5個鮮食棗品種果實品質(zhì)特性的綜合評價

樊丁宇，靳娟，阿布都卡尤木·阿依麥提，楊磊，趙曉梅，郝慶

（新疆農(nóng)業(yè)科學院園藝作物研究所/農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學觀測實驗站，烏魯木齊 830091）

0 引言

【研究意義】棗（Ziziphus JujubaMill.）屬于鼠李科（Rhamnaceae）棗屬（ZiziphusMill.），原產(chǎn)我國[1]。鮮食棗果實肉質(zhì)脆、汁液豐富、酸甜可口、風味獨特及VC 含量較高[2]。新疆南疆地理環(huán)境條件優(yōu)越，紅棗含糖量高、顏色鮮艷。但目前新疆南疆紅棗主栽品種是灰棗和駿棗，品種比較單一，且以制干為主[3-4]。研究比較分析新疆阿克蘇地區(qū)不同鮮食棗品種的營養(yǎng)成分和果皮結(jié)構(gòu)，篩選適合生產(chǎn)且有栽培價值的優(yōu)良鮮食棗品種，對新疆鮮食棗品種的推廣有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】棗果實根據(jù)品質(zhì)差異可分別用于鮮食及加工等用途，而有機酸、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類、果膠、維生素和多酚類物質(zhì)的含量影響棗果實品質(zhì)。有研究采用相關(guān)性分析和主成分分析對富士[5]、楊梅[6]、葡萄[7]、藍莓[8]、西洋梨[9]等果實品質(zhì)進行了分析和綜合評價。蔣卉等[10]研究指出，不同鮮食棗品種果實品質(zhì)存在明顯差異，其中單果質(zhì)量、可滴定酸含量、糖酸比的變異系數(shù)較大，果實可食率變異系數(shù)較小，部分品質(zhì)性狀之間存在簡單相關(guān)性。13個鮮食棗品種在外觀品質(zhì)、營養(yǎng)成分和功能成分上均存在一定的相關(guān)性和差異性；在不同成熟期同一品種的果實品質(zhì)也存在著差異[11]。張萍等[12]對灰棗16個營養(yǎng)品質(zhì)因子間相關(guān)性分析顯示，灰棗營養(yǎng)因子間有12個達到顯著性相關(guān)，顯示了各營養(yǎng)因子在灰棗營養(yǎng)品質(zhì)形成過程中相互制約和促進的作用。樊保國等[13]對16個鮮食棗品種的主要品質(zhì)性狀進行了分析，其中4個品種的鮮食品質(zhì)性狀最好，2個品種相對較差，其余品種居中?！颈狙芯壳腥朦c】目前，鮮食棗品種在新疆南疆的種植面積較小，基礎(chǔ)薄弱，且鮮食棗品質(zhì)特性和果皮解剖結(jié)構(gòu)方面的綜合評價研究報道較少。需研究評價鮮食棗品種果實品質(zhì)綜合特性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以新疆阿克蘇地區(qū)的5個鮮食棗品種為研究對象，采用單因素方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析法對不同鮮食棗品種果實品質(zhì)和果皮結(jié)構(gòu)進行綜合評價，為新疆鮮食棗品種的選擇、種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整及種質(zhì)資源的評價提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以阿克蘇地區(qū)的5個不同鮮食棗品種賽蜜酥、冬棗、伏脆蜜、乳脆蜜、蟠棗為研究材料，每個品種隨機選取5棵樹，于果實脆熟期采樣，分別從東西南北4個方向采摘樹冠外圍中上部的果實，每個品種選取100個果實帶回實驗室，在4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 果皮解剖結(jié)構(gòu)

每個品種采集的棗果立即固定于FAA 固定液，并制作常規(guī)石蠟切片，經(jīng)乙醇逐級脫水、二甲苯透明、浸蠟、包埋，后用石蠟切片機切片，厚度8 ～12μm，用番紅固綠片染，中性樹膠封片，采用光學顯微鏡觀察、照相[14]。不同品種觀察3 張切片，每張切片觀察3個視野。觀測部位有蠟質(zhì)層厚度、角質(zhì)層厚度、表皮層層數(shù)、表皮層厚度、亞表皮層層數(shù)、亞表皮層厚度。

1.2.2 果皮細胞壁成分

采用咔唑比色法測定原果膠和可溶性果膠含量；采用蒽酮比色法纖維素含量；采用鄰苯二酚法測定多酚氧化酶（PPO）含量；采用間接碘量法測定半纖維素含量；采用硝基水鹽酸比法測定纖維素酶活性；采用二硝基水楊酸（DNS）法[15]測定果膠酶活性，重復3次，取平均值。

1.2.3 果實品質(zhì)指標

采用電子天平測定單果質(zhì)量；采用數(shù)顯游標卡尺測定果實縱徑、橫徑；采用手持折射儀測定可溶性固形物含量；采用考馬斯亮藍G-250染色法測定蛋白質(zhì)含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖、淀粉含量；采用鉬藍比色法測定VC 含量；采用氫氧化鈉溶液滴定法測定總酸含量；采用高效液相色譜法測定蘋果酸、檸檬酸、葡萄糖、果糖、蔗糖含量；采用紫外分光光度法[16]測定類黃酮含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)處理，SPSS 19.0軟件進行方差分析（P＜0.05）、相關(guān)性分析和主成分分析，Duncan法進行多重比較檢驗，表中數(shù)據(jù)以“平均值±標準差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鮮食棗果實品質(zhì)的比較

研究表明，乳脆蜜棗縱徑顯著大于其他品種，且達到42.49 mm，但是橫徑和單果重質(zhì)量最小，與其他品種顯著差異；蟠棗橫徑和單果重顯著大于其他品種，其次為冬棗，但是冬棗和賽蜜酥的橫徑?jīng)]有差異。不同鮮食棗品種果實的可溶性糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉和可溶性固形物含量均有顯著差異，其中可溶性糖、果糖、淀粉含量的差異比較明顯；其中乳脆蜜棗的可溶性糖和果糖含量的差異比較大，分別為280.84 和103.20 mg/g，但是葡萄糖含量顯著低于其他品種，為47.18 mg/g；冬棗的可溶性糖、果糖和可溶性固形物含量低于其他品種，存在顯著差異。蟠棗可溶性蛋白含量達到181.63 mg/g，比其他品種存在顯著差異；賽蜜酥的VC含量顯著高于其他品種，其中VC含量最低的品種乳脆蜜的2.5倍；蟠棗總酸和檸檬酸含量最高，與其他品種存在差異，但是其他4個品種的總酸含量沒有差異；乳脆蜜的蘋果酸含量顯著高于其他品種，檸檬酸含量最低。不同品種的類黃酮和纖維素含量存在差異，其中冬棗的類黃酮和纖維素含量最高，賽蜜酥的類黃酮和伏脆蜜纖維素含量最低；乳脆蜜棗的原果膠含量和果膠酶活性，蟠棗的可溶性果膠含量和纖維素酶活性顯著高于其他品種。冬棗和蟠棗的蠟質(zhì)層厚度沒有差異，但是比其他品種存在顯著差異；角質(zhì)層厚度最厚的是伏脆蜜，其次是乳脆蜜和冬棗，但是這3個品種之間差異不顯著；冬棗、乳脆蜜、蟠棗的表皮層層數(shù)是3～5 層，這些品種的表皮層也最厚，其中冬棗的表皮層厚度達到52.57 μm，存在顯著差異；冬棗和蟠棗的亞表皮層層數(shù)是2～3 層，這2個品種的亞表皮層厚度顯著大于其他品種。表1

表1 不同鮮食棗果實品質(zhì)及果皮結(jié)構(gòu)差異比較Table 1 Comparison of fruit quality and pericarp structure of different fresh jujubes

2.2 不同鮮食棗果實品質(zhì)的相關(guān)性

研究表明，新疆阿克蘇地區(qū)的5個鮮食棗品種果實品質(zhì)及果皮結(jié)構(gòu)之間存在著密切的關(guān)系。其中可溶性蛋白與葡萄糖呈顯著正相關(guān)；總酸、纖維素、纖維素酶、檸檬酸、橫徑、單果重、蠟質(zhì)層厚度、亞表皮層厚度呈極顯著正相關(guān)；半纖維素、多酚氧化酶、角質(zhì)層厚度等因子之間呈顯著負相關(guān)?？扇苄蕴桥c果糖、淀粉、原果膠、果膠酶、蘋果酸、縱徑呈顯著正相關(guān)；葡萄糖與總酸檸檬酸、橫徑、單果重含量存在呈顯著正相關(guān)；果糖與淀粉、原果膠、果膠酶、纖維素酶、蘋果酸、縱徑呈顯著正相關(guān)，但是半纖維素、VC、可溶性固形物含量之間呈顯著負相關(guān)；淀粉與原果膠、果膠酶、蘋果酸、縱徑等因子之間存在顯著正相關(guān)?？偹崤c可溶性果膠、纖維素酶、檸檬酸、橫徑、單果重呈顯著正相關(guān)，但是半纖維素和角質(zhì)層厚度間呈顯著負相關(guān)；可溶性果膠與纖維素酶、檸檬酸、橫徑、單果重、蠟質(zhì)層厚度、亞表皮層厚度之間存在顯著正相關(guān)；纖維素與多酚氧化酶和VC 含量呈顯著負相關(guān)，但蠟質(zhì)層厚度、表皮層厚度和亞表皮層厚度等因子之間呈極顯著正相關(guān)。半纖維素含量與果膠酶、纖維素酶、蠟質(zhì)層厚度和表皮層厚度呈顯著負相關(guān)，但多酚氧化酶、VC、可溶性固形物含量間呈顯著正相關(guān)；纖維素酶與檸檬酸、縱徑、橫徑、單果重、蠟質(zhì)層厚度、亞表皮層厚度呈顯著正相關(guān)；蘋果酸與檸檬酸、VC、橫徑、可溶性固形物等因子之間顯著負相關(guān)；橫徑與單果重和亞表皮層厚度之間呈顯著正相關(guān)、但是角質(zhì)層厚度呈顯著負相關(guān)；可溶性固形物與蠟質(zhì)層表皮層厚度呈顯著負相關(guān)；蠟質(zhì)層厚度與表皮層厚度和亞表皮層厚度等因子之間存在顯著正相關(guān)。表2

表2 不同鮮食棗果實品質(zhì)及果皮結(jié)構(gòu)的相關(guān)性Table 2 Correlation Analysis of fruit quality and pericarp structure of different fresh jujubes

2.3 不同鮮食棗果實品質(zhì)的主成分

研究表明，第1 主成分的特征值為9.911，貢獻率為39.119%，主要由可溶性蛋白、果糖、總酸、可溶性果膠、纖維素、果膠酶、纖維素酶、縱徑、單果重、蠟質(zhì)層厚度、亞表皮層厚度具有較大的正系數(shù)值，這些指標對第1主成分產(chǎn)生正向影響；半纖維素、多酚氧化酶、維生素C含量具有較大的負系數(shù)值。第2主成分的特征值為7.730，貢獻率為28.346%，主要由葡萄糖、檸檬酸、橫徑、可溶性固形物具有較大的正系數(shù)值，這些指標決定第2 主成分的正向；淀粉、原果膠、蘋果酸等指標具有較大的負系數(shù)值。第3主成分的特征值為5.268，貢獻率為20.260%，主要由可溶性糖、淀粉等指標具有較大的正系數(shù)值，這些指標對第3 主成分產(chǎn)生正向影響；類黃酮、纖維素、表皮層厚度具有較大的負系數(shù)值。第4主成分的特征值為2.569，貢獻率為9.881%，主要由蔗糖、多酚氧化酶、角質(zhì)層厚度具有較大的正系數(shù)值，這些指標對第4 主成分產(chǎn)生正向影響。4個主成分的累積貢獻率為96.606%，這4個主成分反應(yīng)所測阿克蘇地區(qū)的5個鮮食棗果實品質(zhì)的所有信息。表3

表3 4個主成分的特征向量、特征值、貢獻率及累積貢獻率Table 3 The eigenvectors,eigenvalues,contribution rates and cumulative contribution rates of 4 PCAs

2.4 不同鮮食棗果實品質(zhì)的綜合評價

研究表明，5個鮮食棗品種果實品質(zhì)綜合評價得分（Y），其表達式為：Y=0.395*，PC1 得分+0.293*，PC2 得分+0.230*，PC3 得分+0.102*，PC4 得分。

綜合得分分值越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。蟠棗的綜合得分排位第一，蟠棗的果實綜合品質(zhì)表現(xiàn)較好；冬棗、乳脆蜜和伏脆蜜的綜合得分居中，果實綜合品質(zhì)表現(xiàn)一般；而賽蜜酥的綜合得分較低，該品種果實綜合品質(zhì)表現(xiàn)較差。表4

表4 不同品種果實品質(zhì)性狀的主成分得分及綜合評價Table 4 Principal component scores and comprehensive evaluation of fruit quality traits of different varieties

3 討論

研究表明，不同鮮食棗品種之間可溶性固形物、單果重、VC、果皮結(jié)構(gòu)等口感指標上差異較大，與彭勇菲[17]和樊保國[13]的分析結(jié)果相一致。王永康等[18]在評價棗優(yōu)良種質(zhì)資源標準時，也將可溶性固形物和糖類物質(zhì)的含量作為評判棗果實品質(zhì)的重要指標。陳文濤等[19]研究表明，14個鮮食棗品種的可溶性糖含量的差異相對較小，而可滴定酸含量的差異相對較大，與試驗結(jié)果相反，可能與不同品種和不同生長地點的濕度、溫度、光照等相關(guān)響應(yīng)因子有一定的關(guān)系。研究中5個鮮食棗品種的果皮組織結(jié)果均可分蠟質(zhì)層、角質(zhì)層、表皮層和亞表皮層，與郭紅彥[20]的研究結(jié)果相一致，但是不同棗品種果皮組織結(jié)果的大小和表皮層層數(shù)、亞表皮層層數(shù)和厚度有一定的差異。

研究采用5個鮮食棗品種的26個性狀指標進行了相關(guān)分析，其中許多指標之間存在相對獨立性和密切相關(guān)性，與段卞慧等[21]對新疆引種的16個鮮食棗品種相關(guān)性分析的研究結(jié)果相一致。吳碩等[22]表明，棗果實縱徑和可溶性固形物含量呈顯著負相關(guān)，與研究結(jié)果相一致；單果重與可溶性蛋白、總酸、葡萄糖、可溶性果膠、纖維素酶、檸檬酸、橫徑呈顯著正相關(guān)，與劉隋赟昊[23]的研究結(jié)果有所不同，可能是與所選擇的品種、成熟期等有關(guān)。

將阿克蘇地區(qū)的5個鮮食棗品種的26個果實品質(zhì)性狀進行了綜合和簡化，從26個指標降為4個彼此不相關(guān)的主成分，4個主成分的累積貢獻率為96.606%，基本反映了研究所有信息，達到了降維的目的。根據(jù)主成分分析結(jié)果計算每個品種的綜合得分，得分由高到低分別為：蟠棗、冬棗、乳脆蜜、伏脆蜜、賽蜜酥。蘇娟娟[11]對陜北13個鮮食棗品種果實品質(zhì)評價結(jié)果得出，冷白玉、蛤蟆棗、大白鈴和靈武長棗的果實綜合品質(zhì)好，而京60、閻良脆棗和伏脆蜜的果實綜合品質(zhì)較差。馮耀飛等[24]通過對交城駿棗進行資源調(diào)查中選出了12 株優(yōu)良單株，所選出的優(yōu)良單株采用主成分分析法選出最佳優(yōu)良單株5 號，其中起決定性作用的指標是含糖量、VC 含量、可食率和豐產(chǎn)性狀。彭勇菲等[17]通過主成分分析法分析后表明，各鮮食棗品種在實際中的表現(xiàn)與分析結(jié)果基本一致，在棗果品質(zhì)的評價中取得了比較理想的結(jié)果。鮮食棗果的評價影響指標很復雜[25]，將主成分分析用于鮮食棗品種的品質(zhì)性狀的綜合評價，能夠在保證原始數(shù)據(jù)信息損失最小的情況下，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大為簡化，根據(jù)各項指標的相關(guān)關(guān)系和各項指標的變異程度來客觀地確定主成分的權(quán)重，因而是品質(zhì)性狀綜合評價的一種簡單科學易行的有效方法。為了更加全面、客觀、合理評價鮮食棗品種的品質(zhì)，對評價指標的遴選和感官品質(zhì)指標的賦值還有待進一步深入研究。

4 結(jié)論

新疆阿克蘇地區(qū)5個鮮食棗品種的果實品質(zhì)指標之間均呈存在顯著差異（P＜0.05），26個品質(zhì)指標中有24個達到顯著性相關(guān)。5個鮮食棗品種果實品質(zhì)的綜合得分為蟠棗＞冬棗＞乳脆蜜＞伏脆蜜＞賽蜜酥，蟠棗的果實品質(zhì)表現(xiàn)最佳。