基于灰色關(guān)聯(lián)度的柑橘果汁食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

肖軻 吳躍輝 李志堅(jiān)

摘 要：為研究不同品種柑橘果汁的食味品質(zhì)特性，對(duì)不同產(chǎn)地及不同品種柑橘的理化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。采用灰色關(guān)聯(lián)分析與聚類分析相結(jié)合的方法建立柑橘果汁食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型，得到了不同產(chǎn)地及不同品種柑橘果汁食味品質(zhì)的優(yōu)劣排名及其分類。結(jié)果表明：食味品質(zhì)較好的是溫州蜜柑系列的旭冠和蜜冠以及雜柑類的玫瑰香柑;不同產(chǎn)地同一柑橘品種間的食味品質(zhì)存在顯著性差異，同一產(chǎn)地不同柑橘品種間食味品質(zhì)差異也較大。

關(guān)鍵詞：柑橘果汁;食味品質(zhì)評(píng)價(jià);灰色關(guān)聯(lián)度分析;聚類分析

中圖分類號(hào)：TS255.44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-060X（2019）10-0080-03

Abstract： In order to classify eating quality and taste characteristics of citrus juice， the physicochemical indexes of different kinds of citrus juice from different producing areas were determined. Grey correlation analysis and cluster analysis were used in the construction of the comprehensive evaluation model for the ranking and sorting of eating quality of citrus juice. The results show that Xu Champion and Honey Champion of Wenzhou mandarin series， and the citrus hybrid Rose Fragrance have good eating quality; the same citrus variety from different producing areas and different varieties from the same producing area vary significantly in the eating quality.

Key words： citrus juice; eating quality evaluation; grey correlation analysis; cluster analysis

柑橘是世界第一大水果，同時(shí)也是重要的經(jīng)濟(jì)作物和國(guó)際農(nóng)產(chǎn)品與加工品之一，在全球的水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。目前，我國(guó)柑橘加工的主導(dǎo)產(chǎn)品為柑橘罐頭和柑橘果汁，世界柑橘加工的主流產(chǎn)品是冷凍濃縮橙（柑橘）汁和新興的非濃縮還原橙汁兩大類。因柑橘果汁具有酸甜適口的風(fēng)味、芳香的氣味、柔和的色澤，并且含有多種維生素及礦質(zhì)元素，深受人們喜愛[1]。近年來(lái)，隨著人們消費(fèi)需求的多樣性變化，我國(guó)柑橘果汁的需求量出現(xiàn)井噴式上升。雖然我國(guó)引種與選育栽培的柑橘品種繁多，但存在著品種結(jié)構(gòu)不合理、缺少加工專用品種等問題[2]。因此，開展柑橘制汁食味品質(zhì)的研究，篩選加工專用品種的工作，對(duì)柑橘產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展具有重要意義。

從文獻(xiàn)來(lái)看，關(guān)于不同柑橘品種加工制汁適應(yīng)性的研究較多[3-6]，但對(duì)不同柑橘品種制汁品質(zhì)比較的研究與綜合評(píng)價(jià)鮮有報(bào)道。因?yàn)椴煌母涕倨贩N以及同一品種的不同生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)柑橘果汁品質(zhì)都有較大影響，而傳統(tǒng)的柑橘果汁評(píng)價(jià)方法就是通過人的感官對(duì)柑橘果汁的色、香、味做出一定的評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性依賴于評(píng)價(jià)者的能力和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，往往帶有較大的主觀色彩[7]。通常，采用主成分分析、聚類分析等[8-10]方法評(píng)價(jià)產(chǎn)品的品質(zhì)，但這些評(píng)價(jià)方法的缺點(diǎn)在于各評(píng)價(jià)因子在評(píng)價(jià)中沒有得到充分體現(xiàn)，對(duì)構(gòu)建評(píng)價(jià)模型的研究還不夠深入[11]。自1982年中國(guó)學(xué)者創(chuàng)立灰色系統(tǒng)理論以來(lái)，該理論在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、氣象等領(lǐng)域得到成功地應(yīng)用[12]。灰色關(guān)聯(lián)度分析法（Grey Relational Analysis）是以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過灰色關(guān)聯(lián)度來(lái)描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序的一種多因素統(tǒng)計(jì)分析方法，因其具有數(shù)學(xué)化、科學(xué)化、人工智能化等特點(diǎn)，得出的結(jié)論比較客觀、全面、公正。近年來(lái)，灰色關(guān)聯(lián)度分析在農(nóng)作物選種及水質(zhì)、品質(zhì)等評(píng)價(jià)方面發(fā)揮了重要的作用[13-17]。筆者基于可溶性固形物、總糖、還原糖、總酸等指標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析與聚類分析相結(jié)合的方法對(duì)19個(gè)柑橘品種的果汁進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期得到柑橘果汁品質(zhì)綜合排名，篩選出適宜制汁的優(yōu)勢(shì)品種，為今后柑橘制汁專用品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)樣品為該課題組選育的18個(gè)柑橘新品種（系）的果實(shí)，來(lái)源于湖南省柑橘工程技術(shù)研究中心實(shí)驗(yàn)基地，正常成熟期采收于樹冠中部。品種分為溫州蜜柑和夏橙2個(gè)系列;其中，溫州蜜柑系列有山下紅A系-1、山下紅A系-2、旭冠、日南1號(hào)、大分1號(hào)-河沖土、大分1號(hào)-山地、畸久保、 蜜冠、大浦 5 號(hào)、 宮本、南柑 20、邵陽(yáng)尾張和懷化尾張;夏橙雜柑系列有天香、 玫瑰香柑、諾瓦、湖南夏橙和廣西夏橙。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

試驗(yàn)采用的柑橘鮮果汁品質(zhì)特征理化指標(biāo)數(shù)據(jù)為筆者所在課題組于2016年分析測(cè)定所得[18]，如表1所示。

1.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析

1.3.1 構(gòu)建參考序列 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，把所有參試的18個(gè)柑橘品種看作一個(gè)灰色系統(tǒng)，每個(gè)品種為該系統(tǒng)的一個(gè)因素，以柑橘果汁的品質(zhì)特征指標(biāo)構(gòu)建成比較序列，記為Xi（k）（i=1，2，3…，18;k=1，2，3…，6），依據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)，以柑橘果汁各特征指標(biāo)最優(yōu)值為理想制汁品種構(gòu)建一個(gè)參考序列，記為X0[19]。

1.3.2 數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理 根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析法的要求，需要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。由于試驗(yàn)柑橘果汁的特征理化指標(biāo)在量綱和數(shù)量級(jí)上不同，故采用初值化法，結(jié)合柑橘制汁性能及品質(zhì)評(píng)價(jià)要求，對(duì)于可溶性固形物、總糖、還原糖、糖酸比、固酸比等指標(biāo)值越大越好的指標(biāo)，用Xi數(shù)值除以相應(yīng)的數(shù)值;對(duì)于總酸含量等指標(biāo)值越小越好的指標(biāo)，用X0數(shù)值除以相應(yīng)的Xi數(shù)值，進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的無(wú)綱量化。

1.3.3 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)的計(jì)算 運(yùn)用Excel軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理后，用參考序列的數(shù)值減去各比較序列的數(shù)值后再取絕對(duì)值即為參試品種柑橘果汁各特征指標(biāo)的絕對(duì)差值。用公式（1）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。

1.3.4 關(guān)聯(lián)度的計(jì)算 對(duì)各比較序列的關(guān)聯(lián)系數(shù)求平均值，便可直觀反映出該比較序列與參考序列的關(guān)聯(lián)大小，即等權(quán)關(guān)聯(lián)度（γi），按公式（2）計(jì)算。

1.3.5 聚類分析 將灰色關(guān)聯(lián)分析獲得的計(jì)算結(jié)果 使 用IBM SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，聚類方法采用組間聯(lián)接，兩個(gè)樣本之間的距離采用歐式距離（Euclidean square distance）計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同柑橘品種（系）的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)及關(guān)聯(lián)度結(jié)果

如表2所示，食味品質(zhì)最優(yōu)的是溫州蜜柑系列的旭冠，其次是雜柑類的玫瑰香柑和溫州蜜柑系列的蜜冠。同時(shí)，結(jié)合表1的檢測(cè)結(jié)果，排名前3的柑橘品種與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12947—2008 鮮柑橘相比較，其可溶性固形物、固酸比的值勻高于優(yōu)等果要求值（10.5，11.6），總酸含量遠(yuǎn)低于優(yōu)等果要求值（0.9）。

2.2 聚類分析結(jié)果

從聚類分析結(jié)果（圖1）可以看出，旭冠、玫瑰香柑、蜜冠的食味品質(zhì)最佳，為第一類，關(guān)聯(lián)度分別為0.773、0.768、0.750;邵陽(yáng)尾張為第二類，關(guān)聯(lián)度為0.702;湖南夏橙、天香、諾瓦、山下紅A系-2為第三類，關(guān)聯(lián)度分別為0.598 、0.577 、0.565 、0.551;懷化尾張、大分1號(hào)-山地、南柑 20為第四類，關(guān)聯(lián)度分別為0.519、0.513、0.505;其他的品種為第五類，關(guān)聯(lián)度勻在0.5以下。這說(shuō)明不同品種及不同產(chǎn)地的柑橘果汁食味品質(zhì)差異十分明顯，同一品種不同產(chǎn)地其食味品質(zhì)也同樣存在較為明顯的差異。

3 結(jié)論與討論

以不同產(chǎn)地、不同品種柑橘果汁的6個(gè)食味品質(zhì)指標(biāo)值為數(shù)據(jù)，通過灰色關(guān)聯(lián)度法建立柑橘果汁食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型。結(jié)果表明，食味品質(zhì)較好的是溫州蜜柑系列的旭冠和蜜冠以及雜柑類的玫瑰香柑。通過聚類分析對(duì)不同品種及不同產(chǎn)地的柑橘果汁進(jìn)行系統(tǒng)的分類，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地同一柑橘品種間的食味品質(zhì)存在顯著性差異，同一產(chǎn)地不同柑橘品種間食味品質(zhì)差異也較大。

灰色關(guān)聯(lián)度法可以客觀的對(duì)柑橘果汁的食味品質(zhì)優(yōu)劣進(jìn)行排名。因此，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度法與聚類分析法相結(jié)合的方法可以有效、客觀地對(duì)柑橘果汁的食味品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。因柑橘品質(zhì)評(píng)價(jià)涉及指標(biāo)眾多，加之柑橘品種的遺傳變異性較強(qiáng)，今后應(yīng)對(duì)柑橘進(jìn)行連續(xù)多年的觀察和分析，建立更全面的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系原始判斷矩陣，同時(shí)增加樣本數(shù)量以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。

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（責(zé)任編輯：成 平）