云南主栽核桃品種堅果品質(zhì)比較及綜合評價*

劉 嬌 范志遠(yuǎn) 贠新華 杜春花 張 雨 徐 亮 馮 倩

(云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650204)

核桃 (Juglanssigillata) 堅果品質(zhì)是評價核桃品種的重要內(nèi)容，主要包括了堅果的大小、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、殼厚以及內(nèi)含物含量等方面的指標(biāo)。近年來，不少學(xué)者開始注重對核桃堅果品質(zhì)的研究。如梁珊珊等[1]、李超等[2]根據(jù)核桃堅果品質(zhì)進(jìn)行了選優(yōu)研究，王曉芹等[3-4]對新疆核桃優(yōu)良核桃品種的實生單株的堅果品質(zhì)作了分析研究，古麗米熱·卡克什等[5]研究得出核桃不同品種之間的堅果外觀品質(zhì)有差異，王中奎等[6]得出不同產(chǎn)地的核桃評價值不同。有關(guān)云南省的核桃主栽品種的堅果品質(zhì)的研究較少，如熊利權(quán)等[7]研究了瀘水1號在不同海拔下的品質(zhì)差異，張雨等[8]研究了三臺核桃果實性狀的變異規(guī)律，劉金鳳等[9]研究了海拔對細(xì)香核桃堅果經(jīng)濟(jì)性狀和營養(yǎng)成分的影響。

良種是發(fā)展核桃產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵，研究云南省的核桃主栽品種之間的堅果品質(zhì)差異，有利于了解核桃主栽品種的特性，為云南省核桃新品種的選育奠定基礎(chǔ)。本研究結(jié)合核桃堅果品質(zhì)指標(biāo)，采用主成分分析法對8個云南省主栽核桃品種的堅果品質(zhì)進(jìn)行比較分析及綜合評價，以期為合理利用核桃資源和品種選擇決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試材料采自云南省各地州市的種子樣品。在云南省核桃主要栽培區(qū)按國土面積大小，每個重點縣選擇3～5個重點調(diào)查鄉(xiāng)，根據(jù)不同的方位及海拔高度，分品種選擇10年生以上核桃結(jié)果植株進(jìn)行標(biāo)記采樣，每株隨機(jī)采集50個果，采樣時間為2016年9月。采集的樣品經(jīng)離青皮，于網(wǎng)兜內(nèi)自然風(fēng)干或烘箱烘干備用。共采集漾泡核桃540份，三臺核桃188份，云新核桃50份，細(xì)香核桃182份，桐子果62份，小圓果60份，圓菠蘿40份，瀘水1號50份，共8個品種1 172份樣品 (如表1)。

表1 實驗材料Table 1 Experimental materials

1.2 研究方法

隨機(jī)選取10個大小均勻的堅果，用游標(biāo)卡尺 (精確到0.01 cm) 測量堅果三徑、堅果殼厚，按公式 (1) 計算三徑均值；用電子天平 (精確到0.01 g) 測量堅果質(zhì)量，其平均值為單果質(zhì)量，其平均仁質(zhì)量為單果仁質(zhì)量，按公式 (2)～(3) 計算出仁率、徑仁率。

三徑均值=(橫徑+縱徑+線徑)/ 3

(1)

出仁率=單果仁質(zhì)量/單果質(zhì)量×100%

(2)

徑仁率=單果仁質(zhì)量/三徑均值

(3)

按照標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定GB/T 5009.6—2003[10]和食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定GB 5009.5—2010[11]對核桃仁粗脂肪和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行檢測。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2003以及SPSS 19.0軟件進(jìn)行LSD差異顯著性分析及因子分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同核桃品種堅果品質(zhì)指標(biāo)均值比較

由表2可知，云南省8個核桃主栽品種三徑均值大小為云新 > 漾泡 > 瀘水1號 > 細(xì)香 > 桐子果 > 三臺 > 圓菠蘿 > 小圓果。云新、漾泡、瀘水1號堅果較大且差異不顯著，但極顯著高于其他5個品種 (P< 0.01)，小圓果三徑均值最小，極顯著低于其他品種 (P< 0.01)；漾泡單果質(zhì)量最大，為13.70 g；其次為桐子果、云新、瀘水1號、圓菠蘿、細(xì)香、三臺、小圓果。其中漾泡，云新，桐子果在單果質(zhì)量上差異不顯著，三臺，圓菠蘿和小圓果分別與其他品種差異極顯著 (P< 0.01)；漾泡單果仁質(zhì)量極顯著高于其他7個品種 (P< 0.01)，云新、細(xì)香、瀘水1號差異不顯著，桐子果與圓菠蘿差異不顯著，小圓果與三臺差異不顯著卻極顯著低于其他品種 (P< 0.01)。細(xì)香核桃出仁率為55.36%，極顯著高于其他品種 (P< 0.01)；其次為漾泡，出仁率為52.05%，與其他品種差異極顯著 (P< 0.01)；三臺、云新、小圓果與瀘水1號差異不顯著，出仁率分別為48.58%，49.91%，48.43%，48.53%；圓菠蘿的出仁率為44.95%，與其他品種差異極顯著 (P< 0.01)；桐子果的出仁率最低，為40.97%，極顯著低于其他品種 (P< 0.01)。漾泡的徑仁率值最大，為2.03，極顯著高于其他品種 (P< 0.01)；三臺與小圓果的徑仁率較小，分別為1.44和1.38，差異不顯著；小圓果的徑仁率最低，極顯著低于漾泡、云新、細(xì)香、圓菠蘿 (P< 0.01)、桐子果、瀘水1號。三臺、細(xì)香、小圓果的種殼較薄，殼厚分別為0.88 mm，0.90 mm，0.85 mm，三者差異不顯著，卻極顯著薄于漾泡、云新、桐子果、圓菠蘿、瀘水1號，其中桐子果的種殼最厚，為1.56 mm (P< 0.01)。8個核桃品種的粗脂肪含量差異不顯著，蛋白質(zhì)含量差異較小，最大的為桐子果，含量為18.04%，最小的為細(xì)香核桃，蛋白質(zhì)含量為16.19%，細(xì)香核桃蛋白質(zhì)含量與漾泡、三臺、桐子果、小圓果差異極顯著 (P< 0.01)，與云新、圓菠蘿、瀘水1號差異不顯著。

表2 不同核桃品種堅果品質(zhì)指標(biāo)均值比較Table 2 Comparison of mean values of nut quality in different J.sigillata varieties

注：不同大寫字母不同表示差異極顯著 (P< 0.01)。

2.2 不同品種堅果品質(zhì)指標(biāo)變異性分析

由表3可知，8個核桃品種三徑均值的變異系數(shù)為4.79%～8.63%，變異性較小，說明8個核桃品種在堅果大小方面一致性較好。單果質(zhì)量的變異系數(shù)由小到大依次為三臺核桃 < 細(xì)香核桃 < 小圓果核桃 < 瀘水1號 < 漾泡核桃 < 云新核桃 < 桐子果 < 圓菠蘿核桃，8個核桃品種單果質(zhì)量的變異系數(shù)均 > 10%。說明變異性較大，桐子果和圓菠蘿核桃的單果質(zhì)量變異系數(shù)達(dá)到了20%以上，說明比其他品種的一致性較差；單果仁質(zhì)量的變異系數(shù)最小的是三臺核桃為14.16%，最大的是圓菠蘿為25.25%，說明三臺核桃單果仁質(zhì)量的一致性較好；出仁率的變異系數(shù)平均為8.77%，最大的為瀘水1號，其次是云新核桃，最小的是小圓果，說明小圓果的出仁率較穩(wěn)定；徑仁率的大小說明了核桃品種種仁的飽滿程度，8個核桃品種徑仁率的變異系數(shù)為10.66%～17.54%，均大于10%，說明8個核桃品種在種仁飽滿程度的變異性較大；小圓果的殼厚變異系數(shù)為9.46%，是8個核桃品種中變異性最小的，變異性最大的云新核桃，變異系數(shù)達(dá)到了30.97%，說明采自不同地區(qū)的云新核桃其殼厚有較大變異；粗脂肪含量的變異系數(shù)平均值為3.47%，變異性較?。恍A果的蛋白質(zhì)含量變異系數(shù)最小，為8.74%，說明小圓果較其它品種的在蛋白質(zhì)含量上具有較好的一致性。

2.3 堅果品質(zhì)指標(biāo)因子分析

2.3.1核桃堅果品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

由表4可知，三徑均值與單果質(zhì)量，單果仁質(zhì)量，徑仁率的相關(guān)性系數(shù)較大，分別為0.877，0.862，0.759，即三徑均值與單果質(zhì)量，單果仁質(zhì)量，徑仁率有一定的正相關(guān)性。出仁率與單果仁質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)為0.495，與徑仁率的相關(guān)系數(shù)是0.561，與殼厚的相關(guān)系數(shù)是-0.464，說明出仁率與單果仁質(zhì)量、徑仁率有一定的正相關(guān)性，與殼厚有一定的負(fù)相關(guān)性。粗脂肪含量與三徑均值的相關(guān)系數(shù)為0.108，有一定的相關(guān)性；蛋白質(zhì)含量與其他堅果品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)較小，說明相關(guān)性不大。

表3 不同核桃品種堅果品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)比較Table 3 Comparison of variation coefficients of quality indexes of nuts in different J.sigillata varieties %

表4 核桃品種堅果品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性矩陣Table 4 Correlation matrix of quality indexes of nuts in different J.sigillata varieties

2.3.2堅果品質(zhì)指標(biāo)主成分分析及綜合評判

由表5可知，前3個主成分的特征值都大于1.000，且累計貢獻(xiàn)率達(dá)到了80.437%，說明用這3個主成分能較好第代替上述 8個品質(zhì)指標(biāo)來評價核桃品種的堅果品質(zhì)。第1主成分的貢獻(xiàn)率較高，為47.911%，其中三徑均值，單果質(zhì)量，單果仁質(zhì)量，徑仁率有較高的正載荷值，分別為0.908，0.961，0.983，0.946。因此，第1主成分包含了核桃的堅果的三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、徑仁率的信息。其中三徑均值、單果質(zhì)量說明了堅果的大小，徑仁率代表著核桃種仁的飽滿程度[12]，所以第1主成分可以定義為核桃堅果的大小和飽滿程度；第2主成分出仁率有較高的正載荷值，殼厚有較高的負(fù)載荷值，貢獻(xiàn)率為20.003%，說明出仁率與殼厚具有負(fù)相關(guān)性，第2主成分可定義為出仁率與殼厚的信息；第3主成分的貢獻(xiàn)率為12.524%，有較大載荷值的是粗脂肪含量與蛋白質(zhì)含量，因此第3主成分包含了核桃內(nèi)含物的信息。主成分分析結(jié)果表明，核桃堅果的大小，單果質(zhì)量，單果單果仁質(zhì)量，徑仁率是反映核桃堅果品質(zhì)的首要性狀，其次是堅果的出仁率與殼厚。

通過主成分分析，對8個云南省核桃主栽品種堅果品質(zhì)指標(biāo)以主成分貢獻(xiàn)率為權(quán)重，根據(jù)前 3個主成分的貢獻(xiàn)率和主成分得分Fi，可建立堅果品質(zhì)綜合評判數(shù)學(xué)模型。

F=(F1×47.911+F2×20.003+F3×12.254)/80.437

式中：F表示綜合得分，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3表示第1,2,3主成分得分。

表5 因子旋轉(zhuǎn)矩陣及貢獻(xiàn)率Table 5 Rotated component matrix and contribution rate

注：提取方法為主成分分析法；旋轉(zhuǎn)方法為帶Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的四分旋轉(zhuǎn)法。

綜合主成分分值F越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。從表6可知，云南省主栽的8個優(yōu)良核桃品種中，漾泡核桃具有較高的綜合得分F值 (0.294 56)，堅果品質(zhì)優(yōu)良，其次是細(xì)香核桃 (-0.011 68) 和云新核桃 (-0.014 17)。漾泡、細(xì)香、云新核桃在堅果大小，單果質(zhì)量、徑仁率的指標(biāo)上均位列前三，其中漾泡的飽滿度較高，徑仁率最大，細(xì)香核桃的出仁率最高，平均達(dá)到55.36%，云新核桃堅果最大。因此，可以得出依據(jù)主成分的因子分析對核桃堅果品質(zhì)進(jìn)行排名具有可靠性。

表6 各主成分得分及優(yōu)良度排名Table 6 Scores of each main component and ranking

3 結(jié)論與討論

本研究采用了堅果的三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、徑仁率、殼厚、粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量8個品質(zhì)指標(biāo)對云南本土的8個優(yōu)良品種作了差異性分析，結(jié)果表明，不同品種間在三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、徑仁率、殼厚方面存在一定的差異性，但在粗脂肪含量方面的差異性不明顯，蛋白質(zhì)含量方面存在一定的差異性；同一品種因土壤、水分、溫度等環(huán)境因子的變化存在著變異性。8個品種各個指標(biāo)的變異系數(shù)說明了該品種的堅果一致性， 8個核桃品種在堅果大小、單果質(zhì)量、徑仁率等指標(biāo)的變異系數(shù)較大，這說明云南這8個本土品種因環(huán)境因子的變化，同一品種會出現(xiàn)堅果大小不一，品質(zhì)參差不齊的現(xiàn)象，但有關(guān)核桃各品質(zhì)指標(biāo)與環(huán)境因子的相關(guān)分析有待進(jìn)一步研究。

主成分因子分析法在綜合評價果實品質(zhì)方面得到了廣泛的應(yīng)用[13-18]。通過相關(guān)性分析得出核桃堅果的8個品質(zhì)指標(biāo)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，若直接利用品質(zhì)指標(biāo)對各品種進(jìn)行評價會導(dǎo)致大量的信息重疊，評價結(jié)果不理想，因此需要對其指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。本研究采用了主成分因子分析法提取了3大主成分，對核桃品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了綜合與簡化，認(rèn)為影響核桃堅果品質(zhì)綜合評價的主因子依次是堅果大小與飽滿程度、出仁率與殼厚、核桃內(nèi)含物含量。這與梁珊珊等[1]，李超等[2]，陳夢華等[17]對核桃品質(zhì)綜合評價結(jié)果相似，認(rèn)為核桃堅果大小或單果質(zhì)量是核桃綜合評價的首要因子。本研究對云南省8個核桃品種的堅果品質(zhì)綜合評價得出，漾泡核桃果大、殼薄、出仁率高、徑仁率高，品質(zhì)優(yōu)良。但本研究只對堅果的品質(zhì)的數(shù)量指標(biāo)做了分析評價，對核桃品種的優(yōu)良度評價，還應(yīng)結(jié)合堅果的描述指標(biāo)如種仁的肥瘦、仁色、食味、是否有澀味等方面以及核桃品種的產(chǎn)量、抗性等方面進(jìn)行全面的評價，這是本研究的不足之處。

綜上所述，該研究對云南省8個主栽核桃品種的堅果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了差異性分析、變異性分析并通過主成分因子分析對8個核桃品種進(jìn)行了綜合評價，在一定程度上為核桃品種資源的品質(zhì)鑒定，合理利用核桃資源及品種選擇決策提供了理論依據(jù)。