基于主成分分析的鮮食花生品質(zhì)評價

尹欣幸，楊偉波，金龍飛，符海泉，李東霞

摘? 要：為篩選適合鮮食的花生品種，建立鮮食花生品質(zhì)評價方法，引進14個花生品種在海南種植，并以本地‘東方種為對照，比較各品種可溶性糖、蛋白質(zhì)、粗脂肪、油酸及亞油酸含量，并進行感官評價。通過相關(guān)性分析和主成分分析篩選鮮花生品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，對供試花生品質(zhì)進行評價。相關(guān)性分析表明，百果鮮重與百仁鮮重呈顯著正相關(guān)，百果鮮重與亞油酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)，粗脂肪含量與甜度、油酸與亞油酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，香味與甜度、細(xì)膩度呈極顯著正相關(guān)。通過主成分分析得到4個主成分因子，分別為感官因子、不飽和脂肪酸因子、蛋白質(zhì)因子、產(chǎn)量因子，這4個因子反映了原始數(shù)據(jù)信息量的80.601%。通過綜合主成分得分，得出供試花生鮮食品質(zhì)排名依次是‘四粒紅、本地‘東方種、‘桂花黑1號‘桂花紅132‘中花12號‘中花16號‘桂花36號‘桂花56號‘桂花紅198‘桂花771‘中號21號‘中花26號‘中花9號‘中花24號‘中花6號。綜合評價，‘四粒紅較適應(yīng)海南環(huán)境，推薦作為鮮食花生，其次是‘桂花黑1號‘桂花紅132。

關(guān)鍵詞：鮮食花生;品質(zhì)評價;主成分分析;綜合評價

中圖分類號：S565.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Quality Evaluation of Fresh Eating Peanut Based on Principal Component Analysis

YIN Xinxing， YANG Weibo*， JIN Longfei， FU Haiquan， LI Dongxia

Coconut Research Institute， China Academy of Tropical Agricultural Sciences / Hainan Key Biological Laboratory of Tropical Oil Crops / Peanut Research Station in Hainan， National Engineering Research Center of Peanut， Wenchang， Hainan 571339， China

Abstract： In order to select peanut varieties suitable for fresh eating and establish a quality evaluation method， 14 peanut varieties were introduced and planted in Hainan， the content of the soluble sugar， protein， fat， oleic acid and linoleic acid， and conduct sensory evaluation were detected by comparison with ‘Dongfang （CK）， and the quality of different peanut varieties were comprehensively evaluated by correlation analysis and principal component analysis. Correlation analysis showed that the fresh weight of 100-pod was significantly positively correlated with the fresh weight of 100-kernel， the fresh weight of 100-pod was significantly negatively correlated with the content of linoleic acid， and the content of fat was extremely significant negative correlated with sweetness as well as the content of oleic acid and linoleic acid， and the aroma was positively correlated with sweetness and fineness. We got four principal component factors namely sensory factor， unsaturated fatty acid factor， protein factor， and yield factor， and the cumulative variance contribution rate was 80.601%. According to the comprehensive principal component scores， the fresh eating quality ranking of the tested peanut were ‘Silihong ‘Dongfang ‘Guihuahei 1 ‘Guihuahong 132 ‘Zhonghua 12 ‘Zhonghua 16 ‘Guihua 36 ‘Guihua 56 ‘Guihuahong 198 ‘Guihua 771 ‘Zhonghua 21 ‘Zhonghua 26 ‘Zhonghua 9 ‘Zhonghua 24 and ‘Zhonghua 6. Comprehensive evaluation showed that ‘Silihong was more suitable for the Hainan environment and recommended as fresh eating peanut， followed by ‘Guihuahei 1 and ‘Guihuahong 132.

Keywords： fresh eating peanut; quality evaluation; principal component analysis; comprehensive evaluation

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.034

鮮食花生是指在收獲后不經(jīng)晾曬直接食用或煮熟食用的花生[1]。鮮食花生的食用方式避免了因加工工藝造成的營養(yǎng)流失和破壞，最大限度保留其營養(yǎng)和保健功能，符合人們對健康飲食和生活方式的需求，因此具有十分廣闊的市場前景[2]?；ㄉ恢币詠碇饕怯陀脼橹?，科研育種工作者重點在高含油量、高油酸、低黃曲霉素等的品種研究，鮮食花生的研究時間較短，專用品種少，栽培技術(shù)不夠成熟[3]。因此，市場上常以油用型花生用作鮮食，降低了市場上鮮食花生的品質(zhì)。海南省種植的花生多為本地自留種，未形成大面積推廣的品種，產(chǎn)量低、品質(zhì)差，無法滿足市場的需求。通過引進花生品種，篩選適合本地栽培的品種，同時建立評價體系，為鮮食花生品質(zhì)的評價提供依據(jù)。候本軍等[4]對100份花生資源的單株生產(chǎn)力、主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、有效結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、主莖葉數(shù)、蛋白質(zhì)含量等性狀進行評價，篩選出在海南種植表現(xiàn)出單株生產(chǎn)力高、單株結(jié)果數(shù)多的20個花生品種。但未進一步對其營養(yǎng)品質(zhì)及感官品質(zhì)進行分析和評價。為豐富海南的花生品種，從廣西、湖北等地引進花生品種進行種植，對其營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)進行分析和評價，通過相關(guān)性分析和主成分分析，篩選影響鮮食花生品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，初步建立鮮食花生品質(zhì)評價體系。通過不同花生品種間的營養(yǎng)品質(zhì)與感官品質(zhì)的分析，建立鮮食花生評價體系，為鮮食花生育種及品種選擇提供指導(dǎo)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料為前期收集的15份花生資源，分別來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所、廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所的‘中花6號‘中花9號‘中花12號‘中花16號‘中花21號‘中花24號‘中花26號‘桂花36號‘桂花56號‘桂花771‘桂花黑1號‘桂花紅132‘桂花紅198‘四粒紅和本地‘東方種。

1.2? 方法

試驗在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所科研基地（東經(jīng)110°46?，北緯19°33?）進行，試驗地為沙壤土，地勢平坦。采用起壟種植，溝寬30 cm，壟面寬120 cm，每壟種4行花生，行距30 cm，單粒播，株距12 cm，每行種60粒種子。1個品種作為1個處理，采用完全隨機區(qū)組的方式，每個處理設(shè)置3個重復(fù)。播種前666.67 m2施鈣鎂磷肥50 kg，多菌靈拌種后播種。播種后噴乙草胺封閉除草劑除草。播種行間安裝滴管設(shè)備。2月17日播種，5月18—24日收獲，2018年、2019年2年重復(fù)試驗。

采收挑選莢果飽滿無病蟲害的花生，每個品種1 kg清洗晾干備用，500 g用于鮮花生感官品質(zhì)試驗，另500 g烘干用于營養(yǎng)品質(zhì)分析試驗。感官品質(zhì)評價包括口感（甜度、香味、細(xì)膩度）和外觀性狀（莢果性狀、莢果長寬比、籽粒長寬比、籽粒顏色）。營養(yǎng)品質(zhì)分析包括可溶性糖含量、粗蛋白含量、粗脂肪含量、油酸、亞油酸含量?？扇苄蕴呛繙y定采用蒽酮比色法，具體參考《植物生理生化實驗原理和技術(shù)》[5];粗蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法，具體參考GB 5009.5—2010;粗脂肪含量測定采用索氏抽提法，油酸、亞油酸含量測定采用氣相色譜法，具體參照GB 5009.168—2016。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件對花生品質(zhì)性狀進行統(tǒng)計分析及繪圖，采用IBM SPSS Statistics 26軟件進行相關(guān)性和主成分分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同花生品種的營養(yǎng)品質(zhì)分析

不同花生品種的營養(yǎng)品質(zhì)分析結(jié)果見圖1。結(jié)果顯示，不同品種莢果大小差異很大?！谢?6號百果鮮重最大，為372.33 g，‘中花16號次之，‘中花6號最小，僅225.35 g;百仁鮮重也是‘中花26號最大，‘中花16號次之，而最小的是‘四粒紅（圖1A）。

通過可溶性糖含量分析發(fā)現(xiàn)，‘桂花56號的可溶性糖含量最高，為6.53%，其次是‘桂花24號（5.94%），‘中花6號‘中花21號‘四粒紅的可溶性糖含量較高，都在5%以上，高于本地‘東方種（4.90%），‘桂花黑1號最低為2.37%（圖1B）。

15個花生品種的蛋白質(zhì)含量在23.0%～32.4%之間，‘中花9號的蛋白質(zhì)含量最低（23.0%），‘四粒紅最高（32.4%），本地‘東方種為27.9%，‘中花9號‘中花24號和‘桂花771低于本地‘東方種，其他均高于本地‘東方種（圖1C）。

脂肪是花生的主要營養(yǎng)物質(zhì)之一，不同花生品種脂肪含量不同，脂肪酸組成存在較大差異。15個花生品種的粗脂肪含量在45.9%～53.9%之間，本地‘東方種含量最低（45.9%），‘中花‘桂花品系粗脂肪含量整體在50%以上，其中‘中花9號含量為49.8%，低于其他‘中花品系，‘桂花黑1號含量為48.4%，低于其他‘桂花品系（圖1D）。15個花生品種的油酸含量在40.1%～76.4%之間，本地‘東方種含量為45.7%，‘中花6號‘中花12號‘中花16號‘中花21號‘桂花771‘桂花黑1號‘四粒紅的油酸含量低于本地‘東方種（45.7%）。而‘中花24號（76.7%）和‘中花26號（75.8%）油酸含量顯著高于其他品種，屬高油酸品種（圖1E）。15個花生品種的亞油酸含量在2.4%～37.6%之間，‘中花24號和‘中花26號含量最低，分別是2.4%和3.4%（圖1F）。

2.2? 不同花生品種的外觀形態(tài)及感官品質(zhì)分析

供試14個花生品種及對照的莢果、籽仁外觀形態(tài)如圖2所示?！谢?號‘中花21號‘桂花56號‘桂花黑1號‘桂花紅198及對照的莢果形狀為普通型，‘中花9號‘中花12號‘中花16號‘中花24號‘中花26號‘桂花771為斧頭型，‘桂花36號為蜂腰型，‘桂花132為曲棍型，‘四粒紅為串珠型。籽粒顏色淺粉色的有‘中花6號‘中花16號‘中花21號‘桂花36號‘桂花771和對照;粉色的有‘中花24號‘中花26號‘桂花56號;‘中花9號為深粉色;‘桂花132‘桂花198‘四粒紅為紅色;‘中花9號為紫黑色;‘桂花黑1號為黑色。

從品嘗試驗結(jié)果可知，‘四粒紅香味最受參與者的喜愛，本地‘東方種次之;甜度上‘四粒紅最優(yōu)，本地‘東方種次之;細(xì)膩度上仍是‘四粒紅最優(yōu)，本地‘東方種次之。從品嘗試驗總體評價來看，‘四粒紅最受參與者的喜愛，其次是‘桂花紅132、本地‘東方種、‘桂花771‘桂花黑1號等（表1）。

2.3? 花生品質(zhì)特性的變異及相關(guān)性分析

由表2可知，參試花生品種間的性狀差異較大。其中，亞油酸含量變幅最大，最高為37.60%，最低為2.34%，變異系數(shù)為38.82%;粗脂肪含量差異最小，變異系數(shù)為4.32%;可溶性糖含量、油酸含量變異系數(shù)較大，分別為26.23%、23.43%;百果鮮重、百仁鮮重的變異系數(shù)分別為13.29%、16..67%;蛋白質(zhì)含量、香味、甜度、細(xì)膩度變異系數(shù)較小，分別為8.62%、9.82%、6.30%、5.33%。

對花生品質(zhì)特性進行相關(guān)性分析表明，百果鮮重與百仁鮮重呈顯著正相關(guān)，百果鮮重與亞油酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)，粗脂肪含量與甜度、油酸與亞油酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，香味與甜度、細(xì)膩度呈極顯著正相關(guān)（表3）。

2.4? 花生品質(zhì)性狀的主成分分析

對花生10個性狀的主成分分析表明，前4個主成分特征值都大于1，累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)80.601%，可以用這4個主成分較好地替代上述10個品質(zhì)特性來評價花生品質(zhì)。決定第1主成分的主要是甜度、香味等性狀，反映了原始數(shù)據(jù)信息量的36.251%，稱為感官因子。決定第2主成分的主要是油酸、亞油酸等性狀，其貢獻(xiàn)率為21.802%，稱為不飽和脂肪酸因子。決定第3主成分的是蛋白質(zhì)，其貢獻(xiàn)率為11.809%，成為粗蛋白因子。決定第4主成分的是百仁鮮重、百果鮮重等，貢獻(xiàn)率為10.739%，稱為產(chǎn)量因子（表4）。

根據(jù)4個主成分的特征值和特征向量計算出各品種在4個主成分的得分，以每個主成分特征值所占比例為權(quán)重，計算出各品種的綜合評價得分（表5），可以相對直觀地評價某一品種的綜合表現(xiàn)。從表5可知，供試的花生品種中，‘四粒紅的感官因子得分最高，‘中花26號得分最低;‘四粒紅的不飽和脂肪酸因子得分最高，‘中花6號得分最低;‘中花26號的蛋白質(zhì)因子得分最高，‘中花9號得分最低;‘中花16號產(chǎn)量因子得分最高，‘中花6號得分最低。綜合各性狀，綜合主成分得分越高，說明該品種的綜合表現(xiàn)越好?！牧＜t、本地‘東方種、‘桂花黑1號‘桂花132‘中花12號均在綜合主成分得分的前5位，說明這5個品種的綜合品質(zhì)表現(xiàn)好，適合鮮食;‘中花6號‘中花24號‘中花9號‘中花26號‘中花21號均在綜合主成分得分的后5位，說明這5個品種綜合表現(xiàn)差，不適合作為鮮食品種。

3? 討論

在花生育種中，口感優(yōu)劣尚未體現(xiàn)在育種目標(biāo)性狀中，僅用于品質(zhì)評價方面。吳蘭榮等[6]通過對50個花生品種的甜度、香味、柔嫩度、細(xì)膩度、異味等品質(zhì)性狀進行評價認(rèn)為，感官評價是有效的區(qū)別種質(zhì)差異的方法。本研究表明不同品種的花生感官差異較大，通過香味、甜度、細(xì)膩度等的感官評價，得出‘四粒紅‘桂花紅132的感官品質(zhì)優(yōu)于本地‘東方種。本研究中的紅皮花生和黑皮花生在品質(zhì)上也表現(xiàn)出優(yōu)良性狀。近年來，彩色花生的選育也是育種的重要方向，也是研究的熱點。外觀鮮艷多樣、營養(yǎng)豐富的彩色花生需求越來越大[7]。

通過10個品質(zhì)性狀的分析，結(jié)果表明供試品種的變異系數(shù)范圍較大，可能是由于供試材料中包含普通油酸和高油酸花生品種，且品種本身的來源差異造成的。粗脂肪含量變異系數(shù)最小，是由于粗脂肪屬于數(shù)量性狀，受環(huán)境影響較大，而相同的種植環(huán)境使品種間差異較小[8]。相關(guān)性分析結(jié)果表明，感官性狀與營養(yǎng)品質(zhì)性狀相關(guān)性小，這與孫泓希等利用相關(guān)性分析和聚類分析得到農(nóng)藝性狀與品質(zhì)性狀沒有相關(guān)性相一致[9]，但本研究得到粗脂肪含量與甜度呈極顯著負(fù)相關(guān)，是由于甜度是內(nèi)在品質(zhì)的外在體現(xiàn)。我國對食用花生營養(yǎng)指標(biāo)要求是粗脂肪含量低于50%，蛋白質(zhì)含量高于30%，含糖量高于6%，即要求脂肪含量低，糖含量高，這與相關(guān)性分析結(jié)果一致，表明在育種過程中，低脂肪含量和高含糖量的目標(biāo)是可以同時實現(xiàn)的[1， 10]。

主成分分析法已廣泛應(yīng)用于桑葚、菜心、茶樹、百香果、葡萄等作物上，并運用主成分分析法建立品質(zhì)評價體系，表明該方法是可靠的評價方法[11-15]?；ㄉ钠焚|(zhì)評價從相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析等方法均有研究。劉永惠等[16]通過主成分分析將21個花生品質(zhì)性狀綜合成5個主成分因子，與本文同樣得到了蛋白質(zhì)因子、不飽和脂肪酸因子。陳團偉[17]利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法將福建主栽9個花生品種的營養(yǎng)特性進行分析，得出‘泉花646與參考序列關(guān)聯(lián)度最大，粗脂肪含量低，蛋白質(zhì)含量高，適合作為鮮食，這與本研究得出的適合鮮食花生品種的特性基本一致。本研究通過主成分分析，將10個品質(zhì)性狀綜合成4個主成分因子，即感官因子、不飽和脂肪酸因子、蛋白質(zhì)因子、產(chǎn)量因子。由此可見，鮮食花生的感官因子是決定花生鮮食品質(zhì)的第一要素，其次是不飽和脂肪酸和蛋白質(zhì)，這與人們對鮮食花生的基本共識，即含油量低、蛋白質(zhì)含量高、含糖量適中、口感風(fēng)味好相一致[1]。

本研究通過鮮食花生主成分得分及排名，可以基本評價鮮食花生品質(zhì)優(yōu)劣，得出‘四粒紅‘桂花黑1號‘桂花紅132等較適合作為海南地區(qū)鮮食花生的選擇，初步建立了鮮食花生品質(zhì)評價方法，為花生育種及品種品質(zhì)評價提供參考。

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責(zé)任編輯：謝龍蓮