展面積最大的加工、鮮食兼用品種[1,19]，實驗以澳洲青蘋為實驗品種。采樣地點包括陜西省富縣、合陽縣、眉縣、長武縣，甘肅省禮縣、清水縣，河南省三門峽市、陜縣，山西省臨猗縣、祁縣，山東省棲霞市，遼寧省綏中縣、營口市，四川省小金縣，寧夏回族自治區(qū)吳忠市、銀川市、中寧縣、中衛(wèi)市等18 個市縣，每年每個采樣點樣品量在20 kg左右，并且為了消除田間管理水平對蘋果的影響，在采樣時盡量選取管理水平相當、成熟度一致的樣品。

1.2 儀器與設備

GMK-835F型蘋果酸度計 韓國G-won公司；PAL-1型數(shù)字式折光儀 日本Atago公司；RQflex 10型反光光度計 德國Merck公司。

1.3 方法

1.3.1 高酸蘋果樣品檢驗

分別測定各樣品的果實可滴定酸含量、可溶性固形物含量、VC含量和出汁率。每個樣品隨機分為3 份，分別充分壓榨出汁后計算出汁率，同時測定果汁的可滴定酸、可溶性固形物和VC含量，取3 次測定結果的平均值。果實硬度采用硬度儀測定，每個樣品取30 個果實的平均硬度值。

1.3.2 樣品外觀品質(zhì)測定

分別測定果實縱徑和橫徑長、偏斜果率、果面色澤、光滑程度、著色度等，其中果形指數(shù)以果實縱徑和橫徑比值表示，果面狀況綜合考慮果面色澤、光滑程度和著色度賦0～1之間值作為參評數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用DPS軟件進行層次分析，SPSS軟件進行K-均值聚類分析[21-22]。

2 結果與分析

2.1 評價體系構建

將高酸蘋果品質(zhì)分為生理品質(zhì)、物理品質(zhì)和外觀品質(zhì)3 類，其中以果面狀況、偏斜果率和果形指數(shù)表征蘋果的外觀品質(zhì)，以單果質(zhì)量、硬度和出汁率表征蘋果的物理品質(zhì)，以VC、可溶性固形物、可滴定酸含量表征蘋果的生理品質(zhì)。

在選定的各項因子中，有的因子對高酸蘋果品質(zhì)是正貢獻，有的是負貢獻，而且各因子的量綱也不同，為評價方便，對所有資料進行歸一化處理，并且將負貢獻的因子用1減后的值作為評價因子。

根據(jù)上述各評價指標因子的相互關系和隸屬關系，建立高酸蘋果品質(zhì)評價因子層次結構關系（表1）。

表 1 高酸蘋果品質(zhì)評價因子層次結構Table 1 Hierarchy structure of quality factors of high-acid apple

2.2 判斷矩陣和一致性檢驗

比較Xi和Xj兩個因子的重要性，運用2 個因子比值（Xi/Xj）aij來表示，aij越大，說明Xi相對于Xj的重要性越強，aij從1、3、5、7、9分別對應Xi與Xj的重要性相同、比Xj稍強、強、很強、絕對強。據(jù)此構造出表1層次結構關系中較低層指標相對于高一層指標的判斷矩陣（表2），最終得到各指標因子（C1～C9）對高酸榨汁蘋果品質(zhì)（A）的影響權重見表3，并且均通過一致性檢驗。其中可滴定酸含量對高酸蘋果綜合品質(zhì)影響最大，權重為0.474，其次是出汁率，其權重為0.178，可溶性固形物含量對高酸蘋果綜合品質(zhì)影響居第3位，其權重為0.122，隨后是硬度、VC含量、果形指數(shù)、偏斜果率的影響，權重分別為0.072、0.053、0.046和0.019，影響程度最小的是果面狀況，其權重僅為0.008。

表 2 判斷矩陣及其一致性檢驗Table 2 Results of matrix and its consistency test

表 3 各指標因子對高酸蘋果品質(zhì)影響權重及一致性檢驗Table 3 Weight values of quality factors of high-acid apple and consistency test

2.3 綜合品質(zhì)評價

表 4 各采樣點蘋果綜合品質(zhì)評價結果Table 4 Quality assessment results of high-acid apples from different areas

根據(jù)表3中每個影響因子對高酸榨汁蘋果綜合品質(zhì)影響權重乘以各樣點對應測試結果的歸一化值，計算得到各樣點蘋果綜合品質(zhì)得分見表4，并運用K-均值聚類方法將各采樣點的評估品質(zhì)劃分為4級，代碼1、2、3和4分別表示蘋果綜合品質(zhì)優(yōu)、良好、一般、差，各等級聚類中心綜合得分分別為：0.69、0.60、0.50和0.39。

從表4可知，遼寧營口市、寧夏吳忠市、中衛(wèi)市、銀川市高酸蘋果品質(zhì)優(yōu)良。河南三門峽市、陜西眉縣、陜西長武縣高酸蘋果品質(zhì)良好。遼寧綏中縣、寧夏中寧縣、甘肅禮縣、甘肅清水縣，山東棲霞市，山西祁縣、河南陜縣、四川小金縣、陜西合陽縣和富縣高酸蘋果品質(zhì)一般，其中遼寧綏中縣、寧夏中寧縣個別年份可達到優(yōu)質(zhì)。山東棲霞、河南三門峽市和山西臨猗縣2014年，以及山西祁縣、陜西長武縣、甘肅禮縣和陜西眉縣2013年高酸蘋果品質(zhì)較差。

表 5 各省份高酸蘋果不同品質(zhì)等級所占比例Table 5 Proportions of different grades of high-acid apples in different provinces

由表5可知，在有限采樣點內(nèi)，遼寧和寧夏兩省份分別有55%和40%的蘋果樣本綜合品質(zhì)達到優(yōu)，且沒有品質(zhì)較差的樣本；陜西、河南兩省大部樣品蘋果綜合品質(zhì)良好，甘肅、山東省大部樣本蘋果綜合品質(zhì)為一般，山西省大部蘋果綜合品質(zhì)等級為良好或一般；除寧夏、遼寧和四川三省區(qū)外，其他各省均存在17%～25%品質(zhì)較差的樣本。

表 6 2011—2014年高酸蘋果不同品質(zhì)等級所占比例Table 6 Proportions of different quality grades of high-acid apples during 2011 2014

由表6可知，2011年大部蘋果樣本品質(zhì)良好；2012年50%的蘋果樣本品質(zhì)一般，50%樣本品質(zhì)達優(yōu)良，沒有品質(zhì)較差的樣本；2013—2014年蘋果綜合品質(zhì)差異較大，各等級均有。

3 討 論

本研究以高酸蘋果代表澳洲青蘋作為研究對象，運用層次分析法結合聚類分析方法，從眾多因子中篩選出生理、物理和外觀三類9項因子作為評價高酸蘋果綜合品質(zhì)的因子，通過量化各因子對綜合品質(zhì)的影響，突破傳統(tǒng)的定性描述的方法，將不同類型、不同量綱的因子統(tǒng)一到一個評價模式中，增加了模型的可操作性。

在選取高酸蘋果綜合品質(zhì)評價指標時參考聶繼云[15]、鄧健康[23]等對制汁用蘋果評價指標的篩選結果，但又考慮高酸蘋果兼具榨汁和鮮食兩種功能的特點[24]，將剔除掉的果形、色澤、果面狀況以及VC含量和可溶性固形物含量等指標仍然作為高酸蘋果品質(zhì)的評價指標。可溶性固形物和可溶性糖均作為營養(yǎng)指標，考慮到可溶性固形物含量測定方法遠比可溶性糖含量簡單，并且可溶性固形物對蘋果品質(zhì)影響也大于可溶性糖含量[4]，本研究將可溶性糖含量選為評價指標。同時由于以澳洲青蘋作為主要研究對象，有其獨特的風味和香氣，受實驗條件限制，各產(chǎn)區(qū)之間蘋果風味、香氣的細微差異并沒有進行區(qū)分，這也是下一步完善細化評價體系的關注點之一。

產(chǎn)區(qū)內(nèi)微環(huán)境和年際間差異對蘋果品質(zhì)會產(chǎn)生一定的影響。同一產(chǎn)區(qū)不同取樣點之間存在差異，河南省蘋果主要集中在豫西地區(qū)，但三門峽市除2014年外蘋果品質(zhì)均達良好，而陜縣蘋果品質(zhì)則一般。不同地區(qū)蘋果品質(zhì)年際間變化也不同，如甘肅清水縣連續(xù)3 年品質(zhì)都為一般較穩(wěn)定，甘肅禮縣年際間變化較大，2012—2014年蘋果品質(zhì)分別為中等、較差、良好。另外，沒有一個地區(qū)可以始終保持優(yōu)等，同時，受氣候、土壤、施肥等生態(tài)環(huán)境條件以及樹體本身的制約[25-30]，在有些地區(qū)蘋果的綜合品質(zhì)想達到良好以上等級也很困難。

高酸蘋果綜合品質(zhì)評價基礎研究較少，評價結果存在與傳統(tǒng)蘋果產(chǎn)區(qū)認識不一致的現(xiàn)象，比如傳統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)蘋果產(chǎn)區(qū)山東省，高酸蘋果綜合品質(zhì)則一般，這主要是由于該產(chǎn)區(qū)高酸蘋果中酸含量過低引起的。同時，蘋果品質(zhì)評價結果很大程度上依賴于評價指標的選取，本研究作為初步研究，評價結果可作為高酸蘋果產(chǎn)區(qū)發(fā)展和蘋果果汁企業(yè)的參考，但受實驗條件限制，評價指標因子選取有限，評價體系和結果有待進一步完善。

4 結 論

所建立的高酸蘋果綜合品質(zhì)評價體系能夠反映產(chǎn)區(qū)和年際間差異，但受采樣點數(shù)量的限制以及評價指標因子選取的局限性，本研究評價結果在各個省區(qū)特別是在大省區(qū)應用時要進一步考慮小區(qū)域之間的差異。整體上，通過評價各省區(qū)采樣點高酸蘋果綜合品質(zhì)，寧夏和遼寧大部采樣區(qū)蘋果綜合評價等級較高，品質(zhì)相對較好；陜西、河南兩省高酸蘋果品質(zhì)多數(shù)年份能達到良好，但不穩(wěn)定；甘肅、山西和山東等省采樣區(qū)高酸蘋果綜合評價等級較低，品質(zhì)一般。

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Comprehensive Quality Evaluation of High-Acid Apples in the North of China

LI Hongying1, ZHANG Lei1,*, ZHANG Xiaoyu1, CAO Ning1, YUAN Haiyan2
(1. Ningxia Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Reduction, Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions, China Meteorological Administration, Yinchuan 750002, China; 2. Ningxia Institute of Survey and Monitoring of Land and Resources, Yinchuan 750004, China)

Quantitative comprehensive quality evaluation of high-acid apple is importa nt to promote the rational planning of apple producing bases and industrial competitiveness. The overall quality of high-acid apples collected from different growing areas in 8 provinces in northern China from the year 2011 to 2014 was quantitatively evaluated. Taking into account that high-acid apple is consumed as a fresh fruit or as a juice, the main quality factors, including titratable acidity, soluble solids content, vitamin C content and juice yield, were divided to three categories: physiological, physical and appearance quality using the analytical hierarchy process (AHP) and K-means cluster analysis. A system to evaluate the overall quality of high-acid apple based on the selected indicators was established. The results showed that the quality of high-acid apples was relatively higher from Ningxia and Liaoning provinces; the quality of high-acid apples was varied from Shaanxi and Hennan provinces and was general from Gansu, Shanxi and Shandong provinces. The quality of most high-acid apples was good during 2011–2012 and varied during 2013–2014. The developed evaluation system could refi ect the regional and inter-annual quality fi uctuations of high-acid apple and the evaluation results could provide references for the structural adjustment of high-acid apple producing areas and the development of apple juice enterprises.

high-acid apple; Granny Smit h apples; analytic hierarchy process; cluster analysis; comprehensive evaluation

10.7506/spkx1002-6630-201717006

S601.9

A

1002-6630（2017）17-0032-04引文格式：

2016-07-27

國家自然科學基金地區(qū)科學基金項目（31160249）

李紅英（1980—），女，高級工程師，博士，研究方向為氣候資源利用與農(nóng)業(yè)氣象災害。E-mail：hongyinglhy@126.com *通信作者：張磊（1974—），男，高級工程師，碩士，研究方向為農(nóng)業(yè)氣象、農(nóng)業(yè)生態(tài)學。E-mail：zhle.131@163.com