冬棗果實品質(zhì)綜合評價

李明玥，石國朝，朱家瑞，謝 歡，李新崗

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊凌 712100）

冬棗Ziziphus jujubaMill.cv Dongzao是我國品質(zhì)最好的鮮食棗品種，其果實營養(yǎng)豐富、脆甜可口、風(fēng)味獨特[1]。冬棗栽植面積廣泛，原產(chǎn)自渤海灣地區(qū)，現(xiàn)主要栽培區(qū)域為山東、河北、陜西等地。20世紀(jì)90年代，陜西省大荔縣從山東沾化引進(jìn)冬棗，因光熱資源豐富，水利條件優(yōu)越，土壤條件適宜，已成為我國最大的冬棗規(guī)?；灾采a(chǎn)基地[2]，該地所產(chǎn)冬棗俗稱“大荔冬棗”。

露地栽培的冬棗在成熟期易遇雨裂果，造成減產(chǎn)減收，而且冬棗遇雨會導(dǎo)致果實中水分增加，可溶性固形物及總糖含量降低，通過設(shè)施栽培可以避免陰雨裂果，提升了棗果品質(zhì)[3]。與露地栽培相比，設(shè)施栽培降低了自然環(huán)境的影響，通過果農(nóng)的精細(xì)管理，設(shè)施栽培下果實的品質(zhì)明顯優(yōu)于露地栽培[4]。設(shè)施栽培在一定程度上使得葡萄果實類黃酮代謝保持相對穩(wěn)定[5]，減少了櫻桃裂果的發(fā)生[6]。大荔縣2007年開始冬棗的設(shè)施栽培，取得了較好的效果，現(xiàn)已形成溫棚栽培、鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培等多種栽培模式[7]。設(shè)施栽培通過塑料薄膜的保溫、避風(fēng)和避雨等作用，創(chuàng)造了適宜冬棗生長的環(huán)境條件，改變了其生命周期和發(fā)育周期，進(jìn)而使其生長發(fā)育規(guī)律發(fā)生了變化[8]。另外，冬棗果實不耐儲藏，貨架期短，采后果實品質(zhì)下降快，選擇合適的采收時間不僅可以保證鮮食棗的原有品質(zhì)，還可以延長貨架期[9]。了解冬棗果實成熟過程中品質(zhì)變化動態(tài)，可以為研究延緩采摘后果實品質(zhì)降低的原因提供參考，提高生產(chǎn)效益和市場競爭力。

在果實的綜合品質(zhì)評價上，常用到主成分分析法。近年來，科研人員采用主成分分析法對油梨[10]、軟棗獼猴桃[11]、龍眼[12]、鮮食棗[13]、桃[14]等果實的綜合品質(zhì)進(jìn)行了評價。目前，大多數(shù)研究是針對不同品種鮮食棗進(jìn)行營養(yǎng)成分測定和品質(zhì)評價，而對不同栽培模式和成熟時期單一品種果實評價的報道較為鮮見。本研究中以大荔縣3種栽培模式下種植的冬棗為研究對象，測定5個成熟時期的11項果實品質(zhì)指標(biāo)，對不同栽培模式和成熟時期冬棗果實品質(zhì)進(jìn)行評價，以期構(gòu)建適用于冬棗果實的品質(zhì)評價體系，明確最佳采收期，為提升果實品質(zhì)和設(shè)施栽培科學(xué)管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2020年6—9月在陜西省大荔縣安仁鎮(zhèn)（109°43′E，34°36′N）進(jìn)行試驗。該區(qū)為暖溫帶半濕潤、半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.4 ℃，年降水量514 mm，無霜期214 d。土壤為黃綿土，偏堿性，有機(jī)質(zhì)含量和氮含量豐富。冬棗園的植株為5～6年生，處于盛果期。

1.2 樣品采集和處理

在鋼架棉被棚、普通冷棚、露地3種栽培模式下，各選擇10個種植棚進(jìn)行單位面積產(chǎn)量的調(diào)查。每種栽培模式設(shè)置3個重復(fù)，每個重復(fù)選擇生長發(fā)育狀況良好、無病蟲害的冬棗樹10株，共90株樣樹。分別在冬棗的綠熟期、白熟期、點紅期、1/3紅期和半紅期共5個時期采樣（圖1），采集每株樣樹東、南、西、北4個方位高度一致的中部外圍果枝上的各時期冬棗果實20個，置于冰盒中，帶回實驗室，測定果實縱徑、橫徑、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、果實硬度、可溶性固形物含量。果肉研磨后置于-80 ℃冰箱保存，用于測定可溶性糖、可滴定酸、總酚、黃酮和維生素C含量。

圖1 不同成熟時期冬棗果實Fig.1 Zj Dongzao at different mature periods

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 果實外觀性狀

用1/1 000電子天平稱量單果質(zhì)量。用電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量果實縱徑、橫徑，以果實縱徑與橫徑的比值表示果形指數(shù)。每果選取赤道部位3個位置，使用EZ-SZ500N型物性分析儀（探頭直徑2 mm）測定果實硬度。

1.3.2 果實內(nèi)在品質(zhì)

使用PAL-1數(shù)顯折射儀測定可溶性固形物含量，采用蒽酮比色法[15]測定可溶性糖含量，采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量[16]，采用鉬藍(lán)比色法測定維生素C含量[17]。以可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示固酸比，以可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值表示糖酸比。

總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu方法[18]，稍有改動。吸取果實提取液10 μL，稀釋100倍后加入50 μL Folin-Ciocalteu試劑（用前1∶1稀釋），在離心管中搖勻，反應(yīng)1 min后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的飽和Na2CO3溶液500 μL，混勻，避光反應(yīng)2 h，以提取溶劑為對照，用分光光度計在765 nm波長下比色，測定吸光度，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)（50～1 000 mg/L），結(jié)果以沒食子酸等價值表示。每個樣品均設(shè)置3個生物學(xué)重復(fù)。

總黃酮含量的測定按照J(rèn)ia等[19]的方法，稍有改動。吸取果實提取液800 μL，加入50 μL NaNO2（0.5 mol/L）溶液，50 μL AlCl3（0.3 mol/L）溶液，在離心管中振蕩混勻。反應(yīng)5 min后，加250 μL NaOH（1 mol/L）溶液，在510 nm波長下測定吸光度，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)（20～100 mg/L），結(jié)果以蘆丁等價值表示。每個樣品均設(shè)置3個生物學(xué)重復(fù)。

1.3.3 果實感官品質(zhì)

依據(jù)棗種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[20]，通過視覺、嗅覺和味覺器官來評定冬棗的感官品質(zhì)。品評小組有10位成員，男女比例為1∶1，分別由老、中、青3個年齡段組成，對冬棗果實的口感、果肉質(zhì)地、果肉汁液、果肉粗細(xì)、香味、光潔度以及果銹面積7個指標(biāo)進(jìn)行評價，具體的評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 冬棗感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

使用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，使用SPSS 21.0軟件采用Duncans法進(jìn)行單因素方差分析、多重比較和相關(guān)性分析、主成分分析，使用Origin 2021軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬棗果實品質(zhì)的比較

2.1.1 不同栽培模式下冬棗果實品質(zhì)及產(chǎn)量的比較

不同栽培模式下冬棗果實品質(zhì)見表2。由表2可知，3種栽培模式下冬棗單果質(zhì)量16.00～22.94 g，露地栽培的單果質(zhì)量最小，冷棚栽培的單果質(zhì)量最大。果形指數(shù)1.00～1.03，均為近圓形。果實硬度4.91～7.56 N，露地栽培的果實硬度最大，3種栽培模式下果實硬度差異顯著。3種栽培模式下冬棗固酸比6.53～6.94，差異不顯著。糖酸比61.15～70.76，露地栽培的糖酸比最小，顯著低于鋼架棉被棚栽培?？扇苄怨绦挝锖?1.45%～22.98%。可溶性糖含量206.05～254.03 mg/g，鋼架棉被棚栽培的可溶性糖含量顯著高于其他2種栽培模式?？傻味ㄋ岷?.09～3.61 mg/g，冷棚栽培的可滴定酸含量顯著低于其他2種栽培模式。3種栽培模式下冬棗總酚含量4.86～6.00 mg/g，冷棚栽培的總酚含量最高，顯著高于露地栽培。黃酮含量4.15～5.27 mg/g，冷棚栽培的黃酮含量顯著高于其他2種栽培模式。維生素C含量2.51～2.90 mg/g，鋼架棉被棚栽培的黃酮含量顯著低于其他2種栽培模式。綜上所述，設(shè)施栽培條件下冬棗果實更大，營養(yǎng)成分含量高于露地栽培。

表2 不同栽培模式下冬棗果實品質(zhì)?Table 2 Fruit quality of Zj Dongzao under different cultivation patterns

調(diào)查結(jié)果表明，3種栽培模式下冬棗的采收頻率基本一致，為10～12次。采收時間不同，鋼架棉被棚栽培為7月初—8月初，冷棚栽培為8月中旬—9月中旬，露地栽培為9月初—10月中旬。3種栽培模式下冬棗單位面積產(chǎn)量為(1.51±0.25) t/hm2，冷棚栽培單位面積產(chǎn)量最高（1.725 t/hm2），鋼架棉被棚栽培次之（1.538 t/hm2），露地栽培最低（1.15 t/hm2）。設(shè)施栽培提升了冬棗的產(chǎn)量。

2.1.2 不同成熟時期冬棗果實品質(zhì)的比較

不同成熟時期冬棗果實品質(zhì)見表3。

表3 不同成熟時期冬棗果實品質(zhì)?Table 3 Fruit quality of Zj Dongzao at different mature period

由表3可知，5個成熟時期冬棗單果質(zhì)量18.59～20.99 g，隨著果實成熟度增加，單果質(zhì)量呈現(xiàn)上升趨勢。5個成熟時期果形指數(shù)差異不大，均為1.01，近圓形，說明冬棗果實成熟后果形指數(shù)趨于穩(wěn)定。果實硬度5.19～6.91 N，隨著冬棗果實成熟度增加呈現(xiàn)下降趨勢。固酸比5.57～7.83，綠熟期的固酸比顯著低于半紅期。糖酸比58.21～72.70，半紅期的糖酸比顯著高于綠熟期和白熟期。可溶性固形物含量17.01%～27.50%，隨著果實成熟度增加，可溶性固形物含量呈現(xiàn)上升趨勢。可溶性糖含量186.77～257.03 mg/g，隨著果實成熟度增加，可溶性糖含量呈現(xiàn)上升趨勢?？傻味ㄋ岷?.21～3.55 mg/g，各時期間差異不顯著?？偡雍?.59～6.18 mg/g，半紅期的總酚含量最低，且顯著低于綠熟期和白熟期。黃酮含量3.99～5.47 mg/g，綠熟期的黃酮含量最高，顯著高于半紅期。維生素C含量2.56～2.97 mg/g，綠熟期的維生素C含量顯著高于1/3紅期。由此可見，冬棗果實到達(dá)成熟期后，果實大小不再發(fā)生變化，單果質(zhì)量繼續(xù)增大，果實內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)持續(xù)積累。

2.2 冬棗果實品質(zhì)的相關(guān)性分析

冬棗果實各品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)見表4。由表4可知，冬棗單果質(zhì)量與果實硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.681，與糖酸比和黃酮含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.397和0.334?？扇苄怨绦挝锖颗c固酸比、糖酸比、可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.768、0.498和0.751，與維生素C含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)-0.528。糖酸比與固酸比、可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.647和0.716?？扇苄蕴呛颗c固酸比、可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.437和0.610，與果實硬度、總酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.619和-0.451。黃酮含量與總酚含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.893。維生素C含量與總酚含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)0.321。冬棗果實品質(zhì)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(jìn)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4 冬棗果實品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)?Table 4 Correlation analysis of Zj Dongzao fruit quality

2.3 冬棗果實品質(zhì)的主成分分析

對冬棗果實11個品質(zhì)指標(biāo)測定數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理和主成分分析，以特征值大于1為標(biāo)準(zhǔn)，共提取3個主成分，分析結(jié)果見表5。由表5可知，所提取3個主成分的累積貢獻(xiàn)率為78.409%，說明這3個主成分包括了果實品質(zhì)的大部分信息。

表5 冬棗果實品質(zhì)指標(biāo)主成分分析結(jié)果Table 5 Principal component analysis of fruit quality index of Zj Dongzao

其中，第1主成分的貢獻(xiàn)率為42.711%，決定第1主成分大小的主要是可溶性糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比和固酸比，第1主成分主要與果實營養(yǎng)品質(zhì)有關(guān)。第2主成分的貢獻(xiàn)率為22.594%，決定第2主成分大小的主要是單果質(zhì)量、黃酮含量和總酚含量，第2主成分主要與果實外觀品質(zhì)和功能品質(zhì)有關(guān)。第3主成分的貢獻(xiàn)率為13.044%，決定第3主成分大小的主要是固酸比和可滴定酸含量，第3主成分主要與果實內(nèi)在風(fēng)味有關(guān)。3個主成分中，2個與果實營養(yǎng)品質(zhì)有關(guān)，1個與果實外觀品質(zhì)和功能品質(zhì)有關(guān)。

3種栽培模式下冬棗果實品質(zhì)指標(biāo)主成分的得分和排序見表6。由表6可知，按照綜合得分由高到低（即果實品質(zhì)由優(yōu)到差）排序，各栽培模式依次為鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培、露地栽培，設(shè)施栽培的冬棗果實品質(zhì)優(yōu)于露地栽培。

表6 不同栽培模式下冬棗果實品質(zhì)主成分的得分和排序Table 6 Scores of principal and ranking of fruit quality of Zj Dongzao under different cultivation patterns

5個成熟時期冬棗果實品質(zhì)指標(biāo)主成分的得分和排序見表7。由表7可知，按照綜合得分由高到低排序，各成熟時期依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期。

表7 不同成熟時期冬棗果實品質(zhì)主成分的得分和排序Table 7 Scores of principal and ranking of fruit quality of Zj Dongzao at different mature periods

綜合來看，鋼架棉被棚栽培和半紅期冬棗果實的品質(zhì)最佳，但其第2主成分排序偏低，這表明在冬棗果實品質(zhì)評價中，營養(yǎng)品質(zhì)起主要因素，外觀品質(zhì)和功能品質(zhì)為次要因素。

2.4 冬棗果實品質(zhì)的感官評價

不同栽培模式下冬棗果實的感官評分見表8。由表8可知，按照得分由高到低排序，各栽培模式依次為鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培、露地栽培，設(shè)施栽培得分高于露地栽培，與主成分分析結(jié)果一致。

表8 不同栽培模式下冬棗果實的感官評分Table 8 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao at different cultivation patterns

不同成熟時期冬棗果實的感官評分見表9。由表9可知，按照得分由高到低排序，各成熟時期依次為1/3紅期、半紅期、點紅期、白熟期、綠熟期，與主成分分析結(jié)果基本一致。1/3紅期冬棗果實的感官得分高于半紅期，主要因為半紅期果實脆性降低，適口度降低，口感稍差。

表9 不同成熟時期冬棗果實的感官評分Table 9 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao at different mature periods

3 結(jié)論與討論

可溶性糖、可滴定酸含量是影響水果口感的主要因素，冬棗果實的可溶性糖含量高、可滴定酸含量低，風(fēng)味偏甜，所以口感極好[21]。由于受到積溫、空氣濕度、土壤質(zhì)地等因素的影響，不同栽培模式下冬棗果實品質(zhì)存在明顯差異[22]。本研究結(jié)果表明，設(shè)施栽培下冬棗果實品質(zhì)高于露地栽培。對不同成熟時期棗果實的品質(zhì)進(jìn)行比較，結(jié)果表明隨著棗果成熟，果實質(zhì)量逐漸增大，硬度逐漸降低，營養(yǎng)物質(zhì)含量增加。果實品質(zhì)由優(yōu)到劣，整體上依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期。

本研究中測定了11項冬棗果實的品質(zhì)指標(biāo)，通過主成分分析確定了冬棗果實品質(zhì)評價的主要指標(biāo)為營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，即可溶性固形物含量、可溶性糖含量、固酸比和糖酸比，果實的外觀品質(zhì)和功能品質(zhì)指標(biāo)為次要指標(biāo)。設(shè)施栽培下冬棗果實的品質(zhì)更佳，產(chǎn)量也遠(yuǎn)高于露地栽培。按照綜合得分由高到低排序，各成熟時期依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期，主成分分析結(jié)果與感官評分結(jié)果基本一致。

冬棗采后代謝活躍[23]，貨架期短，不耐貯藏。半紅期果實營養(yǎng)物質(zhì)含量最高，但半紅期采摘的果實品質(zhì)劣變較其他時期更快[22]。1/3紅期果實的營養(yǎng)物質(zhì)含量接近半紅期，在貯運過程中，由于后熟作用，營養(yǎng)物質(zhì)含量會升高，到消費者手中時有更優(yōu)的口感和更豐富的營養(yǎng)，冬棗的經(jīng)濟(jì)價值提升。因此，1/3紅期為最佳采收時期。

目前，尚無較為具體的果實品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)，評價果實品質(zhì)的方法主要有主成分分析法、層次-關(guān)聯(lián)度分析法、合理-滿意度評價法等，這些評價方法各有優(yōu)劣。采用主成分分析法[24-25]，可以降低人為干擾，較為客觀地篩選出評價果實品質(zhì)的主要指標(biāo)，有效評估和分級果品，引導(dǎo)消費者進(jìn)行選擇。但消費者在購買水果時，受主觀方面影響較大，采用主成分分析法對果實品質(zhì)進(jìn)行評價不夠全面，如何構(gòu)建一套完善的水果綜合評價體系仍有待進(jìn)一步探索。此外，影響果實品質(zhì)和商品價值的因素較多，外觀表型是刺激消費者購買的一個重要因素，因此在評價果實品質(zhì)時應(yīng)適當(dāng)加入一些體現(xiàn)外觀性狀的指標(biāo)，如果銹面積、果實光潔度等。在有關(guān)果實品質(zhì)評價的報道中多為不同品種間的對比[26]，本研究中對3種栽培模式下單一品種冬棗5個成熟時期的果實品質(zhì)進(jìn)行評價，后續(xù)可將溫棚、雙膜冷棚納入研究范圍，更為細(xì)致地劃分成熟時期。地區(qū)、樹齡、施肥管理等也會影響果實品質(zhì)，可選取更多角度進(jìn)行對比。此外，由于果實營養(yǎng)成分含量的測定耗時長、成本高，可考慮借鑒一些新的檢測技術(shù)，如介電性能測定和高光譜成像，進(jìn)行鮮食棗果實品質(zhì)的評價。