基于PCA分析和聚類分析的柑橘果實(shí)品質(zhì)綜合評價

張偉清 林媚 王天玉 孫立方 馮先橘 姚周麟 徐程楠 王玥

摘要：【目的】研究不同柑橘品種（系）的品質(zhì)特性，并建立果實(shí)品質(zhì)的綜合評價方法?！痉椒ā糠謩e采用離子色譜法和高效液相色譜法測定柑橘果實(shí)糖、酸組分及含量，并采用常規(guī)方法測定果實(shí)理化品質(zhì)、總黃酮含量、總酚含量等，通過相關(guān)性分析、PCA分析及熱圖聚類分析對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價?！窘Y(jié)果】甜橙類、7 個雜柑及火焰葡萄柚以己糖（葡萄糖和果糖）和蔗糖共同積累、寬皮柑橘類積累蔗糖為主，而萊檬積累己糖為主。春香以積累蘋果酸為主，其余品種為檸檬酸。甜橙類果實(shí)維生素C含量高于雜柑，而寬皮柑橘類果實(shí)總黃酮和總酚含量均普遍高于甜橙類和萊檬，其中青甌柑和茶枝柑果皮的總黃酮和總酚含量均較高。應(yīng)用抗氧化能力綜合評價法得到排名前3 的依次為清峰、青甌柑和媛小春。PCA分析得到5 個主成分，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為85.120%，并建立綜合評價模型。【結(jié)論】PCA分析結(jié)合熱圖聚類分析將33 個品系（株系）聚為6類，其中第4類的興津60、媛小春、明日見雜柑果實(shí)品質(zhì)最佳。兩者結(jié)合分析可系統(tǒng)、科學(xué)地綜合評價柑橘品質(zhì)的優(yōu)劣，同時直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，為柑橘品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、新品種選育及功能性成分的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：柑橘；果實(shí)品質(zhì)；PCA分析；聚類分析；綜合評價

中圖分類號：S666 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1009-9980（2023）05-0902-17

柑橘（Citrus reticulata Blanco）屬蕓香科柑橘亞科，為世界第一大類水果，因其色香味兼優(yōu)且營養(yǎng)價值高而深受消費(fèi)者喜愛[1]。柑橘果實(shí)富含糖類、有機(jī)酸、維生素、膳食纖維、礦物質(zhì)及酚類物質(zhì)（類黃酮、酚酸等），研究表明酚類物質(zhì)具有抗炎[2]、抗氧化[3]、抗癌[4]等功效。中國是柑橘的重要原產(chǎn)地之一，資源豐富[5]。目前，我國主要柑橘產(chǎn)區(qū)有廣西、湖南、湖北、廣東、江西、浙江、福建、四川、重慶和云南等10 個省份[6]，品種繁多，生產(chǎn)上主要栽培的有寬皮柑橘、甜橙、雜柑、檸檬等[7]。2021 年我國柑橘面積278.8 多萬hm2，產(chǎn)量約5 595.61 萬t。

柑橘果實(shí)品質(zhì)包括色澤、果形、糖、酸、維生素C（Vc）、類黃酮、酚酸等外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味品質(zhì)[8]。果實(shí)品質(zhì)是決定柑橘市場競爭力的重要因素，而品種特性對柑橘果實(shí)品質(zhì)起決定性作用[9]。

因此，客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)地分析和評價柑橘果實(shí)品質(zhì)，對品種選育、改良及結(jié)構(gòu)調(diào)整極為重要。目前柑橘果實(shí)品質(zhì)評價方面的研究大多利用簡單的統(tǒng)計(jì)方法[10-11]，而綜合評價方法的應(yīng)用主要集中于優(yōu)新品種的品質(zhì)評價，李勛蘭等[12]對6 個晚熟雜柑新品種果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，并采用因子分析法進(jìn)行綜合評價，但未考察柑橘果皮酚類物質(zhì)。有研究[13]報道對11 個柑橘品種8 種常規(guī)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)及果肉中20 種酚類物質(zhì)含量進(jìn)行比較分析，利用因子分析法評價果實(shí)品質(zhì)，但研究的品種相對較少。聚類分析是將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，同類中的樣本間相似，而不同類的樣本間差異很大。熱圖分析是對數(shù)據(jù)分布情況進(jìn)行分析的直觀可視化方法，而熱圖聚類分析是將兩者結(jié)合起來的分析方法，通過顏色深淺來反映樣本中相應(yīng)含量高低，更直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)果。王貴一等[14]利用PCA分析法，建立杧果品質(zhì)綜合評價方法。姜璐等[15]采用PCA 分析法及可視化熱圖聚類分析法對藍(lán)靛果的品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，并對藍(lán)靛果進(jìn)行分類。PCA 分析法及聚類分析法已廣泛用于梨[16]、獼猴桃[17]、藍(lán)莓[18]、櫻桃[19]、榴蓮[20]、西瓜[21]等農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)差異的分析，但熱圖聚類分析法對柑橘品質(zhì)的評價鮮見報道。筆者在本研究中對33 個不同柑橘品種（系）的常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)、糖酸組分含量、總黃酮含量、總酚含量及抗氧化性能進(jìn)行檢測，采用相關(guān)性分析、PCA 分析、熱圖聚類分析等多元統(tǒng)計(jì)方法對果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，以期摸清不同柑橘品種的品質(zhì)特性，豐富數(shù)據(jù)庫，為柑橘品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、新品種選育及功能性成分的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)共選取椪柑、胡柚、葡萄柚、紅美人等33 個不同柑橘品種（系）（見表1），樣品均采自浙江省柑橘研究所種質(zhì)資源圃，管理水平一致，采樣時間為2021 年10 月27 日至2022 年4 月10 日，各個品種（系）樣品均處于商業(yè)成熟期。每個品種（系）選取長勢良好、樹齡相似的果樹3 株。每株樹冠外圍東南西北方向隨機(jī)采集大小一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的柑橘果實(shí)12 個，共36 個果實(shí)，隨機(jī)分成3 組。果實(shí)采后立即運(yùn)回浙江省柑橘研究所農(nóng)產(chǎn)品檢測實(shí)驗(yàn)室，清水洗凈，用紗布擦干，去皮、籽，果肉榨汁取果汁進(jìn)行理化品質(zhì)測定。果皮置于50 ℃烘箱中烘干，粉碎過60 目篩（0.25 mm），裝入塑料瓶并密封，貯藏于-20 ℃冰箱中備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)品質(zhì)測定 外觀品質(zhì)：單果質(zhì)量、果皮厚（果實(shí)赤道部）、果實(shí)橫徑和縱徑，采用游標(biāo)卡尺和電子天平測定，果形指數(shù)：果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。

可溶性固形物（TSS）含量用手持糖酸計(jì)（AtagoPAL-1）法測定；TA含量用酸堿滴定法測定；固酸比：TSS/TA；維生素C 含量用2，6-二氯酚靛滴定法測定。糖組分含量參照鄭麗靜等[22]的方法略有改進(jìn)，采用ICS5000 離子色譜儀測定，色譜條件：色譜柱為PA10 離子交換柱（4 mm×250 mm）和同款保護(hù)柱；流動相：H2O 和NaOH（200 mmoL· L-1），梯度洗脫；流速1.0 mL·min-1；柱溫30 ℃；進(jìn)樣量10 μL；酸組分含量參照姚改芳等[23]的方法略有改進(jìn)，采用10A高效液相色譜紫外分光光度法測定，色譜條件：LP-C18色譜柱（4.6 mm×300 mm，5 μm）和同款保護(hù)柱；流動相：KH2PO4緩沖液（pH：2.65）；流速0.5 mL· min-1；柱溫40 ℃ ；進(jìn)樣量10 μL；檢測波長210 nm；采集時間35 min；總糖：蔗糖、葡萄糖和果糖的總和；總酸：檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、草酸和莽草酸的總和；糖酸比：總糖/總酸。

1.2.2 果皮測定 活性物質(zhì)：利用超聲輔助乙醇法制備供試樣品果皮的提取液，總黃酮含量采用三氯化鋁比色法測定，結(jié)果以蘆丁計(jì)；提取物總酚含量采用Folin-Ciocalteu 比色法測定，結(jié)果以沒食子酸計(jì)。

抗氧化性能：采用boxbio 試劑盒測定果皮提取物DPPH 自由基清除能力、ABTS+自由基清除能力及FRAP 還原能力，DPPH 法和ABTS 法結(jié)果以維生素C 摩爾表示，F(xiàn)RAP 法結(jié)果以FeSO4 摩爾表示。參考李楠等[24]的方法計(jì)算抗氧化綜合評價值：Yi=Σ（Xij-Xjmin）（/ Xjmax-Xjmin），其中Xij：第i種柑橘，第j個抗氧化值；Xjmin和Xjmax分別為第i 種柑橘，第j 個抗氧化值的最小值和最大值。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

每個指標(biāo)均重復(fù)測定3 次取平均值，采用Excel2010、SPSS 22 和Origin 2022b 對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同柑橘品種（系）果實(shí)品質(zhì)

2.1.1 外觀品質(zhì)分析 由表2 可知，各品種（系）柑橘果實(shí)外觀品質(zhì)指標(biāo)存在不同程度差異。果形指數(shù)變化范圍0.64～1.27，其中萊檬的最大，較早橘（最?。┐罅?8.4%。除萊檬、摩洛血橙、塔羅科血橙和123-1 外，其余品種（系）果形指數(shù)均小于1。果實(shí)縱徑和橫徑均值分別為66.56 mm和74.71 mm，單果質(zhì)量均值為184.99 g。葡萄柚類中雞尾葡萄柚單果質(zhì)量最大，達(dá)422.50 g，其果實(shí)縱徑和橫徑也均較大。葡萄柚類果皮厚均值為4.64 mm，火焰葡萄柚的相對較厚。寬皮柑橘類（Z03～Z11）果實(shí)單果質(zhì)量均值為134.62 g，變化范圍為90.57～167.20 g，果實(shí)縱徑和橫徑均值分別為58.58 mm和70.23 mm，果皮厚均值為3.36 mm。雜柑類（Z12～Z24）果實(shí)單果質(zhì)量變化范圍為104.03～340.80 g，均值為193.92 g，其中胡柚的最大，果實(shí)縱徑、橫徑及果皮厚差異均較大，其中胡柚的縱徑（86.93 mm）、橫徑（94.75 mm）和果皮厚（8.02 mm）均最大，而媛小春的縱徑（49.53 mm）和果皮厚（2.25 mm）均為最小，123-1 的橫徑（59.50 mm）最小。甜橙類單果質(zhì)量范圍為120.70～340.40 g，其中最大的為夏橙，果實(shí)縱徑差異相對較小，其中錦橙的最大（82.40 mm），而果實(shí)橫徑差異較大，其中夏橙的最大（92.67 mm），摩洛血橙的最小（60.83 mm），果實(shí)果皮厚均值為4.72 mm，其中臍血橙的果皮最厚（6.21 mm），摩洛血橙的最?。?.59 mm）。萊檬的果實(shí)縱徑較大，而果皮相對較薄。

2.1.2 內(nèi)在品質(zhì)分析 由表3可知，各品種（系）柑橘果實(shí)維生素C含量（w，后同）均值為34.30 mg·100 g-1，寬皮柑橘類果實(shí)維生素C含量均低于均值，而甜橙類除夏橙外，均高于均值，且甜橙類的普遍高于雜柑。維生素C含量最高的為123-1（63.98 mg·100 g-1），顯著高于其他品種（系）（p＜0.05），是早橘（最低，11.64mg·100 g-1）的5.5 倍。TSS 含量的均值為10.9%，變化范圍為8.1%～15.3%，其中興津60（最高）是青島44（最低）的1.9倍。葡萄糖和果糖含量的均值分別為20.97 mg·g-1和28.02 mg·g-1，變化范圍分別為12.03～41.04 mg·g-1和16.17～53.60 mg·g-1。興津60 的葡萄糖和果糖含量均最高，甌柑的葡萄糖含量最低，津之香的果糖含量最低。葡萄糖/果糖的比值為0.62～1.19，除清峰外，葡萄糖/果糖的比值均小于1，說明果糖含量普遍高于葡萄糖。蔗糖含量均值為47.89mg· g-1，其中早橘最高為87.35 mg· g-1，萊檬最低為5.21 mg· g-1，最高為最低的16.8 倍?？偺呛孔兓秶鸀?3.95～145.71 mg·g-1，變異系數(shù)為22.93%，興津60（最高）為萊檬（最低）的3.3 倍。3 種糖占總糖的比值結(jié)果見圖1-A，蔗糖占總糖含量的11.86%～69.12%，其在不同品種（系）果實(shí)中的積累存在一定的差異，其中甜橙類除臍血橙外，蔗糖含量均低于50%，果糖和葡萄糖的含量總和超過50%，由此說明甜橙類以己糖（葡萄糖和果糖）和蔗糖共同積累。寬皮柑橘類除青島44 和貢柑外，蔗糖含量高于50%，說明寬皮柑橘類以積累蔗糖為主。而萊檬葡萄糖和果糖的含量總和達(dá)88.14%，說明以積累己糖為主。

各品種（系）柑橘果實(shí)均含有檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、草酸和莽草酸。除春香外，檸檬酸含量最高，其次為蘋果酸和酒石酸，而草酸（0.036～0.093 mg·g-1）和莽草酸（0.013～0.091 mg· g- 1）含量極低未列入表中。檸檬酸的含量范圍為2.75～36.59 mg· g-1，變異系數(shù)為56.50%，其中萊檬的檸檬酸含量最高，顯著高于其他品種（系）（p＜0.05），是最低（春香）的13.3倍。蘋果酸的均值為1.06 mg·g-1，其中春香最高為3.82 mg· g-1，顯著高于其他品種（系）（p＜0.05），雞尾葡萄柚最低為0.19 mg · g- 1。酒石酸的均值為0.67 mg · g- 1，變異系數(shù)為27.45%，劉本橙最高為1.07 mg· g-1，夏橙最低為0.26 mg· g-1?？偹岷康淖儺愊禂?shù)為45.62%，變化范圍為6.36～37.93 mg·g-1，萊檬（最高）含量為最低（雞尾葡萄柚）的6.0 倍?？傻味ㄋ岷烤禐?.03 g · 100 mL- 1，萊檬最高為3.58 g · 100 mL- 1。TSS/TA 最高和最低分別為早橘（25.7）和萊檬（2.3），而糖酸比最高和最低分別為雞尾葡萄柚（21.95）和來檬（1.16）。有機(jī)酸組分占總酸含量的比值見圖1-B，其中草酸和莽草酸含量極低，未列入圖中。除春香（37.89%）外，檸檬酸的比值為63.21%～96.70%，前三的依次為夏橙、高橙和萊檬，而春香的蘋果酸占比高達(dá)52.63%，為最高。

2.1.3 果皮活性物質(zhì)分析 由表4可知，各品種（系）果實(shí)中總黃酮和總酚含量存在差異，總黃酮含量均值為35.76 mg·g-1，其中寬皮柑橘類和大多雜柑類總黃酮含量均高于均值，甜橙類均低于均值。說明寬皮柑橘類和雜柑類總黃酮含量普遍較高?？傸S酮含量為21.71～65.30 mg·g-1，變異系數(shù)28.29%，最高為青甌柑65.30 mg·g-1，次高為茶枝柑56.30 mg·g-1，最低為雞尾葡萄柚21.71 mg· g- 1，最高是最低的3.0 倍。

總酚含量均值為27.22 mg·g-1，大多寬皮柑橘類和雜柑類總酚含量高于均值，而甜橙類大多低于均值，說明寬皮柑橘類和雜柑類總酚含量相對較高，而甜橙類含量較低?？偡雍繛?5.43～41.07 mg·g-1，其中排在前三的依次為清峰（41.07 mg · g- 1）、青甌柑（36.30 mg·g-1）和茶枝柑（35.93 mg·g-1），最高為最低（春香）的2.7 倍。

2.1.4 體外抗氧化能力 酚類物質(zhì)因含酚羥基而可清除自由基[25]。由表5 可知，不同品種（系）果皮提取物的3 種體外抗氧化能力（清除ABTS+自由基能力、FRAP還原能力、清除DPPH自由基能力）存在明顯差異。清除ABTS+自由基能力均值為94.13 μmol·g-1，其中清峰最高為159.12 μmol · g-1，次高火焰葡萄柚為149.37 μmol · g-1。甜橙類除夏橙和摩洛血橙外，清除ABTS+自由基能力均低于均值，而寬皮柑橘類除青島44、默科特和早橘外，均高于均值。DPPH自由基清除能力均值為5.96 mg·g-1，寬皮柑橘類和雜柑類大多高于均值，而甜橙類均低于均值。DPPH自由基清除能力前三的依次為椪柑、高橙和青甌柑，分別為8.72 mg·g-1、8.54 mg·g-1和8.35 mg·g-1，三者間差異不顯著（p＞0.05），最低為春香3.03 mg · g- 1。FRAP還原能力的變化范圍為99.66～406.24 μmol·g-1，均值為222.64 μmol·g-1，寬皮柑橘類除默科特、槾橘和早橘外，F(xiàn)RAP還原能力均高于均值，而甜橙類均低于均值，說明寬皮柑橘類普遍較高。媛小春FRAP 還原能力為最高，是最低火焰葡萄柚的4.1倍。綜上表明，寬皮柑橘類3 種抗氧化能力普遍較高。此外，3 種不同抗氧化能力測定方法評價同一品種果皮提取物的抗氧化能力存在一定的差異，因此利用綜合評價法得到抗氧化綜合評價值。果皮抗氧化綜合評價值的變化范圍為0.09～2.32，排在前三的依次為清峰、青甌柑和媛小春。

2.2 相關(guān)性分析

2.2.1 不同柑橘品種（系）品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析 由表6 可知，柑橘果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)之間存在相關(guān)性，其中總酸含量與檸檬酸含量的相關(guān)系數(shù)最高為0.993。TSS 含量與蔗糖、果糖、葡萄糖、總糖含量及糖酸比呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01）。TA含量與檸檬酸和總酸含量呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.986 和0.985；而TA含量與TSS/TA、蔗糖含量和糖酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為-0.780、-0.576和-0.640；維生素C與TSS/TA、蘋果酸含量和糖酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.01），而與果形指數(shù)和果皮厚呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01）?？傸S酮和總酚含量均與縱徑和果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.01），而兩者間也呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.690。由此說明，各指標(biāo)之間存在不同程度的相關(guān)性，即20項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)之間的信息存在重疊。

2.2.2 果皮抗氧化性能與活性物質(zhì)相關(guān)性分析 由表7 可知，果皮總黃酮、總酚含量均與ABTS+、DPPH及FRAP 呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01）。其中總酚含量與ABTS+ 、DPPH 和FRAP 的相關(guān)系數(shù)分別為0.669、0.671 和0.556，總黃酮含量與ABTS+、DPPH和FRAP 的相關(guān)系數(shù)分別為0.550、0.597 和0.514。說明酚類物質(zhì)對抗氧化能力起非常重要的作用，其中總酚含量與抗氧化能力的相關(guān)性極顯著。果皮抗氧化綜合評價值與總黃酮和總酚含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.671 和0.774，這進(jìn)一步證實(shí)了以上結(jié)論。此外，3 種體外抗氧化評價方法兩兩之間均呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），說明各品種（系）柑橘果皮提取物清除DPPH自由基和ABTS+自由基以及FRAP 還原鐵離子的效果基本一致。

2.3 不同柑橘品種（系）果實(shí)品質(zhì)的主成分分析

由表8可知，PCA分析得到5個主成分特征值大于1，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)85.120%，說明這5 個主成分能反映20個指標(biāo)的絕大部分信息。PC1方差貢獻(xiàn)率為29.518%，貢獻(xiàn)較大的為TSS/TA、蔗糖、糖酸比，其中以蔗糖的貢獻(xiàn)最大，載荷值0.852，其次是TSS/TA，載荷值為0.842，與果實(shí)口感相關(guān)，PC1可命名為口感因子。而PC2方差貢獻(xiàn)率為22.588%，貢獻(xiàn)較大的為TSS、葡萄糖和果糖，與PC2 呈正載荷，果糖正載荷值最大為0.839，PC2主要反映果實(shí)甜味，可命名為甜味因子；PC3 方差貢獻(xiàn)率為14.905%，貢獻(xiàn)較大的為單果質(zhì)量，載荷值為0.723，可命名為質(zhì)量因子。而PC4 貢獻(xiàn)最大的為果形指數(shù)，方差貢獻(xiàn)率為10.034%，主要反映果實(shí)的外觀形狀，可命名為果形因子；第PC5方差貢獻(xiàn)率為8.075%，貢獻(xiàn)最大的為維生素C，載荷值為0.789，主要與果實(shí)的抗氧化品質(zhì)相關(guān)，可命名為抗氧化因子。PC1和PC2累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)52.106%，反映了柑橘果實(shí)品質(zhì)的主要信息，因此，PC1和PC2的代表性指標(biāo)對果實(shí)品質(zhì)的影響起主要作用。

2.4 不同柑橘品種（系）品質(zhì)綜合評價

PCA 分析中的5 個主成分反映了柑橘品質(zhì)指標(biāo)原數(shù)據(jù)的大部分信息，因此，可用這5 個主因子進(jìn)行柑橘品質(zhì)綜合評價。PCA 分析得到的F1、F2、F3、F4、F5 這5 個主成分來代替20 個指標(biāo)對柑橘品質(zhì)進(jìn)行分析，根據(jù)各主成分模型獲得得分，并以相應(yīng)的相對方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重建立綜合評價模型為F=0.347F1+0.265F2+0.175F3+0.118F4+0.095F5，獲得各品種綜合得分及排名，得分高低反映果實(shí)綜合品質(zhì)的高低。由表9 可知，綜合得分排名前三的分別為興津60、媛小春、明日見，表明這些品種果實(shí)風(fēng)味相對較好，維生素C含量豐富。

2.5 聚類分析

不同品種（系）柑橘20 個品質(zhì)指標(biāo)的熱圖分析結(jié)果見圖2，將33 個品種（系）劃分為6 類。第1 類是萊檬，得分最低，果實(shí)TA、檸檬酸、總酸含量高且果形指數(shù)大，說明萊檬與其他品種（系）差異顯著。第2 類為春香和胡柚，果實(shí)TSS/TA較高，縱徑較大，且果皮相對較厚，得分較低。第3 類為沃柑和早橘，蔗糖、總糖、糖酸比及蘋果酸含量相對較高，得分相對較高。第4 類為明日見，興津60和媛小春，綜合得分排名前三，果實(shí)TSS、葡萄糖、果糖和總糖含量較高，這幾個品種均屬于雜柑類，親本間存在一定的關(guān)聯(lián)。第6 類為雞尾葡萄柚，果實(shí)蔗糖、總糖含量及糖酸比較高，縱、橫徑及單果質(zhì)量較大，得分排名第四。其余24 個品種（系）柑橘均為第5 類，說明雜柑類、寬皮柑橘類及甜橙類間關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。結(jié)合PCA分析可知，第4 類樣本的果實(shí)品質(zhì)最佳，第3 類和第6 類的果實(shí)品質(zhì)較好。由此說明明日見，興津60 和媛小春果實(shí)品質(zhì)相似，品質(zhì)佳。沃柑和早橘的品質(zhì)相近，品質(zhì)較佳。

3 討論

隨著人們對健康的日益關(guān)注，富含生物活性物質(zhì)的柑橘品種將越來越受消費(fèi)者青睞。本研究結(jié)果表明，甜橙類果實(shí)中維生素C 含量高于雜柑，這與李勛蘭等[13]、朱麗莎等[10]、洪林等[11]的研究結(jié)果一致。柑橘果皮富含酚類物質(zhì)，且不同品種（系）間含量存在差異，總黃酮和總酚含量變化范圍分別為21.71～65.30 mg · g-1 和15.43～41.07 mg· g-1。寬皮柑橘類果實(shí)總黃酮和總酚含量均普遍高于甜橙類和萊檬，這與左龍亞等[26]和鄭潔等[27]的研究結(jié)果基本一致。甜橙類品種間果實(shí)總黃酮、總酚及維生素C含量差異較寬皮柑橘和雜柑品種間的含量差異小，這可能由于樣本中的甜橙類品種親本具有相似性，而雜柑類親本來源相對較復(fù)雜。青甌柑和茶枝柑果皮的總黃酮和總酚含量明顯高于其他品種（系），可作為功能性成分開發(fā)的原料。近年來，柑橘果實(shí)酚類物質(zhì)的抗氧化活性是研究熱點(diǎn)。高煒等[28]和李娟等[29]研究發(fā)現(xiàn)柑橘果皮對清除DPPH自由基、ABTS+自由基以及還原鐵離子均有一定的促進(jìn)作用，本研究結(jié)果與之一致。但3 種抗氧化能力檢測方法評價同一品種果實(shí)的抗氧化活性存在一定的差異，這可能是由于抗氧化機(jī)制不同造成的。此外，結(jié)果還表明，柑橘果實(shí)抗氧化活性與酚類物質(zhì)含量呈正相關(guān)，與前人研究結(jié)果一致[30]，這可能與多酚是起抗氧化作用的主要物質(zhì)有關(guān)。

糖、酸是柑橘果實(shí)風(fēng)味物質(zhì)的主要成分，其含量和構(gòu)成比例決定果實(shí)甜、酸味[31-32]。本研究通過對33 個柑橘品種（系）的糖、酸組分及含量進(jìn)行分析測定，結(jié)果表明，柑橘果實(shí)中可溶性糖主要為蔗糖、果糖和葡萄糖。萊檬、明日見和興津60 中果糖占總糖含量比值為最高，其余品種（系）果實(shí)中蔗糖比值最高，這與前人研究結(jié)果基本一致[33]。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)寬皮柑橘類以積累蔗糖為主，甜橙類、7 個雜柑及火焰葡萄柚以己糖（葡萄糖和果糖）和蔗糖共同積累，而萊檬以積累己糖為主，該結(jié)果與孫達(dá)[9]、林媚等[34]、吳孔杰等[35]、Echeverria 等[36]的基本一致。柑橘果實(shí)中含有檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、草酸等多種組分，但大多數(shù)品種以其中的1～2 種為主[9，37]。本研究中春香的蘋果酸含量很高（占總酸含量的比值為52.63%），其余品種（系）均以檸檬酸和蘋果酸為主，其中檸檬酸比值為63.21%～96.70%，這與前期研究結(jié)果基本一致[9，34，38]。

本研究中對20 個柑橘果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行PCA分析，得到5 個主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)85.120%，蔗糖含量、果糖含量、單果質(zhì)量、果形指數(shù)和維生素C含量是綜合評價果實(shí)品質(zhì)的主要指標(biāo)。建立綜合評價模型為F=0.347F1+0.265F2+0.175F3+0.118F4+0.095F5，得到各品種（系）的綜合得分及排名，得分越高說明果實(shí)綜合品質(zhì)越好。興津60、媛小春、明日見、雞尾葡萄柚、439、沃柑、早橘排名前7，果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良，可作為品種選育及推廣種植的材料?？傮w上，雜柑綜合得分較甜橙和寬皮柑橘高，說明雜柑果實(shí)品質(zhì)更好，該結(jié)果與李勛蘭等[12]的不一致，可能是由供試材料及綜合評價中所選用的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)不同所造成的。

通過熱圖聚類分析將33 個柑橘品種（系）分為6 類，其中果實(shí)品質(zhì)最佳的是第4 類，由明日見、興津60 和媛小春組成，這3 個品種有相同的親本（清見）；較好的是第6類的雞尾葡萄柚；而相對較好的為沃柑和早橘組成的第3類。從熱圖聚類結(jié)果可看出，多數(shù)樣本親緣關(guān)系相近的品種聚為一類，說明遺傳因素在影響柑橘果實(shí)品質(zhì)的因素中起決定性作用。第5 類的青甌柑和茶枝柑得分排名靠后，品質(zhì)較差，而果皮生物活性物質(zhì)含量很高，可能由于本研究選取的大多與鮮食相關(guān)的品質(zhì)指標(biāo)還不夠全面，后續(xù)應(yīng)結(jié)合種植及消費(fèi)需求，篩選出如功能因子、加工因子、特征因子等品質(zhì)評價指標(biāo)，建立更全面系統(tǒng)的評價體系。

4 結(jié)論

通過對33個柑橘品種（系）20個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行檢測分析，結(jié)果表明，品種間果實(shí)品質(zhì)存在差異，而品質(zhì)評價指標(biāo)間有交叉性，蔗糖含量、果糖含量、單果質(zhì)量、果形指數(shù)和維生素C含量是綜合評價果實(shí)品質(zhì)的主要指標(biāo)。甜橙類果實(shí)維生素C含量較高，而寬皮柑橘類和雜柑類果皮酚類物質(zhì)含量較高，抗氧化性較強(qiáng)，其中綜合抗氧化評價值排名前3 的依次為清峰、青甌柑和媛小春。熱圖聚類分析與PCA分析結(jié)果基本一致，兩者結(jié)合可更系統(tǒng)、科學(xué)地評價不同品種柑橘果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣。本研究結(jié)果可為柑橘品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、新品種選育及功能性成分的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)References：

[1] 鄧秀新. 世界柑橘品種改良的進(jìn)展[J]. 園藝學(xué)報，2005，32（6）：

1140-1146.

DENG Xiuxin. Advances in world wide citrus breeding[J]. Acta

Horticulturae Sinica，2005，32（6）：1140-1146.

[2] CHEN X M，TAIT A R，KITTS D D. Flavonoid composition of

orange peel and its association with antioxidant and anti-inflammatory

activities[J]. Food Chemistry，2017，218：15-21.

[3] 姚旭，酈萍，顧青. 4 種甜橙皮黃酮類化合物體外抗氧化活性

及降糖降脂功能研究[J]. 中國食品學(xué)報，2022，22（1）：49-57.

YAO Xu，LI Ping，GU Qing. Studies on antioxidant activity，hypoglycemic

and lipid- lowering capacity of flavonoids in sweet

orange peels in vitro[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science

and Technology，2022，22（1）：49-57.

[4] SONG M Y，WU X，CHAROENSINPHON N，WANG M Q，

ZHENG J K，GAO Z L，XU F，LI Z Z，LI F，ZHOU J Z，XIAO

H. Dietary 5- demethylnobiletin inhibits cigarette carcinogen

NNK induced lung tumorigenesis in mice[J]. Food & Function，

2017，8（3）：954-963.

[5] 單楊. 我國柑橘工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（農(nóng)產(chǎn)

品加工業(yè)），2014（4）：13-17.

SHAN Yang. Present situation and development trend of citrus

industry in China[J]. Agricultural Engineering Technology （Agricultural

Products Processing Industry），2014（4）：13-17.

[6] 伊華林，劉慧宇. 我國柑橘品種分布特點(diǎn)及適地適栽品種選擇

探討[J]. 中國果樹，2022（1）：1-7.

YIN Hualin，LIU Huiyu. Distribution characteristics of citrus varieties

and selection of varieties suitable for planting in China[J].

China Fruits，2022（1）：1-7.

[7] 黃振東，王鵬，徐建國，鹿連明，陳國慶，溫明霞，林媚. 浙東地

區(qū)紅美人雜柑果實(shí)品質(zhì)與土壤和葉片養(yǎng)分的關(guān)系[J]. 果樹學(xué)

報，2020，37（1）：88-97.

HUANG Zhendong，WANG Peng，XU Jianguo，LU Lianming，

CHEN Guoqing，WEN Mingxia，LIN Mei. Relationship between

fruit quality and nutrients in soil and leaves of‘Hongmeirencitrus

hybrid cultivated in eastern Zhejiang province[J].

Journal of Fruit Science，2020，37（1）：88-97.

[8] 曾秀麗. 不同生境下甜橙果實(shí)的質(zhì)地研究[D]. 成都：四川農(nóng)業(yè)

大學(xué)，2007.

ZENG Xiuli. Studies on the effects of habitats to sweet orange

[Citrus sinesis（L.） Osbeck] fruit texture[D]. Chengdu：Sichuan

Agriculture University，2007.

[9] 孫達(dá). 不同柑橘種質(zhì)資源中可溶性糖和有機(jī)酸含量的評價[D].

武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

SUN Da. Soluble sugar and organic acid contents evalution of

different citrus germplasm resources[D]. Wuhan：Huazhong Agricultural

University，2013.

[10] 朱麗莎，董超，趙靜，江東，王成秋，焦必寧. 重慶主栽甜橙品種

果實(shí)品質(zhì)比較分析[J]. 中國南方果樹，2018，47（5）：128-135.

ZHU Lisha，DONG Chao，ZHAO Jing，WANG Dong，WANG

Chengqiu，JIAO Bining. Comparative analysis of fruit quality of

main sweet orange varieties in Chongqing[J]. South China

Fruits，2018，47（5）：128-135.

[11] 洪林，李勛蘭，楊蕾，王武，韓國輝，程昌鳳，譚平. 重慶5 個新

引進(jìn)晚熟雜柑品種品質(zhì)表現(xiàn)初步評價[J]. 中國南方果樹，

2018，47（6）：25-30.

HONG Lin，LI Xunlan，YANG Lei，WANG Wu，HAN Guohui，

CHENG Changfeng，TAN Ping. Preliminary evaluation of quality

performance of five new introduced late- maturing mandarin

cultivars in Chongqing[J]. South China Fruits，2018，47（6）：25-30.

[12] 李勛蘭，洪林，王武，楊蕾，譚平. 晚熟雜柑新品種果實(shí)品質(zhì)綜

合評價[J]. 果樹學(xué)報，2018，35（2）：195-203.

LI Xunlan，HONG Lin，WANG Wu，YANG Lei，TAN Ping.

Comprehensive evaluation of fruit quality of new late-maturing

mandarin cultivars[J]. Journal of Fruit Science，2018，35（2）：195-

203.

[13] 李勛蘭，洪林，楊蕾，王武，韓國輝，農(nóng)江飛，譚平. 11 個柑橘品

種果實(shí)營養(yǎng)成分分析與品質(zhì)綜合評價[J]. 食品科學(xué)，2020，41

（8）：228-233.

LI Xunlan，HONG Lin，YANG Lei，WANG Wu，HAN Guohui，

NONG Jiangfei，TAN Ping. Analysis of nutritional components

and comprehensive quality evaluation of citrus fruit from eleven

varieties[J]. Food Science，2020，41（8）：228-233.

[14] 王貴一，孟嘉珺，許文靜，陳昌琳，劉思琪，呂遠(yuǎn)平. 不同品種

芒果的營養(yǎng)成分及風(fēng)味物質(zhì)分析[J]. 食品工業(yè)科技，2022，43

（1）：71-79.

WANG Guiyi，MENG Jiajun，XU Wenjing，CHEN Changlin，

Liu Siqi，L? Yuanping. Analysis of nutritional components and

flavor substances of different varieties of mangoes[J]. Science

and Technology of Food Industry，2022，43（1）：71-79.

[15] 姜璐，包怡紅，賈雨彤，賴章飛，徐福成. 18 個品種藍(lán)靛果營養(yǎng)

成分分析及綜合品質(zhì)評價[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2022，38（7）：326-

335.

JIANG Lu，BAO Yihong ，JIA Yutong ，LAI Zhangfei ，XU

Fucheng. Nutritional component analysis and comprehensive

quality evaluation of 18 different varieties of Lonicera caerulea[

J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，

2022，38（7）：326-335.

[16] 嚴(yán)鑫，吳巨友，貢鑫，焦玉茹，袁凱莉，魯彬，王苗苗，陶書田，王

然，張紹鈴. 不同產(chǎn)地圓黃梨果實(shí)品質(zhì)差異分析[J]. 果樹學(xué)

報，2021，38（12）：2082-2090.

YAN Xin，WU Juyou，GONG Xin，JIAO Yuru，YUAN Kaili，

LU Bin，WANG Miaomiao，TAO Shutian，WANG Ran，

ZHANG Shaoling. Analysis of fruit quality of Wonhwang pear

from different regions[J]. Journal of Fruit Science，2021，38（12）：

2082-2090.

[17] 付勛，張海彬，聶青玉，馮婷婷，劉丹，張艷，李翔. 獼猴桃品質(zhì)

指標(biāo)差異分析及GC-IMS 分析果汁中揮發(fā)性物質(zhì)[J]. 食品科

學(xué)，2022，43（10）：247-254.

FU Xun，ZHANG Haibin ，NIE Qingyu ，F(xiàn)ENG Tingting ，LIU

Dan，ZHANG Yan ，LI Xiang. Different varieties of kiwifruit ：

Analysis of differences in quality indexes and volatile components

in juice by gas chromatography-ion mobility spectrometry[

J]. Food Science，2022，43（10）：247-254.

[18] 許文靜，陳昌琳，鄧莎，劉怡君，呂遠(yuǎn)平. 基于主成分分析和聚

類分析的藍(lán)莓品質(zhì)綜合評價[J]. 食品工業(yè)科技，2022，43（13）：

311-319.

XU Wenjing，CHEN Changlin，DENG Sha，LIU Yijun，L? Yuanping.

Comprehensive evaluation of blueberry quality based

on principal component analysis and cluster analysis[J]. Science

and Technology of Food Industry，2022，43（13）：311-319.

[19] 吳澎，賈朝爽，范蘇儀，孫玉剛. 櫻桃品種果實(shí)品質(zhì)因子主成分

分析及模糊綜合評價[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34（17）：291-

300.

WU Peng，JIA Chaoshuang，F(xiàn)AN Suyi，SUN Yugang. Principal

component analysis and fuzzy comprehensive evaluation of fruit

quality in cultivars of cherry[J]. Transactions of the Chinese Society

of Agricultural Engineering，2018，34（17）：291-300.

[20] 陳妹姑，林興娥，李新國，劉咲頔，高宏茂，明建鴻，戴敏潔，周

兆禧．基于主成分分析和聚類分析的榴蓮品質(zhì)綜合評價[J].

食品工業(yè)科技，2023，44（7）：278-286.

CHEN Meigu，LIN Xinge，LI Xinguo，LIU Xiaodi，GAO Hongmao，

MING Jianhong，DAI Minjie，ZHOU Zhaoxi. Comprehensive

evaluation of durian quality based on principal component

analysis and cluster analysis[J]. Science and Technology of

Food Industry，2023，44（7）：278-286.

[21] 侯東穎，蘇東濤，郝科星，張曼，張濤，侯富恩. 基于主成分和聚

類分析的無籽西瓜果實(shí)性狀的綜合評價[J]. 中國瓜菜，2022，

35（5）：37-41.

HOU Dongying，SU Dongtao，HAO Kexing，ZHANG Man，

ZHANG Tao，HOU Fuen. Comprehensive evaluation of fruit

characters of seedless watermelon based on principal component

and cluster analysis[J]. China Cucurbits and Vegetables，2022，35

（5）：37-41.

[22] 鄭麗靜，聶繼云，閆震，徐國鋒，王昆，高源，葉孟亮. 蘋果可溶

性糖組分及其含量特性的研究[J]. 園藝學(xué)報，2015，42（5）：950-

960.

ZHENG Lijing，NIE Jiyun，YAN Zhen，XU Guofeng，WANG

Kun，GAO Yuan，YE Mengliang. Studies on the characteristics

of the composition and content of soluble sugars in apple fruit[J].

Acta Horticulturae Sinica，2015，42（5）：950-960.

[23] 姚改芳，張紹鈴，吳俊，曹玉芬，劉軍，韓凱，楊志軍. 10 個不同

系統(tǒng)梨品種的可溶性糖與有機(jī)酸組分含量分析[J]. 南京農(nóng)業(yè)

大學(xué)學(xué)報，2011，34（5）：25-31.

YAO Gaifang，ZANG Shaoling，WU Jun，CAO Yufen，LIU Jun，

HAN Kai，YANG Zhijun. Analysis of components and contents

of soluble sugars and organic acids in ten cultivars of pear by

high performance liquid chromatography[J]. Journal of Nanjing

Agricultural University，2011，34（5）：25-31.

[24] 李楠，楊欣，孫元琳，周素梅. 20 種花茶黃酮、總酚及抗氧化活

性分析[J]. 食品研究與開發(fā)，2021，42（18）：34-39.

LI Nan，YANG Xin，SUN Yuanlin，ZHOU Sumei. Flavones，total

polyphenols and in vitro antioxidant activity in twenty kinds

of herbal teas[J]. Food Research and Development，2021，42

（18）：34-39.

[25] ELENA G M，MORENO D A，CRISTINA G V. Comparison of

‘Vernalemon juice quality for new ingredients and food products[

J]. Scientia Horticulturae，2009，120：353-359.

[26] 左龍亞. 柑橘亞屬植物果皮多酚類物質(zhì)提取及其抗氧化、抑菌

活性檢測[D]. 重慶：西南大學(xué)，2018.

ZUO Longya. Polyphenols extraction and antioxidant，antifun-

gal activities test of subgenus citrus[D]. Chongqing：Southwest

University，2018.

[27] 鄭潔，趙其陽，張耀海，焦必寧. 超高效液相色譜法同時測定

柑橘中主要酚酸和類黃酮物質(zhì)[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47

（23）：4706-4717.

ZHENG Jie，ZHAO Qiyang，ZHANG Yaohai，JIAO Bining. Simultaneous

determination of main flavonoids and phenolic acids

in citrus fruit by ultra performance liquid chromatography[J].

Scientia Agricultura Sinica，2014，47（23）：4706-4717.

[28] 高煒，劉劍波，朱明揚(yáng)，朱冬香，李浪，丁勝華，單楊. 4 種檸檬

不同組織的酚類物質(zhì)分布及其抗氧化特性[J]. 中國食品學(xué)報，

2019，19（2）：281-289.

GAO Wei，LIU Jianbo，ZHU Mingyang，ZHU Dongxiang，LI

Lang，DING Shenghua，SHAN Yang. Distribution of phenolics

in different tissues of four kinds of lemon and their antioxidant

activity[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and

Technology，2019，19（2）：281-289.

[29] 李娟，牛澤宇，岳湘齊，謝璇，付鑫景，陸俊. 不同產(chǎn)地甜橙果

皮提取物抗氧化活性成分及能力研究[J]. 食品與機(jī)械，2019，

35（9）：156-162.

LI Juan，NIU Zeyu，YUE Xiangqi，XIE Xuan，F(xiàn)U Xinjing，LU

Jun. Study on antioxidant components and antioxidant activities

of peels extracts from sweet orange in Hunan provice[J]. Food

and Machinery，2019，35（9）：156-162.

[30] ZHANG H，YANG Y F，ZHOU Z Q. Phenolic and flavonoid

contents of mandarin （Citrus reticulate Blanco） fruit tissues and

their antioxidant capacity as evaluated by DPPH and ABTS

methods[J]. Journal of Integrative Agriculture，2018，17（1）：256-

263.

[31] BALTAZARI A，MTUI H D，MWATAWALA M W，HOVE L

M，MSOGOYA T，SAMWEL J，SUBRAMANIAN J. Effects of

storage conditions，storage duration and post-harvest treatments

on nutritional and sensory quality of orange [Citrus sinensis （L.）

Osbeck] fruits[J]. International Journal of Fruit Science，2020，

20（4）：737-749.

[32] 沈勝男. 倫晚和紅肉臍橙果實(shí)發(fā)育過程中主要品質(zhì)變化的研

究[D]. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

SHEN Shengnan. Study on the fruit quality changes during fruit

development of Lane late and Cara cara navel orange[D]. Wuhan：

Huazhong Agricultural University，2009.

[33] 楊陽，唐寧，李正國，黃濤江. 5 個晚熟柑橘品種果實(shí)發(fā)育期品

質(zhì)變化研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2014，27（1）：263-267.

YANG Yang，TANG Ning，LI Zhengguo，HUANG Taojiang.

Quality changes of five late- maturing citrus varieties during

fruit development and maturity[J]. Southwest China Journal of

Agricultural Sciences，2014，27（1）：263-267.

[34] 林媚，姚周麟，王天玉，徐陽，徐建國，張偉清. 8 個雜交柑橘品

種的糖酸組分含量及特征研究[J]. 果樹學(xué)報，2021，38（2）：202-

211.

LIN Mei，YAO Zhoulin，WANG Tianyu，XU Yang，XU Jianguo，

ZHANG Weiqing. A study on the components and characteristics

of sugars and acids in 8 hybrid citrus cultivars[J]. Journal of

Fruit Science，2021，38（2）：202-211.

[35] 吳孔杰，胡承孝，譚啟玲，孫學(xué)成，趙小虎，武松偉. 柑橘果實(shí)糖

積累特征及蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 園藝學(xué)報，2022，49

（12）：2543-2558.

WU Kongjie，HU Chengxiao，TAN Qiling，SUN Xuecheng，

ZHAO Xiaohu，WU Songwei. Research advanced on character

of sugar accumulation and mechanism of sucrose transport in Citrus

fruit[J]. Acta Horticulturae Sinica，2022，49（12）：2543-2558.

[36] ECHEVERRIA E，GONZALEZ P C，BRUNE A. Characterization

of proton and sugar transport at the tonoplast of sweet lime

（Citrus limmetioides） juice cells[J]. Physiologia Plantarum，

1997，101（2）：291-300.

[37] 陳發(fā)興，劉星輝，陳立松. 果實(shí)有機(jī)酸代謝研究進(jìn)展[J]. 果樹

學(xué)報，2005，22（5）：526-531.

CHEN Faxing，LIU Xinghui，CHEN Lisong. Advances in research

on organic acid metabolism in fruits[J]. Journal of Fruit

Science，2005，22（5）：526-531.

[38] 張偉清，林媚，孫立方，馮先桔，平新亮. 不同產(chǎn)地‘紅美人雜

柑的糖酸特征及品質(zhì)比較[J]. 分子植物育種，2022，20（10）：

3386-3394.

ZHANG Weiqing，LIN Mei，SUN Lifang，F(xiàn)ENG Xianju，PING

Xinliang. Comparison of sugar and acid characteristics and fruit

quality of‘Hongmeirenhybrid citrus from different habitats[J].

Molecular Plant Breeding，2022，20（10）：3386-3394.