番茄營養(yǎng)成分與感官品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)多元統(tǒng)計(jì)分析

趙 燕，邱鵬程，吳凌波，王 樂，劉景雷

（鄂爾多斯市農(nóng)牧技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古康巴什 017000）

番茄是我國重要的蔬果兼用型農(nóng)作物，是世界栽培最廣泛的蔬菜之一[1]。感官品質(zhì)是衡量番茄品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，加強(qiáng)相關(guān)研究意義重大[2-3]。番茄富含大量的VC、番茄紅素和礦物質(zhì)，能夠提高人體免疫力，改善血脂和抑制心血管疾病，是血管健康天然良方。隨著人們生活水平的普遍提高，番茄作為水果的消費(fèi)量逐年上升[4-5]，但番茄果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)下降是消費(fèi)者對現(xiàn)代栽培番茄的普遍評價(jià)[6]，提升果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)已成為番茄育種者的主要目標(biāo)之一，同時(shí)也是我國番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求[7-8]。加強(qiáng)鮮食番茄感官品質(zhì)評價(jià)等研究，可以幫助產(chǎn)品瞄準(zhǔn)受眾，找準(zhǔn)市場，促進(jìn)番茄產(chǎn)業(yè)向訂單農(nóng)業(yè)發(fā)展[9]。薛坤[10]對29 個(gè)櫻桃番茄品種的營養(yǎng)成分、產(chǎn)量、感官等進(jìn)行了相關(guān)分析，結(jié)果表明，單果重、糖酸比、硬度、果形指數(shù)、番茄紅素和VC 可作為評價(jià)番茄綜合品質(zhì)的指標(biāo)；周艷超等[11]應(yīng)用SPSS 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對29 份櫻桃番茄種質(zhì)資源的14 個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行主成分分析，得出可用5 個(gè)主成分代表14 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)評價(jià)櫻桃番茄綜合品質(zhì)的結(jié)論；劉思恬等[12]對比了15 個(gè)番茄品種的可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白、VC 以及礦質(zhì)元素、氨基酸、酚類化合物含量等營養(yǎng)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)，分析了普通番茄、口感番茄和櫻桃番茄在果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)方面的差異；王仁杰等[13]對10 個(gè)番茄品種的感官評價(jià)和營養(yǎng)成分進(jìn)行了相關(guān)性分析，得出感官評分與可溶性固形物、可溶性糖、果糖、維生素和蛋白質(zhì)含量有顯著的正相關(guān)關(guān)系。沈彥輝等[14]采用主成分分析法和聚類分析法，對不同品種口感番茄生長指標(biāo)、果實(shí)農(nóng)藝性狀、品質(zhì)和產(chǎn)量等指標(biāo)進(jìn)行了評價(jià)；陳妹姑等[15]對11 份榴蓮品種的10 個(gè)外觀品質(zhì)、5 個(gè)營養(yǎng)品質(zhì)和8 個(gè)礦物品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行比較，得出評價(jià)榴蓮綜合品質(zhì)的關(guān)鍵性指標(biāo), 為榴蓮品種的品質(zhì)篩選及鑒定提供參考依據(jù)。近年來，運(yùn)用SPSS 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對多種作物的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、聚類分析的報(bào)道多見，這些多元統(tǒng)計(jì)分析方法已經(jīng)成為綜合分析常用方法[16-18]。

表1 櫻桃番茄品種營養(yǎng)成分含量Table 1 Nutrient content of cherry tomato varieties

目前，在番茄上還沒有可以借鑒參考的相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。為了使番茄品質(zhì)的評價(jià)結(jié)果更加科學(xué)、準(zhǔn)確，從而幫助番茄種植者把握市場需求，對擬引進(jìn)番茄品種進(jìn)行品質(zhì)評價(jià)，快速篩選出消費(fèi)者喜愛、感官風(fēng)味優(yōu)良的鮮食番茄并加以推廣，本試驗(yàn)采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法對不同番茄品種的營養(yǎng)成分和感官品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的關(guān)系進(jìn)行分析，并建立番茄感官品質(zhì)評價(jià)模型，以期為番茄產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒與參考。

1 材料和方法

1.1 材料

櫻桃番茄品種10 個(gè)：千禧、鳳珠、蜜株3 號、航粉櫻6 號、釜山88、金貝貝、航黃櫻1 號、紫彩霞番茄、航彩櫻1 號、獼猴桃番茄；大番茄品種9 個(gè)：普羅旺斯、安特萊斯、優(yōu)柿三號、阿加莎505、田蜜199、航粉高糖、香妃9 號、蜜魯蜜粉、秀太郎。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種于2022 年1 月4 日穴盤播種育苗，2 月11 日定植，溫室高壟栽培，株行距0.20 m×1.45 m，保苗33 000 株/hm2。栽培管理采用水肥一體化、膜下滴灌，氣象條件、田間管理、土壤條件均一致，保證番茄果實(shí)品質(zhì)差異只源于不同品種。5 月下旬進(jìn)入成熟期，6 月9 日隨機(jī)摘取成熟度一致的10 個(gè)番茄果實(shí)作為樣本，送中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所分析測試中心進(jìn)行果實(shí)營養(yǎng)成分測定。

1.2.2 營養(yǎng)成分測定

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，VC 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，番茄紅素含量采用GB/T 14215—2008《番茄紅素的測定方法》中的方法測定，可溶性固形物含量采用手持折光儀測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定。

1.2.3 感官品質(zhì)評價(jià)

具體分析過程及結(jié)果見參考文獻(xiàn)［19］。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并使用IBM SPSS Statistics 28.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、主成分分析、多元線性回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同番茄品種營養(yǎng)成分分析

由表1、表2 可知，除水分外，櫻桃番茄品種中各種營養(yǎng)成分含量均高于大番茄品種。由于櫻桃番茄品種獼猴桃番茄、金貝貝、航黃櫻1 號幾乎不含有番茄紅素，因此番茄紅素含量平均值為26.50 mg/kg，低于大番茄品種的39.38 mg/kg。櫻桃番茄品種的VC 含量平均值為30.77 mg/100 g，大番茄品種的為18.14 mg/100 g，櫻桃番茄是大番茄的近2 倍。

表2 大番茄品種營養(yǎng)成分含量Table 2 Nutrient content of large tomato varieties

2.2 相關(guān)性分析

用IBM SPSS Statistics 28.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對番茄品種的8 種營養(yǎng)成分含量和5 種感官評價(jià)指標(biāo)[19]進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3 可知，在所有番茄品種中與得分相關(guān)程度最高的為可溶性固形物，相關(guān)系數(shù)為0.413，其他指標(biāo)依次為鐵（-0.373）、可溶性糖（0.327）、水分（-0.320）、番茄紅素（-0.290）、可滴定酸（0.162）、VC（-0.077）和鋅（-0.057）；與投票相關(guān)程度最高的為可溶性固形物，相關(guān)系數(shù)為0.479，其他指標(biāo)依次為水分（-0.417）、可溶性糖（0.384）、番茄紅素（-0.307）、鐵（-0.267）、可滴定酸（0.173）、VC（0.110）和鋅（-0.007）；與滋味口感相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性固形物（0.458）、可溶性糖（0.401）、鐵（-0.384）、水分（-0.378）、番茄紅素（-0.304）；與果肉細(xì)膩度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為鐵（-0.353）；與汁水豐沛度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性固形物（0.445）、可溶性糖（0.408）、番茄紅素（-0.348）、水分（-0.347）；與香氣濃郁程度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性固形物（0.499*）、水分（-0.407）、可滴定酸（0.334）、可溶性糖（0.328）、番茄紅素（-0.324）?？梢钥闯?，可溶性固形物與滋味口感、香氣濃郁程度、汁水豐沛度相關(guān)系數(shù)均最高，分別為0.458、0.499、0.445。

表3 19 種番茄營養(yǎng)成分與感官評價(jià)結(jié)果相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 19 tomato species

由表4 可知，在櫻桃番茄品種中與得分相關(guān)程度最高的為番茄紅素，相關(guān)系數(shù)為-0.537，其他指標(biāo)依次為可溶性固形物（0.477）、水分（-0.340）、鐵（-0.311）、VC（0.270）、可滴定酸（-0.107）、可溶性糖（0.050）、鋅（0.014）；與投票相關(guān)程度最高的為可溶性固形物，相關(guān)系數(shù)為0.478，其他指標(biāo)依次為番茄紅素（-0.355）、鐵（-0.226）、水分（-0.215）、VC（0.148）、鋅（-0.116）、可滴定酸（-0.111）、可溶性糖（0.001）；與滋味口感相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性固形物（0.497）、番茄紅素（-0.454）、鐵（-0.392）、水分（-0.368）、VC（0.327）；與果肉細(xì)膩度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為番茄紅素（-0.721）、可滴定酸（-0.315）；與汁水豐沛度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為番茄紅素（-0.636）、可溶性固形物（0.508）、水分（-0.359）、VC（0.358）；與香氣濃郁程度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性固形物（0.564）、水分（-0.535）、VC（0.467）、番茄紅素（-0.424）、鐵（-0.309）?？梢钥闯觯扇苄怨绦挝锱c香氣濃郁程度、滋味口感、汁水豐沛度相關(guān)系數(shù)均為最高，分別為0.564、0.497、0.508。

表4 10 種櫻桃番茄營養(yǎng)成分與感官評價(jià)結(jié)果相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 10 cherry tomato varieties

由表5 可知，在大番茄品種中與得分相關(guān)程度最高的為可溶性糖，相關(guān)系數(shù)為0.767，其他指標(biāo)依次為可溶性固形物（0.611）、水分（-0.579）、可滴定酸（0.432）、鐵（-0.353）、VC（0.302）、番茄紅素（-0.219）、鋅（0.088）；與投票相關(guān)程度最高的為可溶性糖，相關(guān)系數(shù)為0.855，其他指標(biāo)依次為水分（-0.601）、可溶性固形物（0.556）、可滴定酸（0.338）、鐵（-0.324）、VC（0.312）、番茄紅素（-0.281）、鋅（0.132）；與滋味口感相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性糖（0.862）、可溶性固形物（0.624）、水分（-0.606）、可滴定酸（0.482）、VC（0.368）、鐵（-0.316）、番茄紅素（-0.303）；與果肉細(xì)膩度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為鐵（-0.683）、水分（-0.487）、可溶性糖（0.422）、番茄紅素（0.374）、可溶性固形物（0.359）；與汁水豐沛度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性糖（0.815）、可溶性固形物（0.671）、水分（-0.641）、可滴定酸（0.450）、VC（0.397）；與香氣濃郁程度相關(guān)系數(shù)大于0.300 的為可溶性糖（0.828）、可溶性固形物（0.691）、水分（-0.625）、可滴定酸（0.539）、番茄紅素（-0.498）、VC（0.467）?？梢钥闯?，與滋味口感、汁水豐沛度、香氣濃郁程度相關(guān)程度最高的為可溶性糖，相關(guān)系數(shù)分別為0.862、0.815、0.828，其次為可溶性固形物，相關(guān)系數(shù)分別為0.624、0.671、0.691；可溶性固形物與可溶性糖呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.695。

表5 9 種大番茄營養(yǎng)成分與感官評價(jià)結(jié)果相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 9 large tomato varieties

由表3、表4、表5 可知，可溶性固形物與VC 呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.582、0.830、0.881；與可滴定酸呈顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.824、0.636、0.861。水分與汁水豐沛度、得分和投票均呈負(fù)相關(guān)。鐵、番茄紅素和感官品質(zhì)存在一定的相關(guān)性，櫻桃番茄的番茄紅素與果肉細(xì)膩度、汁水豐沛度均呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.721、-0.636；大番茄的鐵與果肉細(xì)膩度呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.683；鐵與番茄紅素均呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.683、-0.551、-0.665。鋅與感官品質(zhì)相關(guān)程度低。投票和得分相關(guān)系數(shù)分別為0.819、0.801、0.917，并且由表3 可知，得分與5 個(gè)感官評價(jià)指標(biāo)也呈顯著或極顯著正相關(guān)，進(jìn)一步驗(yàn)證了感官品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)和分值設(shè)置相對合理。

2.3 主成分分析

相關(guān)分析結(jié)果（選取相關(guān)系數(shù)大于0.300 的因子），以特征值大于1、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率大于74.939%為標(biāo)準(zhǔn)，對11 個(gè)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了主成分分析。檢驗(yàn)結(jié)果KMO 值為0.611，大于0.600，顯著性P值小于0.001，說明適合進(jìn)行探索性因子分析。由表6 可知，特征值大于1 的主成分有3 個(gè)，其主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)74.939%，代表了番茄74.939%的感官品質(zhì)信息，因此可以用這3 個(gè)主成分代表11 個(gè)指標(biāo)評價(jià)鮮食番茄感官品質(zhì)。旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣見表7，第1 因子反映數(shù)據(jù)信息量的36.330%，包括滋味口感、汁水豐沛度、香氣濃郁程度、果肉細(xì)膩度、色澤與果型，均為感官評價(jià)因子；第2 因子貢獻(xiàn)率23.032%，主要為可溶性固形物、可滴定酸、VC、可溶性糖，均與番茄風(fēng)味密切相關(guān)，是決定番茄風(fēng)味口感的主要營養(yǎng)成分因子；第3 因子貢獻(xiàn)率為15.577%，主要是鐵和番茄紅素。

表6 3 個(gè)主成分因子總方差解釋Table 6 Total variance explanation for the three principal components

表7 旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣和成分得分系數(shù)矩陣Table 7 Component matrix after rotation and component score coefficient matrix

2.4 多元線性回歸分析

結(jié)合相關(guān)分析和主成分因子分析結(jié)果，以感官評價(jià)綜合得分作為因變量，可溶性固形物、VC、可滴定酸、可溶性糖、鐵、番茄紅素為自變量（預(yù)測變量），進(jìn)行多元線性回歸分析，可溶性糖P＞0.05，且可溶性糖與可溶性固形物相關(guān)程度很高，所以可減少一個(gè)指標(biāo)，使用多元線性回歸分析對假設(shè)模型進(jìn)行檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果顯示（表8），德賓-沃森值為2.015，接近2，通過檢驗(yàn)；P＜0.001，通過檢驗(yàn)；VIF 值均小于5，不存在共線性問題，模型通過了檢驗(yàn)。模型公式為：番茄感官品質(zhì)推測得分=93.039-0.304×VC 含量-0.179×番茄紅素含量-0.621×鐵含量+2.314×可溶性固形物含量-1.585×可滴定酸含量。根據(jù)模型計(jì)算19 個(gè)番茄品種得分并進(jìn)行排名（表9），排名結(jié)果與感官評價(jià)結(jié)果[19]基本一致。這種簡化后的方法操作簡單、快速，不需要開展問卷調(diào)查，這個(gè)模型為快速簡便地進(jìn)行番茄感官品質(zhì)評價(jià)提供了更多參考。

表8 多元線性回歸分析匯總Table 8 Summary of multiple linear regression analysis

表9 兩組番茄品種相關(guān)營養(yǎng)成分得分及排名Table 9 Scores and rankings of related nutrients of tomato varieties in the two groups

3 結(jié)論與討論

對19個(gè)番茄品種的8 種營養(yǎng)成分與5 種感官品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，8 種營養(yǎng)成分中除鋅以外的7 種營養(yǎng)成分均與感官品質(zhì)指標(biāo)有關(guān)。大番茄和櫻桃番茄中的可溶性固形物與得分、投票、滋味口感、香氣濃郁程度等相關(guān)系數(shù)均大于0.400，相關(guān)性穩(wěn)定而突出。大番茄的可溶性糖與得分、投票、滋味口感、香氣濃郁程度均呈顯著或極顯著正相關(guān)，櫻桃番茄則相關(guān)性不明顯。大番茄和櫻桃番茄中的可溶性固形物與VC、可滴定酸均呈顯著正相關(guān)，大番茄中的可溶性固形物與可溶性糖呈顯著正相關(guān)。水分含量并不能說明汁水豐沛度這種口感，水分高反而會降低番茄整體風(fēng)味口感，這與廉曉娟等[20]、劉宇曦等[21]、馮騰騰等[22]的研究結(jié)果一致。建議種植番茄者在番茄果實(shí)成熟后期，可采取水分虧缺措施，能夠顯著提高可溶性固形物、可滴定酸和VC 的含量[23]。市場上口感品質(zhì)好的番茄價(jià)格是普通番茄的3～4倍，在產(chǎn)量增加不到3～4 倍的前提下，提升番茄感官品質(zhì)，銷售額和效益可能會更好，因此不能盲目灌水追求產(chǎn)量。對番茄11 個(gè)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取出代表番茄75%品質(zhì)信息的3 個(gè)主成分因子；第3 個(gè)因子鐵和番茄紅素的報(bào)道較為少見，在今后研究中需進(jìn)一步開展相關(guān)驗(yàn)證。通過線性回歸分析結(jié)果得出一個(gè)僅通過營養(yǎng)成分推斷番茄感官品質(zhì)的簡易模型，該模型在無法開展感官品質(zhì)評價(jià)的情況下，為快速簡便進(jìn)行番茄品質(zhì)測定提供了更多可能。