基于多元統(tǒng)計法的不同果實大小桃溪蜜柚品質(zhì)綜合評價

勒 思，魏清江，雷常玉，董興華，桑嘉玘

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，江西 南昌 330045）

【研究意義】桃溪蜜柚[Citrus grandis（L.）Osbeck]早熟豐產(chǎn)，果肉脆嫩、化渣，果汁多，風(fēng)味甜爽適口，種子較少，品質(zhì)好。該品種2011 年通過了江西省農(nóng)作物品種審定委員會審定，已列入吉安市創(chuàng)建“井岡蜜柚”品牌的主推品種，是以“井岡”為獨具地方特色的優(yōu)勢品牌[1]。井岡蜜柚已成為吉安地區(qū)一項特色富民產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟效益明顯[2]，發(fā)展前景十分廣闊[3]。隨著經(jīng)濟水平的提高，消費者對果實品質(zhì)的要求也越來越高?；诙嘣y(tǒng)計法綜合評價桃溪蜜柚不同果實大小果品品質(zhì)，以及探討果實大小與品質(zhì)指標的關(guān)系，可為通過果實大小衡量果實品質(zhì)提供依據(jù)，對于桃溪蜜柚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要意義。【前人研究進展】果實品質(zhì)的影響因素很多，包括品種特性、土壤和氣候以及果園栽培管理等。此外，不同大小的果實品質(zhì)也存在差異。樂小鳳等[4]研究發(fā)現(xiàn)‘霞多麗’葡萄果粒大小與果實單果粒種子數(shù)和可滴定酸含量有關(guān)。賈惠娟等[5]研究發(fā)現(xiàn)，果實大小對白肉桃果實著色、糖酸、香氣成分和質(zhì)地有影響。謝國芳等[6]研究發(fā)現(xiàn)藍莓的出汁率隨果實變小而降低。王兆兵等[7]研究發(fā)現(xiàn)砂糖橘果實大小與其貯藏期間果實色澤、可滴定酸、維生素C和可溶性固性物含量有關(guān)。牛英等[8]研究發(fā)現(xiàn)沙糖桔果實可溶性固形物和可滴定酸含量隨果實增大而降低，浮皮率隨果實增大而升高。Melo等[9]研究發(fā)現(xiàn)葡萄的物理特性（質(zhì)量、體積和果皮面積）隨果實大小的增大而增大，兩者間表現(xiàn)出相同的趨勢，花色苷和酚類化合物的提取率則相反。Barbagallo 等[10]研究發(fā)現(xiàn)葡萄果實大小與其花青素含量和多酚含量有關(guān)。Gaspar 等[11]研究發(fā)現(xiàn)赤霞珠葡萄皮單寧濃度隨著漿果大小的增加略有下降。綜上所述，果實大小對葡萄、桃、藍莓和砂糖橘等果實品質(zhì)均存在不同程度的影響，對果實品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在物理特性（質(zhì)量、體積、果皮面積、種子數(shù)和出汁率）、著色、糖酸、香氣、質(zhì)地、浮皮率以及維生素C 含量和酚類物質(zhì)含量。由于果實品質(zhì)評價的指標繁多，且各項指標在綜合考慮時的重要性也不相同，因此單憑直觀定性分析難以得出科學(xué)、合理、準確的結(jié)果。隨著多元統(tǒng)計的綜合評價方法在多種作物評價中的運用，其在果樹上的應(yīng)用也取得了不錯的效果。目前主成分分析法在西洋梨[12]、獼猴桃[13]、南豐蜜橘[14]、葡萄[15]和蘋果[16]等果實品質(zhì)綜合評價方面已有應(yīng)用。模糊綜合評判法是近年來發(fā)展起來的一種評估方法，目前在南豐蜜橘[17]、柚子[18]、板栗[19]、葡萄[20]、龍眼[21]和荔枝[22]等果樹上都有應(yīng)用。因此，主成分分析法和模糊綜合評判法在果實品質(zhì)綜合評價上具有可行性?！颈狙芯壳腥朦c】果實大小和風(fēng)味是果實品質(zhì)評價和售價的主要參考指標，而果實大小與桃溪蜜柚果實品質(zhì)的相關(guān)研究尚未見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】試驗以桃溪蜜柚為研究對象，以果實單果質(zhì)量為大小分級依據(jù)，探究了不同大小果實的外觀品質(zhì)、物理特性和風(fēng)味品質(zhì)等方面差異，同時采用主成分分析法、模糊綜合評判等權(quán)分析法和模糊綜合評判加權(quán)分析法對不同等級果實品質(zhì)進行綜合評價，以期為果實分級標準修訂和花果管理提供依據(jù)，最終提高桃溪蜜柚果品商品率和果品品質(zhì)，提升果品市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為5 年生枳砧桃溪蜜柚，于2019 年9 月29 日采自江西省吉安市青原區(qū)吉富農(nóng)業(yè)有限公司楊渡蜜柚基地。該區(qū)域海拔73 m，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，年平均氣溫17.1～18.6 ℃，年平均降雨量1 360～1 570 mm，無霜期281 d[23]。隨機選取5 株果園管理、生長勢和產(chǎn)量基本一致的果樹，果實成熟后，將所有果實采下帶回實驗室，共大約100個果實。采收標準參考曾平章[24]的方法。

1.2 試驗方法

1.2.1 取樣方法 待果實采下后，將所有果實混合，再稱單果質(zhì)量，根據(jù)單果質(zhì)量，分為＜600 g，600～700 g，700～900 g，900～1 100 g，＞1 100 g 5個級別，對不同級別的果實分別進行取樣分析。

1.2.2 測定指標與方法 單果質(zhì)量使用精確度為0.01 g的天平測量。果皮厚度及果實橫徑、縱徑使用游標卡尺測量。果形指數(shù)=縱徑/橫徑。

果形不端正是指果實果形偏斜、變扁，外觀有不正常的明顯突起、凹陷或偏缺。果形不端正率=果形不端正果實數(shù)量/果實總數(shù)量。

果面缺陷指果實表面存在的影響感觀質(zhì)量或內(nèi)在品質(zhì)的缺陷，包括病害、蟲傷、機械損傷、日光灼傷等，主要集中體現(xiàn)在缺陷部位與正常部位的顏色差異。果面缺陷率=果面缺陷果實數(shù)量/果實總數(shù)量。

種子數(shù)與囊瓣數(shù)指單個果實的種子總數(shù)量和囊瓣總數(shù)量。

可食率指汁胞質(zhì)量與果實單果質(zhì)量的比值；出汁率指果汁質(zhì)量與相應(yīng)果實質(zhì)量的比值?？扇苄怨绦挝锖渴褂肞AL-1手持式可固儀測定；可溶性糖含量使用蒽酮比色法測定[24]；可滴定酸含量使用氫氧化鈉溶液滴定法測定[25]；糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量；固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。維生素C含量使用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[25]。

參考蘇受婷等[26]的方法，對不同大小桃溪蜜柚果實的綜合性狀優(yōu)劣進行模糊綜合評判，將原始數(shù)據(jù)經(jīng)標準化處理后得到評判模糊矩陣R。R=（rij），rij=（xij-minij）/（maxij-minij）其中果形指數(shù)、果皮厚度、種子數(shù)、果形不端正率、果面缺陷率、可滴定酸標準化用rij=1-（xij-minij）/（maxij-minij）計算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行整理和制圖，利用SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、主成分分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 桃溪蜜柚不同果實大小分布

由圖1 可知，桃溪蜜柚果實單果質(zhì)量在700～900 g的果實數(shù)量最多，占28.45%，其次為質(zhì)量＜600 g和600～700 g的果實，占比分別為27.16%和20.26%。果實單果質(zhì)量在900～1 100 g 和＞1 100 g 的果實數(shù)量較少，分別占15.52%和8.62%。

圖1 桃溪蜜柚不同果實大小分布Fig.1 Distribution of different fruit sizes of Taoxi pomelo

2.2 不同果實大小桃溪蜜柚外觀品質(zhì)

由表1 可知，隨著果實增大，桃溪蜜柚果實的單果質(zhì)量、橫徑和縱徑均顯著增大。單果質(zhì)量從501.80 g 增加到1 186.10 g，橫徑從115.06 mm 增加到151.07 mm，縱徑從115.70 mm增加到166.39 mm。果形指數(shù)隨著果實質(zhì)量增加而上升，但只有單果質(zhì)量＞1 100 g與單果質(zhì)量＜600 g的果形指數(shù)有顯著差異。桃溪蜜柚果形不端正率在45.96%～56.88%，不同大小果實差異不顯著。不同大小的果實果面缺陷率也無顯著差異，大多數(shù)果實果面都有一定的缺陷。

表1 不同果實大小桃溪蜜柚外觀品質(zhì)Tab.1 Appearance quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.3 不同果實大小桃溪蜜柚物理特性

由表2 可知，隨著果實增大，桃溪蜜柚果實果皮厚度、囊瓣數(shù)和出汁率無顯著差異。果皮厚度在22.72～25.15 mm，囊瓣數(shù)在13～15，出汁率在45.73%～50.67%。但是，種子數(shù)隨果實增大而增加，從105增加到157。其中果實單果質(zhì)量＜600 g、果實單果質(zhì)量在600～700 g 和700～900 g、果實單果質(zhì)量在900～1 100 g 和＞1 100 g 有顯著差異。隨著果實增大，桃溪蜜柚果實可食率從24.88%增加到36.03%。其中果實單果質(zhì)量＜600 g與果實單果質(zhì)量在700～900 g、900～1 100 g和＞1 100 g的有顯著差異，果實單果質(zhì)量在600～700 g、果實單果質(zhì)量在700～900 g、900～1 100 g與果實單果質(zhì)量＞1 100 g均有顯著差異。

表2 不同果實大小桃溪蜜柚物理特性Tab.2 Physical characteristics of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.4 不同果實大小桃溪蜜柚風(fēng)味品質(zhì)

由表3 可知，不同大小的桃溪蜜柚果實的可滴定酸、可溶性糖和糖酸比均無顯著差異?？傻味ㄋ岷吭?.38%～0.49%，可溶性糖含量在14.38%～15.07%，糖酸比在33.38～42.76。維生素C含量分析表明，單果質(zhì)量在900～1 100 g的桃溪蜜柚果實的維生素C含量最高，為84.55 mg/100 g；單果質(zhì)量＜600 g的桃溪蜜柚果實的維生素C 含量最低，為69.57 mg/100 g；顯著低于其他大小桃溪蜜柚果實。隨著果實增大，可溶性固性物含量從16.8%降至14.55%，果實單果質(zhì)量＜600 g、600～700 g 和700～900 g 顯著高于果實單果質(zhì)量900～1 100 g和＞1100 g 的果實。固酸比含量分析表明，果實單果質(zhì)量＜600 g與700～900 g、900～1 100 g和＞1 100 g有顯著差異。

表3 不同果實大小桃溪蜜柚風(fēng)味品質(zhì)Tab.3 Flavor quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.5 果實大小與桃溪蜜柚果實品質(zhì)指標的相關(guān)性分析

由表4 可知，桃溪蜜柚果實大小與果實的橫徑、縱徑、種子數(shù)和可食率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.981、0.981、0.978和0.976；與果實的可溶性固性物呈顯著負相關(guān)，相關(guān)性系數(shù)為0.945。

表4 果實大小與桃溪蜜柚果實品質(zhì)相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis between fruit size and fruit quality of Taoxi pomelo

2.6 不同果實大小桃溪蜜柚品質(zhì)綜合評價

2.6.1 主成分分析評價 選取果形指數(shù)、可食率、囊瓣數(shù)、果皮厚度、種子數(shù)、可溶性固性物、出汁率、果形不端正率、果面缺陷率、可滴定酸、可溶性糖、維生素C、糖酸比和固酸比共14 個果實品質(zhì)指標作為主成分分析的評價指標。通過SPSS 20.0 進行主成分分析，前4 個主成分的特征值大于1，累計貢獻率達到100%，即前4 個主成分能代表所測定的桃溪蜜柚果實性狀100%的信息量，能夠解釋接近全部的原始信息。前4個主成分的特征向量、特征值、貢獻率及累計貢獻率如表5所示，由各特征向量值和貢獻率可以得出，第1 主成分的貢獻率最大，達到了57.520%，特征值為8.053，主要由果形指數(shù)、可食率、種子數(shù)、可溶性固形物、可滴定酸、維生素C、糖酸比和固酸比決定；第2 主成分的貢獻率為20.956%，特征值為2.934，主要由囊瓣數(shù)、果皮厚度、出汁率、果形不端正率和可溶性糖決定；第3 主成分的貢獻率為13.838%，特征值為1.937，主要由果皮厚度、果形不端正率和果面缺陷率決定；第4 主成分的貢獻率為7.686%，特征值為1.076，主要由囊瓣數(shù)、可溶性固形物和維生素C決定（表5）。

表5 4個主成分的特征向量、特征值、貢獻率及累計貢獻率Tab.5 The eigenvectors，eigenvalues，contribution rates and cumulative contribution rates of 4 PCAs

利用SPSS 20.0進行主成分分析，得到各分組的主成分分值，同時參考劉科鵬等[27]提出的計算方法得出綜合分值Dn。以所選主成分對應(yīng)的貢獻率占所提取的4 個主成分的貢獻率總和的比例為權(quán)重，計算各分組前4個主成分的分值與相應(yīng)權(quán)重的乘積累加，得到綜合分值Dn，以此評價不同果實大小桃溪蜜柚果實綜合品質(zhì)的優(yōu)劣。綜合評價得分（Dn）=F1×0.575 20+F2×0.209 56+F3×0.138 38+F4×0.076 86。從綜合品質(zhì)性狀上看，綜合分值Dn越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。

不同果實大小的桃溪蜜柚果實的綜合評價分析結(jié)果如表6所示，其中綜合分值排名依次為單果質(zhì)量700～900 g、單果質(zhì)量＞1 100 g、單果質(zhì)量900～1 100 g、單果質(zhì)量600～700 g、單果質(zhì)量＜600 g，其中綜合品質(zhì)最好的是單果質(zhì)量700～900 g的桃溪蜜柚果實。

表6 3種綜合評價結(jié)果比較Tab.6 Comparison of three comprehensive evaluation results

2.6.2 模糊綜合評判分析 對不同果實大小桃溪蜜柚果實相關(guān)性狀的原始數(shù)據(jù)進行極值標準化處理，構(gòu)成模糊轉(zhuǎn)化矩陣R（表7）。用等權(quán)、加權(quán)法來評判不同果實大小桃溪蜜柚果實綜合品質(zhì)的優(yōu)劣，由表6可知，①等權(quán)：單果質(zhì)量700～900 g 綜合評價最好，單果質(zhì)量600～700 g 綜合評價最差；②加權(quán)：單果質(zhì)量＞1 100 g 綜合評價最好，其次是單果質(zhì)量700～900 g、900～1 100 g 和600～700 g，單果質(zhì)量600～700 g 綜合評價最差。

表7 模糊轉(zhuǎn)換矩陣RTab.7 Fuzzy transformation matrix R

2.6.3 3種綜合評價方法的比較 將3種綜合評價方法進行比較，結(jié)果見表6。主成分分析法與模糊綜合評價等權(quán)分析法排序前2位相同，結(jié)果一致，后3 位排序上存在一定的差異，這2 種綜合評價方法的結(jié)果較為一致。果實大小分級更重要的意義在于區(qū)分優(yōu)劣，提高其商品價值。模糊綜合評價加權(quán)分析法與其他2種方法結(jié)果存在部分差異，單果質(zhì)量＞1 100 g綜合評價最佳，其次是單果質(zhì)量700～900 g，主要原因在于模糊綜合評價加權(quán)分析法使用的權(quán)重值是根據(jù)數(shù)據(jù)的標準差進行賦值，容易受數(shù)據(jù)的波動影響。因此，綜合各方面來看，主成分分析法和模糊綜合評價等權(quán)分析法可以作為不同果實大小桃溪蜜柚品質(zhì)綜合評價方法。且最終得出綜合品質(zhì)最好的是單果質(zhì)量700～900 g，其次是單果質(zhì)量＞1 100 g，研究可為果實大小分級標準修訂提供依據(jù)。

3 結(jié)論與討論

影響柑橘果實品質(zhì)的因素可歸為環(huán)境因素和植株因素，環(huán)境因素包括土壤和氣候因子等，植株因素則包括品種品系、砧木、樹齡、樹體營養(yǎng)狀況和果實大小等[28]。各種因素都會造成果實發(fā)育的不同步性，從而導(dǎo)致果實品質(zhì)和果實大小上的差異，并且果實大小的差異往往也會導(dǎo)致果實品質(zhì)的差異[4]。丁健等[29]的研究結(jié)果表明空心李的果形指數(shù)隨果實增大而增大。與此相符，本研究也表明桃溪蜜柚果實的果形指數(shù)隨果實增大而增大。此外，不同大小桃溪蜜柚果實的果形不端正率和果面缺陷率都較高，嚴重影響果實的外觀和商品性。因此需注意加強栽培管理，例如可以對果實進行套袋處理，減少果面瑕疵，改善果實外形，提高其經(jīng)濟價值。

樂小鳳等[4]的研究結(jié)果表明‘霞多麗’葡萄果皮鮮質(zhì)量/果實鮮質(zhì)量隨果實粒徑的減小而增大，單果粒種子數(shù)和單粒種子質(zhì)量均表現(xiàn)為隨果實粒徑的增大而增加。本研究也表明桃溪蜜柚果實的種子數(shù)和可食率隨著果實增大而增加，并且與果實大小呈極顯著正相關(guān)。種子是內(nèi)源激素合成和積累的主要場所，較多的種子可以促進果實的發(fā)育，使果實增大。但是，果實種子數(shù)過多會降低果實可食率，嚴重降低果實的商品性和市場競爭力。黎明等[30]認為隨著溫州蜜柑果實增大，果皮厚度增加。謝國芳等[6]研究表明4個藍莓品種的出汁率隨果實的變小而降低。黃雪燕等[31]研究結(jié)果表明隨著果實增大，溫嶺高橙果實果皮厚度、囊瓣數(shù)和種子數(shù)增加，出汁率和可食率減小。但是，本研究表明果實大小對桃溪蜜柚的果皮厚度、囊瓣數(shù)和出汁率均沒有影響。這與前人研究結(jié)果有一定差異，可能是由于不同品種特性造成的。此外，果實大小對桃溪蜜柚的可滴定酸、可溶性糖含量和糖酸比也沒有影響，而果實維生素C 含量只有最小級別的果實顯著小于其他級別的果實。果實的可溶性固性物含量和固酸比隨著果實增大而減小，其中可溶性固形物與果實大小呈顯著負相關(guān)。黃雪燕等[31]研究結(jié)果表明隨著果實增大，溫嶺高橙果實可溶性固形物含量減小，糖酸比影響不大，果實維生素C 含量小果小于中果和大果。丁志祥等[28]研究發(fā)現(xiàn)隨著單果質(zhì)量的增加，錦橙固酸比增大。王華利等[32]研究結(jié)果表明隨著果實橫徑由小到大，興津溫州蜜柑的果實可溶性固形物含量呈逐漸降低的趨勢，不同橫徑的興津溫州蜜柑果實的含酸量變化不大，相互之間無顯著性差異。本試驗結(jié)果與前人研究結(jié)果相似，這可能是由于大果發(fā)育較早、進入完熟期較早、可溶性固形物升至最高點較早、果實開始降糖劣變的時期也較早[8]。此外，大果果實的礦質(zhì)營養(yǎng)和激素等含量較高，也會影響果實糖分積累。因此，桃溪蜜柚中果和小果的口感風(fēng)味優(yōu)于大果，更適合鮮食。

3種綜合評價方法中主成分分析法和模糊綜合評判等權(quán)分析法的評價結(jié)果較為一致，可作為不同果實大小桃溪蜜柚品質(zhì)綜合評價方法。果實單果質(zhì)量700～900 g的綜合品質(zhì)最佳，其次是單果質(zhì)量＞1 100 g，然后是單果質(zhì)量900～1 100 g、單果質(zhì)量600～700 g和單果質(zhì)量＜600 g。根據(jù)桃溪蜜柚最新果實分級標準[33]，一級果為單果質(zhì)量900～1 100 g，二級果為單果質(zhì)量800～900 g，三級果為單果質(zhì)量＞1 100 g或＜800 g，與本試驗結(jié)果存在一定差異。因此，建議在之后桃溪蜜柚果實分級標準修訂時，可以本研究結(jié)果作為參照依據(jù)，適當(dāng)調(diào)整分級標準，增加果實分級數(shù)量，分段更加均勻。

綜上所述，桃溪蜜柚果實大小與果實品質(zhì)關(guān)系密切。在果實各發(fā)育期可通過果實大小預(yù)測其內(nèi)在品質(zhì)并進行疏果，疏除過小或過大果實，有利于綜合品質(zhì)的提高。果實采收后應(yīng)對果品進行科學(xué)分級，進行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價銷售，從而提高果實商品價值。前人研究發(fā)現(xiàn)中小型桃、砂糖橘和中果臍橙果實的貯藏品質(zhì)較大果有利于其保持果實的營養(yǎng)與風(fēng)味。因此在果實貯藏中，應(yīng)該把不同大小分級的果實分開貯藏，把貯藏品質(zhì)好的果實選作長期貯藏之用[5,7,34-35]。果實大小與果實品質(zhì)關(guān)系的研究對提升桃溪蜜柚果實品質(zhì)、促進果農(nóng)增收及推動桃溪蜜柚產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。