不同授粉品種綠寶蘋果主要營養(yǎng)品質(zhì)及主成分分析

丁 倩石 玉甄潤英

(1. 天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；2. 天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384)

蘋果作為中國栽培面積和產(chǎn)量最大的水果品種，在繁榮果品市場、滿足消費(fèi)者需求等方面起到了重要的作用[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，2016年中國蘋果栽培面積為2.33×106hm2，產(chǎn)量達(dá)4.38×107t，約占世界蘋果總量的60%。蘋果的營養(yǎng)成分主要集中在蘋果的果肉、果皮中，包括蘋果多酚、三萜和植物甾醇、蛋白質(zhì)、糖分、維生素和微量元素等[3]。為了改善蘋果的品質(zhì)，專家們進(jìn)行了多方面研究，采用多種方式對(duì)蘋果的品種進(jìn)行改良。

張秀芝等[4]采用光譜分析技術(shù)研究了不同的砧木與蘋果葉營養(yǎng)元素、果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)和蘋果品質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)砧木的類型影響蘋果葉片對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，并且蘋果葉片中的大量元素與果實(shí)的部分營養(yǎng)元素之間存在顯著相關(guān)性。黨納等[5]探討了以二氫茉莉酸甲酯和香草醛為主的2種蘋果品質(zhì)改良劑對(duì)蘋果品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，2種品質(zhì)改良劑均可促進(jìn)蘋果的果皮著色、提高營養(yǎng)成分、改善果實(shí)風(fēng)味、提高貯藏品質(zhì)等；董曉燕等[6]比較了人工、壁蜂、自然3種授粉方法對(duì)七月鮮、寒富、富士等不同成熟度蘋果果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀的影響，顯示人工授粉和壁蜂授粉的果實(shí)品質(zhì)在單果重、果型指數(shù)、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸等均高于自然授粉，人工授粉的果實(shí)略優(yōu)于壁蜂授粉的；徐臣善等[7]采用紅星、荷紅、美紅等9個(gè)授粉品種對(duì)“長富2號(hào)”紅富士蘋果進(jìn)行授粉，分析其紅富士蘋果的品質(zhì)，結(jié)果顯示，授粉后的蘋果果實(shí)中VC、可溶性蛋白等差異最顯著，干物質(zhì)和可溶性固形物的差異顯著，表明授粉處理對(duì)紅富士果實(shí)品質(zhì)有重要影響。

綠寶蘋果是高酸蘋果中的優(yōu)良品種，產(chǎn)量高、果實(shí)大、出汁率高。高酸蘋果作為濃縮蘋果果汁優(yōu)質(zhì)原料果，兼具一定的烹食或鮮食功能，目前對(duì)于綠寶蘋果的研究集中在生產(chǎn)栽培等方面，如駱建霞等[8]將陜西銅川的綠寶蘋果引入天津進(jìn)行栽培試驗(yàn)，結(jié)果表明，綠寶蘋果在天津地區(qū)生長發(fā)育良好，且八棱海棠、圓葉海棠等可作為適宜的嫁接砧木，并根據(jù)生產(chǎn)性能指標(biāo)初步篩選出幾種相對(duì)適宜的授粉品種：摩力士、大紅榮、首紅。但關(guān)于綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)分析評(píng)價(jià)的研究相對(duì)較少，且普遍缺乏規(guī)律性。本研究擬以首紅、大紅榮、摩力士、紅富士、嘎啦和格力佛6個(gè)品種蘋果對(duì)綠寶蘋果進(jìn)行授粉，分析其果實(shí)的主要營養(yǎng)物質(zhì)，并與自然授粉的果實(shí)進(jìn)行對(duì)比，通過綜合分析確定授粉品種對(duì)綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)的影響，為改善綠寶蘋果的營養(yǎng)價(jià)值提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗(yàn)材料

綠寶蘋果果實(shí)：采摘于天津市薊縣櫻桃谷試驗(yàn)基地的成熟果實(shí)，此果實(shí)為綠寶蘋果經(jīng)首紅、大紅榮、摩力士、紅富士、嘎啦、格力佛等品種授粉以及自然授粉(對(duì)照)后的果實(shí)，要求果實(shí)新鮮、完整、無破損。取果實(shí)可食部分細(xì)碎混勻后進(jìn)行各營養(yǎng)指標(biāo)的測定。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

可見分光光度計(jì)：WFJ7200型，上海美譜達(dá)儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HWS24型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

凱氏定氮儀：UDK142型，北京怡孚和融科技有限公司。

1.2 營養(yǎng)品質(zhì)測定指標(biāo)及方法

1.2.1 指標(biāo)測定

(1) VC含量：按GB 5009.86—2016的2，6-二氯靛酚滴定法執(zhí)行。

(2) 總酚含量：按GB/T 8313—2008的福林-酚比色法執(zhí)行。

(3) 黃酮含量：按NY/T 2010—2011的亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法執(zhí)行。

(4) 總蛋白含量(粗蛋白)：采用凱氏定氮儀進(jìn)行測定。

(5) 總糖含量：按SN/T 4260—2015的苯酚-硫酸法測定法執(zhí)行。

(6) 無機(jī)物：按GB 50094—2010的總灰分測定法執(zhí)行。

1.2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用2016 WPS Excel和SPSS V17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)值法和主成分分析法對(duì)營養(yǎng)品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

隸屬函數(shù)值按式(1)計(jì)算：

RXi=Xi-Xmin/Xmax-Xmin，

(1)

式中：

Xi——實(shí)際測定數(shù)值；

Xmin和Xmax——分別為實(shí)際測定值中的最小值和最大值。

隸屬函數(shù)值越接近1越好，越接近0越差。

主成分分析Dn值[9-10]按式(2)計(jì)算：

(2)

式中：

Dn——主成分分析得到的果實(shí)品質(zhì)綜合分值；

Fjn——第n個(gè)授粉品種第j個(gè)特征根>1 的主成分分值；

m——特征根>1 的主成分個(gè)數(shù)；

Ej——第j個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋白質(zhì)、總糖和無機(jī)物含量對(duì)比

蛋白質(zhì)、總糖、礦物質(zhì)3種營養(yǎng)素對(duì)綠寶蘋果的營養(yǎng)品質(zhì)有著重要影響，特別是糖的含量直接影響口感。6種不同授粉的綠寶蘋果和自然授粉綠寶蘋果的蛋白質(zhì)、總糖和無機(jī)物(灰分)含量測定結(jié)果及比較分析見表1。

表1不同授粉品種綠寶蘋果蛋白質(zhì)、總糖和灰分測定結(jié)果?

Table 1 Determination of the contents of protein, total sugar and ash in bramley apples with different pollination varieties

授粉品種總糖/(10-2g?g-1)蛋白質(zhì)/(10-2g?g-1)灰分/%嘎啦 16.980±0.493B0.353±0.003fF0.206±0.014eE紅富士17.545±0.202A0.443±0.014cC0.310±0.007bB大紅榮16.402±0.338C0.414±0.004dD0.341±0.024aA摩力士12.144±0.933F0.511±0.015aA0.234±0.005dD格力佛12.976±0.173D0.362±0.010eE0.251±0.004cC首紅 12.715±0.167E0.349±0.004fF0.233±0.002dD自然 11.801±0.583G0.463±0.027bB0.235±0.052dD

? 同列大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上的顯著性差異。

表1結(jié)果顯示，經(jīng)不同品種授粉的綠寶蘋果總糖含量相互間差異均達(dá)到極顯著水平，紅富士授粉的綠寶蘋果總糖含量最高(17.545 g/100 g)，自然授粉的最低。摩力士品種授粉后，綠寶蘋果的蛋白質(zhì)含量最高(0.511 g/100 g)，極顯著高于其他授粉品種(P<0.01)，其次為自然授粉的，嘎啦和首紅品種授粉的最低。以大紅榮授粉的綠寶蘋果無機(jī)物(灰分)含量最高(0.341 g/100 g)，且顯著高于其他授粉品種，摩力士、首紅品種及自然授粉的蘋果相互間無差異，嘎啦授粉的最低。由此得到，通過適當(dāng)品種授粉，可在不同程度上提高綠寶蘋果的蛋白質(zhì)、總糖和礦物質(zhì)含量。

2.2 果實(shí)中VC、多酚和黃酮含量對(duì)比

由表2可以看出 ，VC含量以摩力士品種授粉的綠寶蘋果最高(8.297 mg/100 g)，極顯著高于其他授粉品種，有3個(gè)授粉品種(摩力士、嘎啦、格力佛)高于自然授粉，不同授粉品種間均達(dá)到極顯著水平。經(jīng)首紅品種授粉的綠寶蘋果黃酮類化合物含量最高(4.849 mg/100 g)，其次為紅富士授粉的綠寶蘋果，且相比于自然授粉，有4個(gè)授粉品種(首紅、大紅榮、紅富士、摩力士)在黃酮含量上有所提高。多酚含量以首紅品種授粉的綠寶蘋果最高(5.464 mg/100 g)，其次為紅富士授粉的，自然授粉的最低，各品種間達(dá)到顯著水平。從上述3個(gè)指標(biāo)分析看，采用適當(dāng)?shù)钠贩N授粉可在一定程度上改善綠寶蘋果的營養(yǎng)品質(zhì)。

表2不同授粉品種綠寶蘋果VC、多酚和黃酮測定結(jié)果?

Table 2 Determination of the contents of VC, polyphenols and flavonoid in Bramley apples with different pollination varieties mg/100 g

授粉品種VC黃酮多酚嘎啦 5.025±0.015B2.180±0.023E3.555±0.095dD紅富士1.733±0.072E3.555±0.022B4.945±0.056bB大紅榮0.764±0.072G3.462±0.026C4.303±0.023cC摩力士8.297±0.061A3.079±0.021D4.322±0.077cC格力佛2.983±0.119C1.771±0.061G3.336±0.024eE首紅 1.100±0.091F4.849±0.021A5.464±0.072aA自然 1.898±0.024D2.061±0.067F3.250±0.065fF

? 同列中大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上的顯著性差異。

VC是評(píng)價(jià)綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。王衛(wèi)江等[11]采用新紅星、嘎啦、秦冠、首紅、藤牧和金帥6個(gè)授粉品種對(duì)新紅1號(hào)蘋果進(jìn)行授粉，分析其果實(shí)品質(zhì)差異，結(jié)果顯示，授粉品種對(duì)果實(shí)VC含量影響不大；而徐臣善等[7]以紅星、荷紅、美紅等9個(gè)品種分別對(duì)“長富2號(hào)”紅富士蘋果進(jìn)行授粉，分析其果實(shí)中VC含量，結(jié)果顯示授粉后的蘋果果實(shí)中VC差異極顯著。本試驗(yàn)分析得到，不同品種授粉的蘋果VC含量相互間差異均達(dá)到極顯著水平，與徐臣善[8]的觀點(diǎn)一致。

食物中的活性成分，如植物多酚(酚酸和黃酮類化合物)等是目前食品營養(yǎng)學(xué)研究較為活躍的領(lǐng)域[12]，這些活性成分具有抗氧化、抗腫瘤、延緩衰老等功能。本試驗(yàn)中6個(gè)授粉品種綠寶果實(shí)的多酚含量、4個(gè)授粉后果實(shí)黃酮含量均高于自然授粉。結(jié)果表明，選擇適宜的授粉品種可以改善綠寶蘋果的保健功能。

2.3 隸屬函數(shù)及主成分分析

因用單一指標(biāo)評(píng)價(jià)不同品種授粉的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)具有片面性，而隸屬函數(shù)可綜合評(píng)價(jià)各指標(biāo)。本試驗(yàn)對(duì)VC、多酚、黃酮類化合物、蛋白質(zhì)、總糖、礦物質(zhì)含量等一系列反映營養(yǎng)品質(zhì)的指標(biāo)進(jìn)行了隸屬函數(shù)分析(見表3)。

表3 不同品種授粉和自然授粉的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)隸屬函數(shù)值

從表3可以看到，7個(gè)不同品種授粉的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)均值排名，隸屬函數(shù)值排序依次為：紅富士、大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然、格力佛。均值越大，表明綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)越好。紅富士品種授粉的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)最好，其次是大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然，格力佛授粉的最差。

上述隸屬函數(shù)結(jié)果未對(duì)各測試指標(biāo)給予權(quán)重系數(shù)計(jì)算，因此，為更客觀地評(píng)價(jià)不同品種授粉的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)，需對(duì)隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化后的結(jié)果進(jìn)行主成分分析見表4～6。

表4結(jié)果顯示，主成分分析對(duì)6個(gè)測試指標(biāo)的提取率中，大多數(shù)都在90%以上，有2個(gè)指標(biāo)提取率雖不高，但二者均大于60%，能夠很好地反映原始變量的主要信息，故說明主成分分析在本試驗(yàn)中具有可行性。

從表5中可知，特征值大于1的主成分有3個(gè)，第1主成分的方差貢獻(xiàn)率為42.194%；第2主成分的方差貢獻(xiàn)率為23.604%；第3主成分的方差貢獻(xiàn)率為19.274%，3個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.072%，包含了樣品中絕大多數(shù)信息，能反映綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)的整體信息[13-14]，因此可以選前3個(gè)主成分進(jìn)行分析。

根據(jù)表6，共選出了3個(gè)主成分：第1主成分的主要營養(yǎng)指標(biāo)是黃酮類化合物、多酚、灰分和VC，可命名為黃酮因子；第2主成分的是總糖、蛋白質(zhì)、黃酮和多酚，可命名為蛋白因子；第3主成分的是無機(jī)物(灰分)和蛋白質(zhì)，可命名為灰分因子。

由表7可計(jì)算綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)的綜合分值即Dn值，Dn值越大，則表明營養(yǎng)品質(zhì)越好。根據(jù)主成分分析結(jié)果，按Dn值排序與隸屬函數(shù)分析結(jié)果基本一致。因此，綜合分析可得出，不同授粉品種綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)從高到低依次為：紅富士、大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然、格力佛。

表4 公因子方差

表5 解釋的總方差

表6 成分矩陣

表7不同授粉品種綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)綜合分值

Table 7 Comprehensive score of nutritional quality in bramley apples with different pollination varieties

授粉品種Dn綜合排序紅富士169.631大紅榮144.542摩力士137.013首紅 117.844嘎啦 73.345自然 47.466格力佛40.677

3 結(jié)論

本研究分析了6個(gè)不同授粉品種的綠寶蘋果果實(shí)的蛋白質(zhì)、總糖、灰分、VC、多酚以及黃酮含量，并與自然授粉的進(jìn)行比較，結(jié)果顯示各測定指標(biāo)均有顯著或極顯著差異，結(jié)合隸屬函數(shù)和主成分分析得出：授粉品種會(huì)影響綠寶蘋果的營養(yǎng)品質(zhì)，本研究中有4個(gè)授粉品種的綠寶蘋果營養(yǎng)品質(zhì)均優(yōu)于自然授粉，其優(yōu)劣順序排列依次為摩力士、嘎啦、格力佛、大紅榮。

要最終確定綠寶蘋果最適宜的授粉品種以更適于加工或貯藏，則需進(jìn)一步對(duì)果實(shí)產(chǎn)量、加工及貯藏特性等方面進(jìn)行研究。

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