21 份金柑種質(zhì)的果實品質(zhì)分析與綜合評價*

楊 柳，黎曼緹，易自力，朱洺志，黃紅梅

（1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128）（2 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）

金柑（Fortunella）屬蕓香科（Rutaceae）柑橘亞科（Aurantioideae）柑橘族（Citreae）柑橘亞族（Citrinae）真正柑橘類植物，原產(chǎn)于我國，主要有湖南瀏陽，廣西融安、陽朔，浙江寧波，江西遂川，福建尤溪等6 個主產(chǎn)區(qū)[1]。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2020 年我國共生產(chǎn)水果28 692.4 萬t，其中柑橘產(chǎn)量5 121.9 萬t，占全國水果總產(chǎn)量的17.9%。根據(jù)廣西壯族自治區(qū)陽朔縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局統(tǒng)計，全國金柑種植面積達(dá)2.994 83 萬hm2，其中廣西融安縣是全國最大的滑皮金柑和脆蜜金柑生產(chǎn)基地，2021 年金柑種植面積達(dá)1.382 691 萬hm2。目前，主栽品種有山金柑（F.hindsiiSwingle）、圓金柑（F.japonicaSwingle）、羅?。‵.margaritaSwingle）、長葉金柑（F.polyandraTanaka）4 個種和金彈（F.crassifoliaSwingle）、長壽金柑（F.obovataTanaka）2 個雜交品種[2-3]。金柑果形呈橢圓形、卵圓形或球形，成熟時果皮顏色為橙色或黃色，皮甘，偶有辛辣，果肉酸甜可口，是最小的、唯一皮肉可同食的柑橘類水果，其果實營養(yǎng)豐富，富含維生素C 等營養(yǎng)元素，并具有很高的藥用價值[4-6]，廣受消費者的歡迎，為我國著名的水果之一[7]。

果實品質(zhì)包括內(nèi)在品質(zhì)、外觀品質(zhì)和外延品質(zhì)等，構(gòu)成這些品質(zhì)的具體指標(biāo)包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、礦物質(zhì)和芳香物質(zhì)等內(nèi)在品質(zhì)，果實色澤、單果重、果形指數(shù)等外觀品質(zhì)以及精油組分和生物活性物質(zhì)等在內(nèi)的外延品質(zhì)[8]。優(yōu)質(zhì)金柑主要指果實大小一致、果形整齊、風(fēng)味濃甜、化渣、維生素C 含量豐富，具有該品種固有的色澤、香氣等[9]。隨著消費水平的提高，人們對水果的品質(zhì)提出了更高的要求，市場對諸如金柑這類較高營養(yǎng)價值的水果需求日益增加。研究人員對金柑果實的品質(zhì)做了較多研究，陳金印等[10]對遂川金柑果實的糖、酸、氨基酸、維生素和人體必需的礦質(zhì)元素等營養(yǎng)成分進(jìn)行了測定分析。潘騰飛等[11]對比了融安滑皮金柑和融安金柑，融安滑皮金柑單果重大于融安金柑，兩者的可溶性固形物含量都高于16%，融安金柑的維生素C 含量高于融安滑皮金柑，總體來看，融安滑皮金柑果實品質(zhì)優(yōu)于融安金柑。潘雪燕[12]研究發(fā)現(xiàn)，滑皮金柑的可溶性固形物含量較普通金柑高20%，總酸含量顯著低于普通金柑。高興等[13]研究表明，脆蜜金柑的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)均優(yōu)于融安金柑和滑皮金柑，是一個極具推廣潛力的金柑新品種。馬張正等[14]比較分析了滑皮金柑和融安金柑的外觀、風(fēng)味及營養(yǎng)成分。這些研究為金柑品質(zhì)的分析提供了方法和思路。目前，圍繞金柑品質(zhì)的影響因素及優(yōu)質(zhì)品種的研究越來越多，但對不同金柑種質(zhì)品質(zhì)的差異研究較少，沒有建立科學(xué)的評價方法。因此，本研究對21 份金柑種質(zhì)的內(nèi)在品質(zhì)和外觀品質(zhì)進(jìn)行了分析比較，并結(jié)合主成分分析法進(jìn)行分析，旨在探究21 份金柑種質(zhì)的果實品質(zhì)以及不同種質(zhì)間的差異，并對其果實品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，為提高金柑產(chǎn)業(yè)競爭力及深加工提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的21 份金柑種質(zhì)如表1 所示，果實采自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)金柑種質(zhì)資源圃。

表1 供試的21 份金柑種質(zhì)

1.2 試驗方法

1.2.1樣品采集

分別從樹冠上部東、南、西、北4 個方向，采集無病蟲害、無損傷、大小一致、完全成熟的果實，每份種質(zhì)采集10個果實，用密封袋分裝后置于4 ℃冰箱保存，次日測定果實各項指標(biāo)。

1.2.2果實外觀品質(zhì)測定

每份種質(zhì)取10 個果實，采用精度為0.01 mm 的游標(biāo)卡尺測量果實縱橫徑，并計算果形指數(shù)，用電子天平稱量單果重，各指標(biāo)重復(fù)測定3 次，取平均值。果形描述參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《柑橘種質(zhì)資源描述規(guī)范》（NY/T 2930—2016）。

1.2.3果實內(nèi)在品質(zhì)測定

內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)包含可食率、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C 含量及固酸比和糖酸比等，每個指標(biāo)重復(fù)測定3 次?？扇苄怨绦挝锖坎捎檬殖质秸酃鈨x（日本）測定，可溶性糖含量采用蒽酮試劑法測定，可滴定酸含量采用氫氧化鈉溶液滴定法（以檸檬酸計）測定，維生素C 含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[15]測定，并統(tǒng)計種子（顆粒飽滿）數(shù)。

可食率（%）=［（樣品果總重量－樣品果種子重量）/樣品果總重量］×100

1.2.4果實色澤測定

果實色澤利用色彩色差儀（柯尼卡美能達(dá)CR-400，日本）測定，每份種質(zhì)選取5 個果實，測定赤道部位3 個方向的色差值（L*、a*、b*值）。L*值表示光澤明亮度，值越大，亮度越高；a*值代表紅綠值，正值越大，紅色越深，負(fù)值越小，綠色越深；b*值代表黃藍(lán)值，正值越大，黃色越深，負(fù)值越小，藍(lán)色越深。

色澤指數(shù)（CCI）=1 000×［a*/（L*×b*）］

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2019 對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，所有試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0 統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行顯著性差異分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同金柑種質(zhì)果實外觀品質(zhì)比較

由表2 可知，供試的21 份金柑種質(zhì)的果形有卵圓形、球形、橢圓形、高扁圓形、扁平形5 種，以卵圓形和球形居多；單果重為6.47～73.13 g，公孫橘最大，寧波羅紋CQ 和寧波羅紋CS 較??；果實縱橫徑以公孫橘（39.25、57.47 mm）最大，均顯著大于其他種質(zhì)，寧波羅紋CQ 縱徑（20.81 mm）最小，寧波羅紋CS 橫徑（21.83 mm）最??；果形指數(shù)最大的是大果羅浮1，達(dá)1.32，最小的是金橘（0.51）。綜合果實外觀品質(zhì)比較結(jié)果，公孫橘的單果重和縱橫徑均高于其他種質(zhì)，是供試金柑中果型最大的種質(zhì)。

表2 21 份金柑種質(zhì)的果實外觀品質(zhì)

2.2 不同金柑種質(zhì)果實內(nèi)在品質(zhì)比較

由表3 可以看出，供試21 份金柑種質(zhì)的果實可食率為92.22%～98.40%，融安脆蜜和金柑雜種的可食率較高，分別為98.40%、98.24%，二者間差異不顯著，但均顯著高于其他種質(zhì)，寧波羅紋CQ 的可食率最低?？扇苄怨绦挝锖繛?.13%～22.87%，金柑雜種的可溶性固形物含量最低，顯著低于其他種質(zhì)，而滑皮金柑的可溶性固形物含量最高?？扇苄蕴呛繛?.71%～10.18%，溫州羅浮和大果羅浮2 的可溶性糖含量分別為10.18%和10.01%，均顯著高于其他種質(zhì)（瀏陽金柑CQ、壽星橘除外），二者間沒有顯著差異，金柑雜種的可溶性糖含量顯著低于除花葉金柑以外的其他種質(zhì)?？傻味ㄋ岷繛?.06%～2.02%，融安脆蜜的可滴定酸含量顯著低于其他種質(zhì)，野生金柑的可滴定酸含量顯著高于其他種質(zhì)。融安脆蜜的固酸比和糖酸比分別為363.83 和140.50，均顯著高于其他種質(zhì)，其次糖酸比較高的是滑皮金柑（130.43），它們之間糖酸比的差異不顯著；而金柑雜種的固酸比和糖酸比均最低，分別為4.90、3.44，其次糖酸比較低的是野生金柑（4.30），它們之間的糖酸比沒有顯著差異。維生素C 含量最高的是金橘，達(dá)395.6 mg/kg，溫州羅浮的維生素C含量最低，僅為55.1 mg/kg，是金橘的13.93%。融安脆蜜的種子數(shù)最少（1.33 粒），符合少核標(biāo)準(zhǔn)，公孫橘的種子數(shù)最多（18.22 粒），二者差異達(dá)顯著水平。

表3 21 份金柑種質(zhì)的果實內(nèi)在品質(zhì)

綜合果實內(nèi)在品質(zhì)，融安脆蜜的可食率、固酸比、糖酸比均高于其他種質(zhì)，滑皮金柑的可溶性固形物含量、溫州羅浮的可溶性糖含量和金橘的維生素C 含量均顯著高于其他種質(zhì)。種子數(shù)≤1.80 粒的金柑種質(zhì)可食率均在96.93%以上，其中融安脆蜜的種子數(shù)最少，可食率最高（98.40%）；而公孫橘的種子數(shù)最多，其可食率僅92.60%。綜上所述，因融安脆蜜種子數(shù)更少或無的特點使其可食率更高，且其固酸比和糖酸比均最高，所以融安脆蜜最符合鮮食需求，公孫橘不太適合鮮食。

2.3 不同金柑種質(zhì)果實色澤比較

由表4 可以看出，供試21 份金柑種質(zhì)的果皮亮度（L*值）為58.01～70.14，果皮亮度最高的是寧波金彈CQ，金橘最低。果皮紅色度（a*值）最高的是金橘，為33.10，表明其果皮紅色成分最高，果皮綠色成分最低；最低的是花葉金柑，為11.33。果皮黃色度（b*值）最高的是寧波金彈CQ（73.97），表明其果皮顏色最黃，最低的是金橘（57.21）。供試21 份金柑種質(zhì)的色澤指數(shù)（CCI）均為正值，最高的是金橘（9.99），最低的是花葉金柑（2.32）。綜合來看，21 份金柑種質(zhì)的果皮亮度、果皮紅色度和果皮黃色度均為正值，表明金柑果皮色澤明亮，以紅色和黃色為主色調(diào)，其中金橘和寧波金彈CQ的果實色澤均優(yōu)于其他種質(zhì)。

表4 21 份金柑種質(zhì)的果實色澤

2.4 不同金柑種質(zhì)果實品質(zhì)的主成分分析

通過多項單一指標(biāo)的對比，各個種質(zhì)均存在優(yōu)劣，難以選出具有競爭優(yōu)勢的金柑種質(zhì)，因此需要采用科學(xué)的綜合評價方法對果實品質(zhì)進(jìn)行評價分析，本研究利用SPSS 統(tǒng)計軟件對21 份金柑種質(zhì)的12 個實測值（表2、表3 和表4 中除了果形指數(shù)、固酸比、糖酸比和色澤指數(shù)等合成指標(biāo)），采用降維的因子分析進(jìn)行主成分分析，可選出金柑果實品質(zhì)評價的主要指標(biāo)。

由表5 可知，經(jīng)PCA 提取的前3 個主成分的特征值均大于1，其中第1 主成分的特征值為5.693，方差貢獻(xiàn)率為47.443%，是重要的主成分，第2、3主成分的特征值依次降低，方差貢獻(xiàn)率分別為19.230%和14.538%，前3 個主成分的累計貢獻(xiàn)率為81.211%，可代表原品質(zhì)性狀的絕大部分信息，基本反映了21 份金柑種質(zhì)12 個品質(zhì)指標(biāo)的大部分初始信息。因此，選用前3 個具有代表性的主成分作為金柑果實品質(zhì)分析的有效成分。

表5 總方差解釋表

由表6 可知，決定第1 主成分大小的主要是b*值、L*值和a*值，反映果實的果皮色澤；決定第2主成分的主要是單果重、縱橫徑和種子數(shù)，其特征值分別為0.891、0.917、0.794、0.803，反映果實的外觀品質(zhì)；決定第3 主成分的主要是可溶性固形物、可溶性糖、維生素C 含量和可滴定酸含量，反映果實營養(yǎng)價值及口感。綜合以上結(jié)果，金柑果實的果皮色澤在品質(zhì)評價中具有最為重要的作用。

表6 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣

表7 是根據(jù)回歸算法計算出來的成分得分函數(shù)的系數(shù)，根據(jù)該表可得因子得分函數(shù)：

表7 主成分得分系數(shù)矩陣

根據(jù)這3 個因子得分函數(shù)自動計算各樣本的3個因子得分見表8，其計算公式為：F＝0.474 43F1＋0.192 30F2＋0.145 38F3，按綜合評價函數(shù)計算出21 份種質(zhì)的綜合得分及排名，根據(jù)綜合分值（F）的排名可知前5 位分別是：金橘、公孫橘、野生金柑、融安金柑和壽星橘，說明這5 份種質(zhì)的綜合品質(zhì)均高于其他種質(zhì)。通過該評價體系，可以較便捷地選出具有競爭優(yōu)勢的金柑種質(zhì)，同時為豐富金柑品種和深層加工提供參考價值。

表8 各種質(zhì)的因子得分

3 討論

金柑果實品質(zhì)是決定其市場競爭力的重要因素，而品種特性對果實品質(zhì)起決定性作用。隨著消費者對自身健康的日益關(guān)注及消費水平的提高，培育風(fēng)味佳、營養(yǎng)高的高端特色品種是金柑育種的必然趨勢。對不同金柑種質(zhì)果實品質(zhì)進(jìn)行分析，能更好地了解品種特性，為深層加工和品種選育提供科學(xué)參考。

目前金柑仍以鮮食為主，相比加工和藥用而言，鮮食金柑更注重果實的口感和外觀。在內(nèi)在品質(zhì)方面，可食率、可溶性固形物、可滴定酸等指標(biāo)對于鮮食金柑至關(guān)重要。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《地理標(biāo)志產(chǎn)品 尤溪金柑》（GB/T 22738—2008）規(guī)定，鮮食金柑應(yīng)滿足可溶性固形物含量≥11%、可滴定酸含量≤1.0%、固酸比≥11 的條件。本研究表明，供試21 份金柑種質(zhì)的可溶性固形物含量為8.13%～22.87%，可滴定酸含量為0.06%～2.02%，固酸比為4.90～363.83，除野生金柑和金柑雜種的可滴定酸含量較高和固酸比較低，金柑雜種的可溶性固形物含量較低外，其他種質(zhì)均滿足鮮食要求?；そ鸶?、融安金柑和溫州金彈的可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可食率和維生素C 含量與楊蕾等[16]的研究結(jié)果不一致，這可能與采果時間、植株生長環(huán)境等因素不同有關(guān)。糖酸比是果實內(nèi)在品質(zhì)的重要評價指標(biāo)[17]，21 份金柑的糖酸比介于3.44～140.50，融安金柑的糖酸比為9.93，這與李俊等[18]的研究結(jié)果不一致，這可能主要由產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境的差異所致。

研究表明，世界鮮食柑橘的優(yōu)質(zhì)品質(zhì)目標(biāo)主要是無核、易剝皮、風(fēng)味濃和有香味[19]。其中融安脆蜜的可食率、固酸比及糖酸比等指標(biāo)具有明顯的優(yōu)勢；可滴定酸含量為0.06%，種子數(shù)為1.33，均顯著低于其他種質(zhì)，這與高興等[13]的研究結(jié)果相似。融安脆蜜風(fēng)味濃郁且少核，鮮食價值更高，更受市場青睞，適合推廣栽培。

外觀品質(zhì)是評價果實綜合品質(zhì)的直觀指標(biāo)。本研究中，公孫橘的單果重和縱橫徑均顯著高于其他種質(zhì)，果形呈高扁圓形，其果形與其他種質(zhì)存在顯著差異。大果羅浮1 的果形指數(shù)顯著高于其他種質(zhì)，是唯一為橢圓形的金柑。當(dāng)果形指數(shù)≥1 時，果形呈橢圓形、卵圓形或者球形；果形指數(shù)＜1，果形呈高扁圓形或者扁平形，所以通過果形指數(shù)有助于判斷出果形。

果實色澤作為一個重要的外觀品質(zhì)和內(nèi)質(zhì)性狀，是金柑育種和栽培的重要目標(biāo)性狀[20]。本研究表明，寧波金彈CQ 的果皮亮度和果皮黃色度均顯著高于其他種質(zhì)，說明其果皮色澤光亮，著色偏黃；金橘的果皮紅色度和色澤指數(shù)（CCI）均顯著高于其他種質(zhì)，說明其果皮色澤偏深，著色偏紅；它們的觀賞價值高。融安金柑、滑皮金柑的果實色澤與馬張正等[14]的研究結(jié)果不一致，這可能與種質(zhì)差異、果實成熟度及采摘時間等有關(guān)。此外，影響金柑果實色澤的具體因素和機(jī)制有待進(jìn)一步探究。

果實品質(zhì)研究是當(dāng)前市場提出的重要課題，常規(guī)指標(biāo)結(jié)合簡單的統(tǒng)計方法不能真實有效地反映其品質(zhì)，需要整合多項指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。因此，本研究通過主成分分析對21 份金柑種質(zhì)進(jìn)行分析，選出金柑果實品質(zhì)評價的主要指標(biāo)，為金柑果實品質(zhì)評價體系的建立提供理論依據(jù)。不同柑橘類水果中各項品質(zhì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率不完全一致，王靚鈺等[21]對19 個柑橘品種的9 個品質(zhì)性狀進(jìn)行綜合評價，發(fā)現(xiàn)第1 主成分包含了可溶性固形物、可溶性糖、維生素C、總糖含量，貢獻(xiàn)率為38.267%。本研究分析結(jié)果顯示，第1 主成分中果皮紅色度、果皮黃色度和果皮亮度等指標(biāo)的貢獻(xiàn)率高。這與鮑江峰[9]評價紐荷爾臍橙品質(zhì)的研究結(jié)論相似，說明主成分分析的結(jié)果得到進(jìn)一步驗證。

4 結(jié)論

本研究對21 份金柑種質(zhì)果實的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行比較分析以及利用主成分分析實現(xiàn)果實品質(zhì)綜合評價。公孫橘、金橘和寧波金彈CQ 的外觀品質(zhì)較好，適合加工和觀賞；融安脆蜜內(nèi)在品質(zhì)較高，適合鮮食及深加工；采用主成分分析對金柑進(jìn)行綜合評價，金橘和公孫橘綜合品質(zhì)高于其他種質(zhì)；果皮紅色度、果皮黃色度和果皮亮度等指標(biāo)可作為評價金柑的核心品質(zhì)指標(biāo)，為金柑選育和資源開發(fā)利用提供依據(jù)。