鮮食葡萄種質(zhì)酸甜風(fēng)味指標(biāo)評價與分析

黃麗萍，馬小河，王敏，劉曉婷，趙旗峰

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，山西太原 030006）

國內(nèi)葡萄種質(zhì)資源豐富，種類繁多[1-2]，目前保存各類葡萄種質(zhì)3000余份[3]，其用途廣泛，且不同用途需要不同品種[4]。為滿足不同用途及消費者的需求，長期以來葡萄育種工作者均在探尋對葡萄資源的鑒定、評價方法，為葡萄品種的選育研究提供優(yōu)良的親本。

葡萄果實風(fēng)味評價指標(biāo)由多項內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)構(gòu)成[5]，糖酸含量是影響果實風(fēng)味評價指標(biāo)的重要因素，人們在對其進(jìn)行評價時，很難將全部指標(biāo)進(jìn)行考察，因此可通過對評價指標(biāo)進(jìn)行篩選，簡化評價指標(biāo)，為快速選擇合適的雜交親本提供理論基礎(chǔ)[6-7]，從而快速選配雜交親本，提高選育種效率。

將99份鮮食葡萄資源的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、pH、固酸比和糖酸比6項指標(biāo)作為研究對象，進(jìn)行相關(guān)性分析、聚類分析和因子分析等，篩選主要評價指標(biāo)并將99份鮮食資源分類，達(dá)到根據(jù)育種目標(biāo)選擇適合的資源類型作為親本進(jìn)行雜交選育的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試葡萄品種99份，其中歐亞種63份，歐美雜種36份，果實取自國家葡萄種質(zhì)資源太谷圃。樹體均采用單籬架形，扇形整枝，架高1.7 m，南北行向，行株距3 m ×1.2 m。在果實成熟時，每個品種選取5株，從每株上隨機選取1穗果，從果穗的上、中、下部位分別選取1粒果實待測。果實成熟期通過觀察種子顏色是否變成棕色以及往年的記錄來確定。

采樣后立即帶回實驗室，用手動榨汁器榨出果汁并進(jìn)行離心，用于可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、pH的測定，并計算固酸比、糖酸比。

1.2 試驗方法

分別稱取葡萄果肉各100 g，按不同品種打成漿狀，用干凈紗布過濾出果汁?？扇苄怨绦挝锊捎?MLPR-101α數(shù)顯式全糖儀測定，可溶性糖含量采用斐林試劑滴定法測定，可滴定酸采用指示劑滴定法測定，pH采用FE20K酸度計測定。均設(shè)3次重復(fù)，具體操作方法參照文獻(xiàn)[9]。

糖酸風(fēng)味鑒定是由7人組成的風(fēng)味評鑒小組完成，通過品嘗的方法對葡萄風(fēng)味進(jìn)行分類，將其分為極甜、甜、酸甜-甜酸、酸和極酸5個等級[10-11]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

利用Excel 2010和SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行水平分析、相關(guān)性分析、因子分析和聚類分析等數(shù)理統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄果實風(fēng)味指標(biāo)的水平分析

從表1可見，葡萄果實pH值、可溶性固形物和可溶性糖含量的范圍均較窄，最大值與最小值僅分別相差1.36倍、1.85倍、2.46倍，變異系數(shù)僅分別為6.55%、12.75%、15.53%，表明葡萄品種間這些指標(biāo)的差異均??；可滴定酸、固酸比和糖酸比的范圍均很寬，最大值和最小值分別相差4.28倍、6.97倍、8.52倍，變異系數(shù)高達(dá)29.20%、25.18%、25.87%，表明葡萄品種間這些指標(biāo)的差異均很大。

表1 葡萄風(fēng)味指標(biāo)的變異情況Table 1 Variation of flavor index of grape

2.2 葡萄果實風(fēng)味指標(biāo)的相關(guān)性分析

pH、固酸比、糖酸比與可滴定酸含量之間均呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R分別為-0.45、-0.76、-0.75；pH與固酸比、糖酸比呈極顯著正相關(guān)，R均為0.42；可溶性糖含量與可溶性固形物、固酸比、糖酸比均呈極顯著正相關(guān)，R分別為0.89、0.54、0.65；固酸比和糖酸比呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R高達(dá)0.97。

表2 葡萄種質(zhì)風(fēng)味指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation analysis of flavor indexes in grape germplasms

2.3 葡萄風(fēng)味評價指標(biāo)的篩選

將葡萄風(fēng)味指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化轉(zhuǎn)化，采用卡方距離、離差平方和法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。由圖1可見，可溶性固形物含量和可溶性糖含量距離僅為0.2924，固酸比和糖酸比距離為0.4440，可滴定酸含量和pH距離為0.4341。以1為聚類距離，將葡萄風(fēng)味指標(biāo)聚為了3類，第1類可溶性固形物和可溶性糖代表甜味指標(biāo)，第2類固酸比和糖酸比代表綜合風(fēng)味指標(biāo)，第3類可滴定酸和pH代表酸味指標(biāo)。

圖1 葡萄風(fēng)味指標(biāo)的系統(tǒng)聚類譜系圖 Figure 1 Hierarchical cluster pedigree of flavor index

利用可溶性固形物、pH、可滴定酸、可溶性糖、固酸比、糖酸比進(jìn)行PCA分析，自動擬合出3個主成分。對葡萄風(fēng)味指標(biāo)進(jìn)行因子分析（表3），結(jié)果表明，前3個因子包含的信息量占總體信息量的92.95%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于累計貢獻(xiàn)率≥85%的原則，因此將6個指標(biāo)綜合成3個主因子進(jìn)行評價。

表3 葡萄果實風(fēng)味指標(biāo)的因子分析結(jié)果Table 3 Factor analysis results of flavor index in grape germplasms

PC1的特征值為3.5433，方差貢獻(xiàn)率為59.06%，固酸比和糖酸比的載荷值分別為0.9350和0.9616，在PC1中影響均較大。由于可溶性固形物的測定更加簡單便捷，故保留固酸比代表PC1。PC2的特征值為1.3983，方差貢獻(xiàn)率為23.30%，可溶性固形物的載荷值最大，為0.7405，說明可溶性固形物對PC2的影響較大，因此選擇可溶性固形物代表PC2。PC3的特征值為0.6356，方差貢獻(xiàn)率為10.59%，可滴定酸的載荷值最大，為0.6940，說明可滴定酸對PC3的影響較大，因此選擇可滴定酸代表PC3。上述分析可得，評價葡萄風(fēng)味指標(biāo)的3個核心指標(biāo)可溶性固形物、可滴定酸、固酸比。

2.4 葡萄風(fēng)味評價

以確定的可滴定酸、可溶性固形物和固酸比3項作為評價指標(biāo)，對99份葡萄種質(zhì)進(jìn)行K-均值法動態(tài)聚類，將其分為5類（表4）。第1類包含5份樣本，其可滴定酸含量極高，固酸比極低，如‘零旦’‘灰日爾多’等；第2類包含23份樣本，其可溶性固形物含量較低，可滴定酸含量中等，固酸比較低，如‘夏至紅’‘愛神玫瑰’‘達(dá)米娜’等；第3類包含47份樣本，其可溶性固形物、可滴定酸、固酸比表現(xiàn)中等，如‘無核翠寶’‘早黑寶’‘晚黑寶’‘著色香’等；第4類包含18份樣本，其可溶性固形物含量較高，可滴定酸、固酸比表現(xiàn)中等，如‘玫瑰香’‘甜菜’‘京亞’等；第5類包含6份樣本，其可溶性固形物含量高，可滴定酸含量低，固酸比極高，如‘柔丁香’‘巨玫瑰’等品種。

表4 99份葡萄資源的聚類結(jié)果Table 4 Clustering results of 99 grape germplasms

通過口感風(fēng)味評價，并結(jié)合動態(tài)聚類分析結(jié)果，第1類口感偏酸，第2類口感酸甜，第3類口感偏甜，第4類口感甜酸，第5類口感極甜。

3 討論

葡萄種質(zhì)資源數(shù)量繁多，研究人員在評價過程中工作量、工作強度極大，工作效率低下，而且隨著生活水平的日益提高，人們對葡萄風(fēng)味的要求逐漸多樣化，研究人員需要對大量種質(zhì)的風(fēng)味進(jìn)行鑒定、評價，在明確育種目標(biāo)的基礎(chǔ)上，更加精準(zhǔn)的為育種家提供有效的親本資源，提高育種效率。

對于果實風(fēng)味評價指標(biāo)簡化方面的研究比較多，包括主成分分析法、聚類分析法[12-13]、因子分析法[14-15]、灰色關(guān)聯(lián)度分析法[16-19]等。樊丁宇等[7]利用因子分析確定了新疆杏鮮食品種的評價指標(biāo)；倪志華等[20]將南豐蜜桔果實品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了簡化；聶繼云等[21]利用聚類分析法對蘋果加工適應(yīng)性進(jìn)行了分類，并利用因子分析法對蘋果品質(zhì)評價指標(biāo)進(jìn)行了精簡；陳杭君等[22]利用快速聚類分析法篩選鮮食荔枝；樊保國等[23]采用因子分析對制干棗品種進(jìn)行了評價，且結(jié)果與感官評價結(jié)果一致。

目前對葡萄風(fēng)味指標(biāo)研究較少，尤其是以大量種質(zhì)資源為材料進(jìn)行研究還未見相關(guān)報道。為了快速有效的評價葡萄種質(zhì)的風(fēng)味特性，本研究通過相關(guān)分析、主成分分析及系統(tǒng)、動態(tài)聚類分析的方法初步對葡萄種質(zhì)風(fēng)味指標(biāo)進(jìn)行了篩選，認(rèn)為可滴定酸、可溶性固形物和固酸比在衡量葡萄果實風(fēng)味品質(zhì)上能達(dá)到較為理想的效果。評價指標(biāo)的簡化，為今后對國家資源圃內(nèi)葡萄資源風(fēng)味的鑒定評價提供了理論基礎(chǔ)，并提高了葡萄新品種選育的效率。

葡萄種質(zhì)資源風(fēng)味指標(biāo)的篩選，在葡萄資源數(shù)據(jù)庫的搭建、快速地篩選出不同風(fēng)味的葡萄品種資源及縮短新品種選育的進(jìn)程中起到了關(guān)鍵、有效的作用。

4 結(jié)論

99份葡萄果實品種之間，可溶性固形物、pH和可溶性糖含量的差異比較??；而可滴定酸、固酸比和糖酸比的差異卻很大。各指標(biāo)之間既存在著不同程度的關(guān)聯(lián)性，又各自具有獨立性。

通過系統(tǒng)聚類分析和因子分析，將6個葡萄風(fēng)味評價指標(biāo)縮減為3個公因子，分別由可滴定酸代表酸味因子、可溶性固形物代表甜味因子、固酸比代表綜合風(fēng)味因子。

以確定的可滴定酸、可溶性固形物和固酸比3項作為評價指標(biāo)，對99份葡萄種質(zhì)資源進(jìn)行K-均值法動態(tài)聚類，將其分為5類，口感極酸的品種5份、口感甜的品種23份、口感酸甜-甜酸的品種47份、口感甜的品種18份、口感極甜的品種6份。