油梨果實品質(zhì)的差異分析與評價

羅立娜, 韓樹全*, 王代谷, 李茂富, 馬蔚紅, 張正學(xué), 劉小翠

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所, 貴州 興義 562400; 2.海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院, ?？?570228; 3.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實驗站, ?？?570102)

油梨(PerseaamericanaMill.)，又名鱷梨、牛油果、幸福果，是樟科(Lauraceae)鱷梨屬(Persea)的常綠植物[1]，原產(chǎn)于墨西哥和中美洲地區(qū)，目前在南北緯40°范圍內(nèi)均有種植，我國早在1918年引入臺灣，之后逐步在廣西、廣東、海南、云南、貴州、福建等省份試種[2]，均取得成功。近年來，隨著人民生活水平和生活質(zhì)量的日漸提高，保健、營養(yǎng)、健康型水果深受消費者青睞。油梨作為一種高檔水果，不僅含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、多種維生素、礦物質(zhì)和大量的膳食纖維等，而且具有明顯區(qū)別與其他水果的特性，如含糖率極低[3-5]，僅為香蕉含糖率的五分之一，是糖尿病人難得的高脂低糖食品。同時，油梨果肉中含有多酚和黃酮類物質(zhì)，具有清除人體內(nèi)自由基，延緩細胞衰老等作用，在健胃清腸、美容潤膚、預(yù)防心血管疾病等方面也具有重要生理功能[6-7]。

種質(zhì)資源綜合評價法是指通過選取能夠反映評價對象的多項評價指標(biāo)，結(jié)合幾種分析方法，對評價對象做出客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)評價的方法[8-9]。目前，綜合評價方法廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)和科學(xué)研究中，包括層次分析法、模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法、主成分分析法、因子分析法等。隸屬函數(shù)分析法是利用模糊數(shù)學(xué)的原理，在多指標(biāo)測定的基礎(chǔ)上，利用隸屬函數(shù)對植物特性進行綜合評價的分析方法。主成分分析是將多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的統(tǒng)計分析方法，從特征向量和累計貢獻率大小來決定主成分的組成因子，從而達到簡化的目的[10]；聚類分析是根據(jù)果實性狀的相似性來區(qū)分評價因素的類別，將屬性類似的歸為同類，將三者結(jié)合分析能夠更科學(xué)地評價綜合性狀[11-12]。近年來，利用多種分析方法相結(jié)合對作物進行綜合評價的研究報道較多[13-16]。

本研究針對貴州現(xiàn)有油梨品種的果實品質(zhì)開展研究，對其表觀性狀(單果重、果實橫徑、果實縱徑、果型指數(shù))和內(nèi)在品質(zhì)性狀(可食率、含水量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性蛋白含量、維生素C含量、粗脂肪含量)進行檢測分析，對不同油梨品種間品質(zhì)差異采用隸屬函數(shù)分析法、主成分分析和聚類分析進行綜合評價分析，以期更加客觀、準(zhǔn)確地評價5個油梨品種(系)的果實品質(zhì)，為油梨果實的評價標(biāo)準(zhǔn)提供參考，也為油梨新品種選育和優(yōu)勢資源的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料于2018年8—11月采自貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所望謨科技示范園油梨基地，位于貴州省興義市望謨縣平洞街道辦，該地土壤肥沃。油梨品種有富爾特、桂研10號、GYL-1、GYL-2和GYL-3，27 a 樹齡。選擇無機械損傷、無病蟲害的果實，采后置于室溫下，待自然成熟后測定。

1.2 測定指標(biāo)與方法

用JY20002電子天平(上海衡平科技有限公司)測定單果重；0～150 mm電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺(上工)測定果實的縱徑和橫徑，并計算出果形指數(shù)，計算公式參照公式(1)；采用ATAGO型手持式折光儀(上海麗度電子科技發(fā)展有限公司)測定可溶性固形物含量；用NaOH 滴定法[17]測定可滴定酸含量；2，6-二氯酚靛酚滴定法[18]測定Vc含量；采用烘干法測定含水量；采用稱重法測定可食率，用單果重減去果皮重和種子重的差值表示；用可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示固酸比?？捡R斯亮藍法[19]測定可溶性蛋白含量，索氏抽提法[20]測定粗脂肪含量。每個品種取10個果實測定，重復(fù)3次。

果形指數(shù)=果實縱徑/橫徑

(1)

隸屬函數(shù)值法采用公式(2)或(3)進行計算，與品質(zhì)正相關(guān)的指標(biāo)用公式(2)，與品質(zhì)負相關(guān)的指標(biāo)用公式(3)。將每個處理各指標(biāo)隸屬函數(shù)值累加，求取平均值[21]。

Zi=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

Zi=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(3)

式中，X是指標(biāo)的原始測定結(jié)果，Xmin和Xmax分別表示某指標(biāo)的最小值和最大值。

對轉(zhuǎn)化后的隸屬函數(shù)值進行主成分分析，計算得到各樣品的主成分分值Fjn，運用公式(4)計算綜合分值Dn[22-23]。

(4)

式中，F(xiàn)jn為第n個樣品第j個特征值>0.9 的主成分分值；m為特征值>0.9 的主成分個數(shù)；Ej為第j個主成分貢獻率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Duncan新復(fù)極差法進行顯著性分析，采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行相關(guān)性分析、主成分分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種(系)油梨果實品質(zhì)性狀變異分析

5個油梨品種(系)果實品質(zhì)性狀和變異分析結(jié)果見表1，可見，油梨單果重變化范圍在267.45～497.77 g，其中桂研10號單果重最大，與其他品種差異顯著，變異系數(shù)為21.74%，在指標(biāo)中變異程度排名第4。果實縱徑在102.07～134.90 mm之間，由大到小的品種順序為：富爾特>GYL-1>桂研10號>GYL-3>GYL-2，變異系數(shù)是10.11%；果實橫徑在75.76～93.63 mm之間，平均值為82.39 mm，變異系數(shù)是8.69%；果形指數(shù)變化范圍在1.31～1.61，變異系數(shù)是9.33%?？墒陈首兓秶?3.69%～77.38%，以桂研10號可食率最大，其次是GYL-1，可食率均達到75%以上，與其他3個品種差異顯著；含水量在77.17%～86.63%，最高為GYL-2，在所有品質(zhì)性狀指標(biāo)中，含水量變異程度最小，為4.39%，說明5個油梨品種(系)的含水量差異??；可溶性固形物含量的變化范圍為7.87%～10.83%，其中GYL-2含量最高，變異系數(shù)為14.02%；可滴定酸含量變化范圍0.037%～0.076%，桂研10號含量顯著高于其他品種，變異系數(shù)是25.59%，在指標(biāo)中變異程度排名第三；可溶性蛋白含量的變化范圍4.60～7.00 mg·g-1，變異系數(shù)是1.04%；固酸比在103.29～241.17之間，變異系數(shù)是32.50%，在指標(biāo)中變異程度排名第二；在不同品種(系)油梨中，維生素C含量的變化范圍在30.03～46.43 mg·100 g-1，變異系數(shù)是19.26%，以富爾特和桂研10號的含量最大，顯著高于其他品種；粗脂肪含量變化范圍在4.17%～12.50%，以桂研10號含量最高，且與其他品種存在顯著性差異，其次依次是GYL-1、GYL-3、富爾特、GYL-2，在品質(zhì)指標(biāo)中粗脂肪變異系數(shù)最大，為40.68%，說明5個油梨品種(系)的粗脂肪遺傳變異顯著。綜合油梨果實品質(zhì)的變異分析可知，不同品種(系)油梨間品質(zhì)存在很大的差異，遺傳變異程度大、范圍廣，具有較為豐富的遺傳信息和利用潛力。

表1 油梨品種(系)的果實品質(zhì)性狀

2.2 不同品種(系)油梨品質(zhì)隸屬函數(shù)分析

通過隸屬函數(shù)法對果實品質(zhì)指標(biāo)進行綜合分析，從表2可以看出，5個不同品種(系)油梨果實品質(zhì)隸屬函數(shù)值的大小排序依次為：GYL-2>富爾特>桂研10號>GYL-1>GYL-3。隸屬函數(shù)值越大，表明油梨果實品質(zhì)越好。由此可知，在5個油梨品種(系)中，GYL-2的果實品質(zhì)最好，其次是富爾特、桂研10號和GYL-1、GYL-3的品質(zhì)最差。

表2 油梨品種(系)品質(zhì)的隸屬函數(shù)值

2.3 不同品種(系)油梨果實品質(zhì)相關(guān)性分析

對油梨12個果實品質(zhì)指標(biāo)進行相關(guān)分析，結(jié)果(表3)可知，單果重與果實橫徑、維生素C含量顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.933和 0.885，與可食率、粗脂肪含量正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.803和0.857，但相關(guān)性不顯著；與含水量顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.902；表明單果重越大，其果實橫徑、可食率越大，維生素C含量和粗脂肪含量越高，含水量越低。果實橫徑與可滴定酸呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.921，與維生素C和粗脂肪含量正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.861和0.815，但相關(guān)性不顯著；與含水量和固酸比顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.957和-0.897；即果實橫徑越大，可滴定酸含量、維生素C含量和粗脂肪含量越高，含水量和固酸比越小?？墒陈逝c粗脂肪含量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.831，但相關(guān)性不顯著；與固酸比顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.928；即可食率越大，粗脂肪含量越高，固酸比越小。可溶性固形物含量與粗脂肪含量顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.915?？傻味ㄋ岷颗c可溶性蛋白含量呈正相關(guān)，與固酸比顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.915；即可滴定酸含量越高，可溶性蛋白含量也越高，固酸比越低?？扇苄缘鞍缀亢途S生素C含量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.845，即可溶性蛋白含量越高，維生素C含量也隨之增加。綜上所述，油梨品質(zhì)性狀指標(biāo)間均存在不同程度的相關(guān)性和相對獨立性，需要對指標(biāo)進行歸類和簡化，以提高果實品質(zhì)評價的客觀性和準(zhǔn)確性。

表3 油梨品種(系)果實品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

2.4 不同品種(系)油梨果實品質(zhì)的主成分分析

通過對5個油梨品種(系)的12個品質(zhì)性狀進行主成分分析，各主成分的特征值、貢獻率及累積貢獻率見表4，可見，第1主成分的特征值為5.356，貢獻率為44.631%，第2主成分的特征值為 3.513，貢獻率為29.271%，第3主成分的特征值為1.949，貢獻率為16.246%，第4主成分的特征值為1.182，貢獻率為9.852%。前 4 個主成分的累積貢獻率達到100%，說明這4個主成分對解釋變量的貢獻能夠反映油梨品質(zhì)的整體信息。因此，選取這4個主成分進行分析以代表油梨的12個品質(zhì)性狀評價指標(biāo)信息。

由各特征向量值(表4)可以看出，決定第1主成分的主要是果實橫徑、含水量、可滴定酸含量、可溶性蛋白含量和可溶性固形物含量；決定第2主成分的主要是粗脂肪含量、單果重、維生素C含量、固酸比和可食率；決定第3主成分的主要是果實縱徑、果形指數(shù)和單果重；決定第4主成分的主要是維生素C含量。

表4 油梨品種(系)果實品質(zhì)性狀4個的主成分矩陣

由表5可知，5個油梨品種(系)果實營養(yǎng)品質(zhì)綜合分值排名從高到低依次為：GYL-2、富爾特、桂研10號、GYL-1、GYL-3，與隸屬函數(shù)分析結(jié)果基本一致。因此，綜合分析可得出，在5個油梨品種(系)中，果實品質(zhì)優(yōu)劣排序依次為：GYL-2>富爾特>桂研10號>GYL-1>GYL-3。

表5 油梨品種(系)果實品質(zhì)性狀的主成分得分和排序

2.5 不同品種(系)油梨品質(zhì)性狀的聚類分析

基于12個品質(zhì)性狀，對5個油梨品種(系)進行聚類分析，結(jié)果(圖1)顯示，在遺傳距離為5處，可將5個油梨品種(系)分為3大類群，結(jié)合隸屬函數(shù)值和主成分綜合評價可知，第一類包括GYL-2、富爾特、桂研10號，表現(xiàn)為果實品質(zhì)性狀優(yōu)良；第二類包括GYL-1，表現(xiàn)為品質(zhì)性狀中等；第三類包括GYL-3，表現(xiàn)為品質(zhì)性狀較差。

圖1 油梨品種(系)的聚類分析

3 討論

油梨品質(zhì)優(yōu)劣是其產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，是品種選擇、優(yōu)良品種選育的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)油梨品質(zhì)研究較少，魏永贊等[24]測定了不同油梨品種的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、粗脂肪和含水量等品質(zhì)性狀，結(jié)果表明，油梨果肉可溶性糖以葡萄糖為主，認為油梨品種選擇和新品種選育的評價指標(biāo)以可溶性糖、粗脂肪和可溶性蛋白的含量為準(zhǔn)更適宜。黃雪梅等[25]比較油梨品種桂墾3號和哈斯的營養(yǎng)品質(zhì)，認為哈斯的含油量優(yōu)于桂墾3號，而桂墾3號的可溶性蛋白、類胡蘿卜素含量較高。包冬紅[26]比較研究哈斯和坡洛克不同油梨品種的耐貯性發(fā)現(xiàn)，成熟后，哈斯油梨可溶性固形物含量、蛋白質(zhì)含量和含油量均高于坡洛克，但VC含量比坡洛克低。

本研究得出，在不同油梨品種中，桂研10號的單果重、可食率、粗脂肪含量均最大；富爾特的果實橫徑、果實縱徑、可溶性蛋白含量最大；GYL-2含水量和可溶性固形物含量最大；GYL-3可滴定酸含量最小，富爾特和桂研10號的維生素C含量相同。由此可見，不同油梨品種的品質(zhì)有一定差異。在所測油梨品質(zhì)指標(biāo)中，以粗脂肪含量變異系數(shù)最大，達到40.68%，其次依次是固酸比、可滴定酸、單果重、維生素C、可溶性蛋白、可溶性固形物、果實縱徑。變異系數(shù)在10%以下有果形指數(shù)、可食率、果實橫徑、含水量。由此可知，油梨品質(zhì)性狀存在不同程度的變異，具有豐富的遺傳多樣性。通過隸屬函數(shù)分析和主成分分析進行綜合評價，油梨果實品質(zhì)性狀最優(yōu)的為GYL-2，其次為富爾特，GYL-3最差。聚類分析結(jié)果顯示，GYL-2、富爾特和桂研10號聚為一類，三者的果實綜合品質(zhì)較優(yōu)。研究結(jié)果為合理開發(fā)利用油梨種質(zhì)資源及其引種栽培和油梨產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供理論依據(jù)。