15個(gè)觀賞海棠果實(shí)品質(zhì)分析

王文元，賴秀芳，張恩慧，徐 奇，張丹丹，張往祥,2*

(1.南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院/南方協(xié)同中心，江蘇 南京 210037； 2.揚(yáng)州小蘋果園藝有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225200)

海棠(Malussp.)為薔薇科(Rosaceae)蘋果屬落葉灌木或小喬木，其果實(shí)直徑 ≤ 5 cm，在我國(guó)栽培歷史甚為悠久[1]，起初主要以觀花為主，后逐漸趨向集觀花、葉、果于一身。目前，對(duì)于海棠果實(shí)的研究多集中于色彩研究[2-5]，抗性[6]、栽培應(yīng)用[7-8]等方面。

除觀賞價(jià)值外，海棠果在藥用、食品加工方面也具有潛在效益。研究表明，海棠體內(nèi)富含多種對(duì)醫(yī)藥、日化、食品等領(lǐng)域發(fā)展具有重要意義的天然生物活性物質(zhì)[9]。此外，海棠果實(shí)具有特異香氣成分，海棠果實(shí)的香氣清雅，區(qū)別于我國(guó)蘋果品種現(xiàn)有的“醇香型”和“脂香型”香氣，而類似于澳洲青蘋[10]。海棠果在其系列產(chǎn)品開發(fā)如海棠果酒、果醋等制作工藝已有相關(guān)研究[11-12]，也存在海棠果酒投入生產(chǎn)的實(shí)例[13]。因此，應(yīng)該有更多詳盡而系統(tǒng)的海棠品種果實(shí)品質(zhì)的研究和評(píng)價(jià)分類體系，為海棠果實(shí)產(chǎn)品加工的品種選擇提供一定的理論依據(jù)，劉珩等人已做過(guò)海棠果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)研究[14]。

本研究以15個(gè)觀賞海棠品種果實(shí)為試驗(yàn)材料，測(cè)定其可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī)酸、固酸比、糖酸比、單果重、果肉硬度、果皮硬度，并對(duì)8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，以期對(duì)不同海棠品種果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分類，為海棠果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)和海棠果實(shí)開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)仙女鎮(zhèn)(119°55′E，32°42′N)，屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，年均溫約14.9 ℃，年均降雨量約1 000 mm，無(wú)霜期約320 d。試驗(yàn)地土壤為沙壤土，土層深厚肥沃，地勢(shì)平坦，有良好的灌排條件，管理水平較高。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料均來(lái)自南京林業(yè)大學(xué)海棠種質(zhì)資源圃中立地條件一致的15個(gè)觀賞海棠品種，均以2 m×3 m株行距栽植，各種質(zhì)均有10—30株，且皆已進(jìn)入結(jié)果年(見表1)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品采集 于各品種果實(shí)成熟期，選擇樹形及長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，采摘大小基本一致、著色均勻、成熟度一致、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí)。采后將樣果分為2部分，前者用于單果重和果實(shí)硬度的測(cè)定，后者用于其他指標(biāo)的測(cè)定。

表1 供試海棠品種名稱及編號(hào)

1.3.2 樣品測(cè)定 單果重(g)采用分析天平稱重法，果實(shí)硬度(kg/cm2)包括果皮硬度與果肉硬度，采用TA.XT.Plus 型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，均30次重復(fù)，各保留2位小數(shù)。取果肉組織進(jìn)行一系列生理生化指標(biāo)的測(cè)定：蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖，氫氧化鈉滴定法測(cè)定可滴定酸，WYT型手持測(cè)糖儀測(cè)可溶性固形物[15]。各3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Excel 2013和SPSS 22.0軟件整理數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)品種間差異

由表2可知，15個(gè)海棠品種的8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)具有不同的變異范圍。其中單果重變異系數(shù)最高，為80.15%,其變異范圍則為0.73—6.02，最大值約為最小值的8倍。由此可見，15個(gè)品種的單果重差異極大。可溶性糖含量最低為2.12，最高為5.55；有機(jī)酸含量的變異范圍為7.44%—21.91%；可溶性固形物含量變異范圍在9.10%—21.52%；固酸比的極大值和極小值分別為1.26和0.51；糖酸比浮動(dòng)于0.17—0.41之間；果皮硬度在671.87—1 928.39 kg/cm2之間；果肉硬度則在472.88—1 396.93 kg/cm2之間。8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的最大值為最小值的2.36—2.95倍，差值較小；且變異系數(shù)僅在23.26%—44.90%之間，可見其品種間變異均較小。

根據(jù)方差分析顯示，可溶性糖含量、有機(jī)酸含量、可溶性固形物含量以及單果重在品種間均有極顯著差異；而果皮硬度及果肉硬度的品種間差異并不顯著。

表2 海棠果實(shí)品質(zhì)性狀

**表示在0.01水平上存在極顯著差異

2.2 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性

海棠果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性見表3，結(jié)果顯示，有機(jī)酸含量與固酸比、糖酸比具有極顯著負(fù)相關(guān)性，糖酸比與固酸比，果皮硬度與果肉硬度具有極顯著正相關(guān)，其中，果皮硬度與果肉硬度的相關(guān)性最強(qiáng)，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.832。單果重與固酸比、有機(jī)酸含量分別具有顯著正負(fù)相關(guān)性；可溶性糖含量與糖酸比和果皮硬度亦具有顯著正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性均并不強(qiáng)，其相關(guān)系數(shù)均<0.6。其余指標(biāo)或成正相關(guān)或成負(fù)相關(guān)，然而相關(guān)性均不顯著。

表3 品質(zhì)指標(biāo)的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)矩陣、提取值

*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)

2.3 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

表4為15個(gè)品種8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析結(jié)果，主成分特征值大于1的前3個(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)83.54%，可以代表品質(zhì)的絕大部分信息?？砂言瓉?lái)的8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)綜合為3個(gè)互相獨(dú)立的因子，即為PC1, PC2, PC3，3者方差貢獻(xiàn)率分別為37.49%, 32.28%, 13.77%。

表5為品質(zhì)變量因子負(fù)荷量可以看出原始變量和前3個(gè)主成分之間的相關(guān)性。其中，PC1主要代表有機(jī)酸含量、固酸比、糖酸比和單果重，其中除與有機(jī)酸含量成負(fù)相關(guān)外，其余3個(gè)品質(zhì)指標(biāo)均成正相關(guān)，單果重的相關(guān)性最小，而單果重亦與PC2具有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，但與PC1的相關(guān)程度較接近。PC2主要代表可溶性糖含量、果肉和果皮硬度。PC3則主要代表可溶性固形物，并成正相關(guān)關(guān)系。

15個(gè)品種的主成分得分見表6。PC1得分越高的品種有機(jī)酸含量越低，而固酸比、糖酸比則越高，其單果重也越大，品種‘永恒’、‘衛(wèi)兵’、‘亞當(dāng)’、‘薄荷糖’的絕對(duì)值得分在15個(gè)品種間相對(duì)更高，均大于1，前2者得分為正值。PC2的得分越高，則該品種的可溶性糖含量越高，且其果肉和果皮硬度亦越高，‘超甜時(shí)光’、‘當(dāng)娜’、‘永恒’和‘草莓果凍’均屬此類，而‘絢麗’及‘魔術(shù)’則相反。對(duì)于PC3，此類得分較高的品種可溶性固形物含量較高，如‘當(dāng)娜’、‘魔術(shù)’和‘印第安之夏’均屬此類。

表4 相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、方差貢獻(xiàn)率及累計(jì)方差貢獻(xiàn)率

表5 品質(zhì)變量因子負(fù)荷量

表6 海棠果品質(zhì)主成分得分

3 討論與結(jié)論

海棠果實(shí)品質(zhì)研究對(duì)于引種優(yōu)良品種的篩選有重要意義。本研究對(duì)15個(gè)觀賞海棠8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果表明海棠品種間果實(shí)品質(zhì)差異極顯著，各指標(biāo)間表現(xiàn)出豐富的多樣性，其變異系數(shù)范圍在23.26%—86.75%之間；8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)間大部分指標(biāo)間存在(極)顯著正(負(fù))相關(guān)，部分指標(biāo)間存在一定的相關(guān)性但不顯著。通過(guò)主成分分析得到特征值大于1的前3個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到83.54%，把原來(lái)的8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)綜合為3個(gè)互相獨(dú)立的因子，且通過(guò)綜合得分表明‘永恒’、‘當(dāng)娜’海棠果實(shí)品質(zhì)相對(duì)較好。后續(xù)研究可結(jié)合微量元素、單寧、果膠等指標(biāo)探索不同海棠品種間的差異，為種質(zhì)遴選和栽培育種提供理論依據(jù)。

前人研究表明，風(fēng)味優(yōu)良的蘋果品種的糖酸比范圍多在20%—60%，偏高者風(fēng)味趨甜，偏低者風(fēng)味偏酸，而糖酸比小于10%的風(fēng)味均不佳[15]。本研究結(jié)果表明，果實(shí)可溶性糖的變異系數(shù)較小，有機(jī)酸的變異系數(shù)較大。因此，風(fēng)味的優(yōu)劣受有機(jī)酸含量的影響較大?！篮恪?、‘時(shí)光秀’、‘當(dāng)娜’、‘超甜時(shí)光’等品種的糖酸比、可溶性固形物和可溶性糖含量較高，果肉細(xì)膩且甜，較適合我國(guó)國(guó)民的口味[14,16]。而‘薄荷糖’、‘魔術(shù)’和‘印第安之夏’的可溶性糖含量以及單果重均很小，適于釀酒，且在濃縮果汁的生產(chǎn)方面，較高的酸度意味著減少原料的濃縮倍數(shù)，進(jìn)而提高生產(chǎn)效益[14]。此外，‘超甜時(shí)光’單果重小，果皮、果肉硬度水平高，宿果期長(zhǎng)，適合儲(chǔ)存[3]。另外，采收期的早晚對(duì)果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)以及儲(chǔ)存期影響很大[17]。正確確定果實(shí)成熟度，適時(shí)采收，才能獲得品質(zhì)好、產(chǎn)量高的果實(shí)[18]。賞食兼有的品種可以作為種質(zhì)資源保存；營(yíng)養(yǎng)成分含量均衡較差的，或不符合加工型海棠標(biāo)準(zhǔn)的品種，可用作景觀、生態(tài)等用途樹種。

[1] 唐 菲,丁增成,任 杰,等.我國(guó)觀賞海棠種類及品種概述[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(16):190-195, 218.

[2] 王 歡,張往祥,范俊俊,等.觀賞海棠品種群成熟期果實(shí)色彩綜合評(píng)價(jià)[C]∥中國(guó)園藝學(xué)會(huì)2015年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集.2015.

[3] 張丹丹,范俊俊,王 歡,等.不同觀賞海棠種質(zhì)果色動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究[J].經(jīng)濟(jì)林研究,2017,35(3):161-167.

[4] 李 欣,沈 向,張鮮鮮,等.觀賞海棠葉、果、花色彩的數(shù)字化描述[J].園藝學(xué)報(bào),2010, 37(11):1811-1817.

[5] 吳曉星,劉鳳欒,房義福,等.36個(gè)歐美觀賞海棠品種(種)應(yīng)用價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(1):93-98.

[6] 胡學(xué)儉,孫明高,夏 陽(yáng),等.NaCl脅迫對(duì)無(wú)花果與海棠膜脂過(guò)氧化作用及保護(hù)酶活性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào), 2005, 25(5):937-943.

[7] 許曉崗.垂絲海棠、楸子的扦插生根機(jī)理研究[D].南京:南京林業(yè)大學(xué), 2006.

[8] 劉志強(qiáng),湯庚國(guó).海棠在園林中的應(yīng)用研究[J].蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版),2004, 17(3):75-80.

[9] 秦曉曉.蘋果屬觀賞海棠類黃酮種類、代謝及生物活性分析[D].重慶:西南大學(xué), 2016.

[10] 李曉磊,沈 向,王 磊,等.海棠不同品種果實(shí)香氣物質(zhì)分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008, 41(6):1742-1748.

[11] 賀 凱.年產(chǎn)600噸海棠果酒工程初步設(shè)計(jì)[D].濟(jì)南:齊魯工業(yè)大學(xué), 2016.

[12] 汪國(guó)勝,章軍鵬,林 然,等.海棠果果醋的制作方法:中國(guó)，CN 106148156 A[P]. 2016.

[13] 打造西府海棠新版圖—中國(guó)最具潛力果酒品牌追蹤報(bào)道[DB/OL]. http://news.sina.com.cn/o/2015-07-02/184932061953.shtml#,2015-07-02/2017-10-17.

[14] 劉 珩,盧明艷,王 濤,等.不同品種海棠果品質(zhì)測(cè)定及聚類分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2014, 30(25):222-225.

[15] 賈定賢,米文廣,楊儒琳,等.蘋果品種果實(shí)糖,酸含量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)味的關(guān)系[J].園藝學(xué)報(bào), 1991,18(1):9-14.

[16] 黃月瓊,鄧 文,李談瀟.不同品種哈密瓜果實(shí)品質(zhì)研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2015(1):41-46.

[17] 牛銳敏,饒景萍,韓新花,等.不同采收期對(duì)紅富士蘋果貯藏品質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2006, 15(3):171-174.

[18] 王向斌,周會(huì)玲,張曉曉,等.蘋果果實(shí)品質(zhì)形成及影響因素分析[J].北方園藝,2015(13):186-189.