潘好斌，劉 東，邵青旭，高 歌，齊紅巖*

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施園藝省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北方園藝設(shè)施設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程研究中心（遼寧），遼寧 沈陽(yáng) 110866）

質(zhì)地特性指食物通過(guò)口腔、牙齒、舌及黏膜感覺(jué)到的一種綜合性質(zhì)，是繼風(fēng)味之后用于果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的第一標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。質(zhì)地品質(zhì)作為園藝產(chǎn)品感官品質(zhì)的重要內(nèi)容之一，主要用于描述園藝產(chǎn)品軟、硬、脆、綿、粗糙、細(xì)嫩、致密、疏松等品質(zhì)特點(diǎn)，其主要通過(guò)力學(xué)特性、幾何特性等質(zhì)構(gòu)特性反映[3]。薄皮甜瓜（Cucumis melovar.makuwaMakino）又稱(chēng)東方甜瓜，是中國(guó)最早利用為果品的瓜類(lèi)，其中具有香甜風(fēng)味和爽脆質(zhì)地的品種更是被視為佳品，倍受消費(fèi)者青睞。質(zhì)地品質(zhì)是衡量薄皮甜瓜商品品質(zhì)的重要因素，但因其品種眾多，品種間質(zhì)地特性差異較大。因此，建立一套綜合評(píng)價(jià)薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的有效方法，對(duì)探求決定其質(zhì)地特性形成的關(guān)鍵因子、改善質(zhì)地品質(zhì)具有重要意義。

質(zhì)構(gòu)儀（物性分析儀）可模擬人類(lèi)牙齒的咀嚼過(guò)程，實(shí)現(xiàn)食品質(zhì)構(gòu)特性的分析，與傳統(tǒng)的感官分析相比，可以消除評(píng)價(jià)人員對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果引入的主觀誤差，具有方便、快捷、可量化的優(yōu)點(diǎn)[4]。其能夠良好地預(yù)測(cè)感官口感，并進(jìn)一步提供質(zhì)地特性信息[5]。因此，質(zhì)構(gòu)儀被廣泛應(yīng)用于園藝作物質(zhì)地品質(zhì)的評(píng)價(jià)。采用質(zhì)構(gòu)儀已實(shí)現(xiàn)了棗果實(shí)發(fā)育過(guò)程中質(zhì)地變化及差異的分析[6-7]，桃果實(shí)貯藏過(guò)程中質(zhì)地轉(zhuǎn)變規(guī)律的分析[8]，以及梨果實(shí)不同部位在不同發(fā)育時(shí)期質(zhì)地性狀的分析[9-10]。然而，單一的質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)只能通過(guò)指標(biāo)數(shù)值反映表觀的質(zhì)構(gòu)信息，若要進(jìn)一步分析決定質(zhì)地特性形成的內(nèi)在因素，則須與相應(yīng)生化指標(biāo)的測(cè)定相結(jié)合。

因子分析是一種利用降維思維從多個(gè)變量中提取共性因子的統(tǒng)計(jì)分析方法，最終根據(jù)各主因子的得分情況實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)[11]。聚類(lèi)分析是一種根據(jù)研究對(duì)象或指標(biāo)的諸多特性，將其分為相對(duì)同質(zhì)的群組的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)，可按照類(lèi)別的綜合性質(zhì)將多個(gè)品種聚合[12]。通過(guò)這兩種分析方法的結(jié)合已實(shí)現(xiàn)了獼猴桃[13]、蘋(píng)果[14]、葡萄[15]果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)和分級(jí)分類(lèi)，但在薄皮甜瓜果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)中鮮見(jiàn)報(bào)道。

本研究采用質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)測(cè)定相結(jié)合的方式，通過(guò)相關(guān)性分析探明兩部分指標(biāo)間的相關(guān)性。進(jìn)而，采用因子分析提取質(zhì)地特性主因子并構(gòu)建綜合得分模型，實(shí)現(xiàn)薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的評(píng)價(jià)。同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)分析將不同品種薄皮甜瓜按照質(zhì)地特性進(jìn)行分類(lèi)，最終建立一整套薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)分析、評(píng)價(jià)及分類(lèi)的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以10 個(gè)果實(shí)質(zhì)地有明顯差異的薄皮甜瓜品種為試材，于商品成熟期取樣。試材來(lái)源及果實(shí)成熟期口感如表1所示，口感通過(guò)感官定義，描述詞參考文獻(xiàn)[16]。

試材于2017年3月—6月種植于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院科研基地日光溫室內(nèi)。栽培方式為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)袋栽培；管理方式為單干整枝，在主干10 節(jié)以上連續(xù)留瓜，激素（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%氯吡脲）噴花，單株留瓜3 個(gè)。果實(shí)商品成熟時(shí)采收，成熟度通過(guò)果皮表面顏色變化、與瓜蒂結(jié)合的緊密程度及果實(shí)中可溶性固形物含量判斷。同一品種選取生長(zhǎng)天數(shù)相同、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷、果形端正、大小近乎一致的果實(shí)用于后續(xù)相關(guān)理化指標(biāo)的測(cè)定。

表 1 供試薄皮甜瓜材料Table 1 Oriental melon varieties used in the study

1.2 儀器與設(shè)備

CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfield公司；U-5100 Spectrophotometer比例紫外分光光度計(jì) 日本Hitachi公司；PB-10 pH計(jì) 德國(guó)Sartorius公司；TD-45數(shù)字折光儀 中國(guó)金科利達(dá)公司。

1.3 方法

1.3.1 果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測(cè)定

質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)之前，樣品處理參照Bianchi等[5]的方法，并加以改進(jìn)，具體方法見(jiàn)圖1。甜瓜果實(shí)洗凈，沿赤道部位切取厚度約1.5 cm果肉切片，再用直徑為1.5 cm的打孔器在果實(shí)切片上垂直壓取圓柱形果肉，最終用雙面刀片修整為底面直徑1.5 cm、高1 cm的圓柱體，待測(cè)。質(zhì)構(gòu)剖面分析（texture profile analysis，TPA）及穿刺檢測(cè)中每個(gè)品種測(cè)定3 個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)設(shè)置5 次重復(fù)。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)設(shè)置參考劉莉等[16]的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并稍作調(diào)整。TPA檢測(cè)采用TA25/1000（直徑50 mm）探頭，具體參數(shù)設(shè)置如下：觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載10 g，測(cè)試速率2 mm/s、返回速率2 mm/s，2 次循環(huán)，循環(huán)間可恢復(fù)時(shí)間3 s，目標(biāo)形變量3 mm，數(shù)據(jù)頻率10 點(diǎn)/s。穿刺檢測(cè)采用TA39（直徑2 mm）探頭，具體參數(shù)設(shè)置如下：觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載10 g，測(cè)試速率2 mm/s、返回速率2 mm/s，1 次循環(huán)，目標(biāo)形變量5 mm，數(shù)據(jù)頻率10 點(diǎn)/s。本次實(shí)驗(yàn)選取的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試指標(biāo)感官及數(shù)學(xué)定義見(jiàn)表2，典型的TPA及穿刺檢測(cè)的特征曲線見(jiàn)圖2和圖3。

圖 1 甜瓜果實(shí)質(zhì)構(gòu)測(cè)定的取樣部位示意圖（A）及樣品塊形狀規(guī)格（B）Fig. 1 Schematic diagram of melon sampling position for texture test (A)and cylinder sample specification (B)

表 2 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試指標(biāo)定義Table 2 Definition of the parameters measured by texture analyzer

圖 2 甜瓜果肉TPA檢測(cè)特征曲線Fig. 2 Typical TPA curve of oriental melon fruit

圖 3 甜瓜果肉穿刺檢測(cè)特征曲線Fig. 3 Typical puncture test curve of oriental melon fruit

1.3.2 果實(shí)基本理化指標(biāo)及質(zhì)地相關(guān)生化指標(biāo)的測(cè)定

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)橫徑/mm、縱徑/mm、種腔橫徑/mm，按公式（1）～（3）計(jì)算相應(yīng)的果形指標(biāo)。

采用分析天平稱(chēng)量單果質(zhì)量；采用PB-10 pH計(jì)測(cè)定果汁pH值；采用TD-45D數(shù)字折光儀測(cè)定果汁可溶性固形物含量/°Brix；根據(jù)GB 5009.3—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的烘干法測(cè)定水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；淀粉含量測(cè)定采用高氯酸水解法[17]；纖維素含量測(cè)定采用蒽酮硫酸比色法[17]；果膠含量的測(cè)定采用分光光度法，具體參照NY/T 2016—2011《水果及其制品中果膠含量的測(cè)定》。均設(shè)3 次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，SPSS 18.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析（Duncan新復(fù)極差法）、相關(guān)性分析、因子分析、系統(tǒng)聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)基本理化性狀分析結(jié)果

表 3 不同品種薄皮甜瓜成熟期果實(shí)理化性狀Table 3 Physicochemical traits of different varieties of oriental melon fruits at harvest

由表3可知，測(cè)定的6 項(xiàng)理化指標(biāo)在10 個(gè)品種間存在顯著性差異。果形指數(shù)變異系數(shù)最大，為0.59，果肉厚度和pH值變異系數(shù)較小，分別為0.08和0.06。果形指數(shù)YJM最大（3.56），XSM最?。?.74）；空腔率BTG最大（59.09%），YJM最?。?7.12%）；果肉厚度除BTG為17.27 mm外，其余品種均大于20 mm；單果質(zhì)量YJM最大（621.82 g），BTG最?。?70.94 g）；pH值除HDB（6.59）顯著高于其他品種外，其余品種均在5.44～5.82之間；可溶性固形物含量是判斷果實(shí)成熟度的關(guān)鍵指標(biāo)，YMR、TT和HDB三者顯著高于其他品種，HPM和XSM顯著低于其他品種。

2.2 果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的差異分析結(jié)果

表 4 不同品種薄皮甜瓜成熟期果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)Table 4 Textural indexes of different varieties of oriental melon fruits at harvest

由表4可知，8 個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中，除彈性外，均存在較大變異系數(shù)（0.15～0.49）。差異顯著性分析顯示，梗硬口感的YMR、HLW和C7的TPA硬度、膠著性、咀嚼性和穿刺硬度顯著高于其他品種，說(shuō)明此4 項(xiàng)指標(biāo)可能共同決定了梗硬口感的形成，其中YMR的TPA硬度、膠著性、咀嚼性及穿刺硬度均表現(xiàn)為最大值；酥脆口感的HDB和YJM的彈性高于其他品種，同時(shí)，內(nèi)聚性顯著高于除YMR外的其他品種，說(shuō)明較高的彈性和內(nèi)聚性可能與酥脆口感的形成有關(guān)；黏綿口感的HPM的黏附力和黏附性均顯著高于其他品種，表明這兩個(gè)指標(biāo)是反映黏綿口感的關(guān)鍵指標(biāo)；沙軟口感的XSM的TPA硬度、黏附力、彈性、膠著性、咀嚼性和穿刺硬度均顯著低于其他品種，表明此6 項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)綜合作用于沙軟口感的形成；脆硬口感的TT、QY和BTG的內(nèi)聚性顯著低于其他品種，其余指標(biāo)大多居于中間位置，說(shuō)明脆硬口感主要由內(nèi)聚性決定，但同樣受其余指標(biāo)的綜合影響。

2.3 果實(shí)質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)的差異分析結(jié)果

表 5 不同品種薄皮甜瓜成熟期果實(shí)質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)Table 5 Physicochemical indexes related to texture of different varieties of oriental melon fruits at harvest

由表5可知，測(cè)定的6 個(gè)質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)中除水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，均存在較大變異系數(shù)（0.21～0.55）。原果膠含量XSM與HPM顯著高于其他品種，分別為8.31 mg/g和7.22 mg/g，YMR最低，為3.19 mg/g；可溶性果膠含量HPM與XSM顯著高于其他品種，分別為8.32 mg/g和6.29 mg/g，QY最低，為1.81 mg/g；總果膠含量為原果膠含量與可溶性果膠含量的總和，HPM和XSM同樣顯著高于其他品種，分別為15.54 mg/g和14.60 mg/g，HDB最低，為5.54 mg/g；淀粉含量HPM顯著高于其他品種，為2.42 mg/g，XSM、HDB和YJM三者淀粉含量顯著低于其他品種，分別為1.25、1.35 mg/g和1.31 mg/g；纖維素含量HPM顯著高于其他品種，為6.69 mg/g，HDB與YJM顯著低于其他品種，分別為2.85 mg/g和2.87 mg/g；水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)XSM最高，為94.31%，TT最低，為88.56%。上述結(jié)果表明，黏綿口感和沙軟口感的品種均具有較高的原果膠和可溶性果膠含量，同時(shí)黏綿口感的品種也有較高的淀粉和纖維素含量；酥脆口感的品種淀粉和纖維素含量相對(duì)較低；較低淀粉含量和較高的含水量可能決定沙軟口感的形成。

2.4 果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果

表 6 不同品種薄皮甜瓜成熟期果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of textural indexes of different varieties of oriental melon fruits at harvest

由表6可知，選取的8 個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間具有不同程度的相關(guān)性。其中TPA硬度與膠著性、咀嚼性和穿刺硬度均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；黏附力和和黏附性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；內(nèi)聚性與膠著性、咀嚼性均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；膠著性與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；穿刺硬度與膠著性和咀嚼性均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。其余指標(biāo)之間相關(guān)性不顯著，表明多個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間可能存在部分質(zhì)構(gòu)信息的重疊表達(dá)。

2.5 果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)間的相關(guān)性分析結(jié)果

表 7 不同品種薄皮甜瓜成熟期果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與理化指標(biāo)間相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis between textural indexes and physicochemical indexes of different varieties of oriental melon fruits at harvest

由表7可知，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)間存在不同程度的相關(guān)性。TPA硬度與原果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與總果膠含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；黏附性、黏附力與淀粉含量均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；內(nèi)聚性與纖維素含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；咀嚼性、膠著性均與原果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；穿刺硬度與原果膠、總果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），與可溶性果膠含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05），由此可知，TPA硬度和穿刺硬度既有相似性也有差異性。彈性與任何質(zhì)地相關(guān)生化指標(biāo)間均無(wú)顯著相關(guān)性。

2.6 果實(shí)質(zhì)地特性的因子分析結(jié)果

對(duì)測(cè)定的8 個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)和6 個(gè)質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)的數(shù)據(jù)經(jīng)Z-標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行因子分析?；谥饕蜃犹卣髦荡笥?的原則，提取前3 個(gè)主因子，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)89.40%（表8），表明此3 個(gè)主因子能夠解釋全部14 個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息。經(jīng)最大方差法旋轉(zhuǎn)后得到的主因子荷載矩陣見(jiàn)表9，第一主因子F1方差貢獻(xiàn)率為52.76%，代表性指標(biāo)中與之呈正荷載的為T(mén)PA硬度、咀嚼性、膠著性、穿刺硬度，呈負(fù)荷載的為原果膠含量、總果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此，定義為梗硬因子。第二主因子F2方差貢獻(xiàn)率為25.73%，代表性指標(biāo)為黏附力、黏附性、可溶性果膠含量、淀粉含量，均與之呈正荷載，定義為黏綿因子。第三主因子F3方差貢獻(xiàn)率為10.91%，代表性指標(biāo)中彈性，內(nèi)聚性與之呈正荷載，纖維素含量與之呈負(fù)荷載，定義為內(nèi)聚因子。由此，將14 個(gè)指標(biāo)歸納為3 個(gè)更具代表性的主因子。根據(jù)表9對(duì)3 個(gè)主因子進(jìn)行得分模型的構(gòu)建，見(jiàn)式（4）～（6）。

分別計(jì)算各主因子得分并按降序排名（表10），F(xiàn)1（梗硬因子）得分較高的品種具有較高的TPA硬度、膠著性、咀嚼性和穿刺硬度，同時(shí)表現(xiàn)出較低的原果膠、總果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。對(duì)于F1得分，YMR與HLW并列第1位，XSM和HPM位于倒數(shù)兩位，YJM和HDB也較低，分別位于第7和第8位；F2得分越高說(shuō)明黏附力、黏附性越高，同時(shí)具有較高的可溶性果膠、淀粉含量。HPM的F2得分最高，YJM和HDB位于倒數(shù)兩位。越高的F3得分對(duì)應(yīng)越高的彈性和內(nèi)聚性，同時(shí)纖維素含量越低，其中YMR得分最高，HDB和YJM居于其后。圖4、5更加直觀地顯示了各品種3 個(gè)主因子的得分情況。

主因子的權(quán)重＝方差貢獻(xiàn)率/累計(jì)貢獻(xiàn)率，因質(zhì)地黏綿、沙軟的甜瓜果實(shí)不耐貯運(yùn)，感官接受程度低，表現(xiàn)為較差的商品品質(zhì)，所以F2（黏綿因子）因子權(quán)重賦予負(fù)值，F(xiàn)1（梗硬因子）、F3（內(nèi)聚因子）賦予正值；因此，根據(jù)表8確立各主因子的權(quán)重，建立綜合得分（Q）數(shù)學(xué)模型見(jiàn)公式（7）。

式中：F1、F2、F3表示3 個(gè)主因子得分。

綜合得分越高，說(shuō)明質(zhì)地品質(zhì)越佳。結(jié)果如表10所示，呈梗硬口感的YMR和脆硬口感的C7綜合得分位于前兩位，質(zhì)地品質(zhì)較優(yōu)；呈黏綿口感的HPM和沙軟口感的XSM位于后兩位，質(zhì)地品質(zhì)較差；其余品種居中。

表 8 質(zhì)地指標(biāo)的特征值及貢獻(xiàn)率Table 8 Factor eigenvalues and contribution rates of textural indexes

表 9 質(zhì)地指標(biāo)主因子荷載矩陣Table 9 Principal factor loading matrix of textural indexes

表 10 不同品種薄皮甜瓜果實(shí)主因子及綜合得分排名Table 10 Principal factors and comprehensive score ranking of different varieties of oriental melon fruits

圖 4 不同品種薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性第1、2主因子得分二維排序散點(diǎn)圖Fig. 4 Scattering plot based on PC1 versus PC2 scores of different varieties of oriental melon fruits

圖 5 不同品種薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性第1、3主因子得分二維排序散點(diǎn)圖Fig. 5 Scattering plot based on PC1 versus PC3 scores of different varieties of oriental melon fruits

2.7 果實(shí)質(zhì)地特性的聚類(lèi)分析結(jié)果

圖 6 不同品種甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性系統(tǒng)聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖Fig. 6 Dendrogram obtained from systematic clustering analysis of different varieties of oriental melon fruits

以本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的14 個(gè)指標(biāo)為依據(jù)，對(duì)10 個(gè)品種薄皮甜瓜進(jìn)行質(zhì)地特性的系統(tǒng)聚類(lèi)分析，由圖6可知，當(dāng)歐氏距離為5時(shí)，全部品種被劃分為5 類(lèi)，聚類(lèi)結(jié)果與口感相一致，說(shuō)明此14 個(gè)指標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性的準(zhǔn)確分類(lèi)。第I類(lèi)包括QY、BTG、TT，此3 個(gè)品種質(zhì)地特性具體表現(xiàn)為F1和F2得分居中、F3得分較低，呈脆硬質(zhì)地；第II類(lèi)包括HDB、YJM，具體表現(xiàn)為F1、F2得分較低，F(xiàn)3得分較高，呈酥脆質(zhì)地；第III類(lèi)包括HLW、C7、YMR，此3 個(gè)品種F1得分較高，呈梗硬質(zhì)地；第IV類(lèi)為XSM，其F1得分最低，呈沙軟質(zhì)地；第Ⅴ類(lèi)為HPM，其F2得分最高、F1得分較低，呈黏綿質(zhì)地。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)表明質(zhì)構(gòu)儀可以充分描述、分析薄皮甜瓜果實(shí)的質(zhì)地差異，這與劉翔等[18]在甜瓜中的研究結(jié)果一致。相關(guān)性分析表明，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間存在不同程度的相關(guān)性，這與前人在桃[19]、蘋(píng)果[20]、梨[9,21]等園藝作物中的研究結(jié)果相似，說(shuō)明不同質(zhì)構(gòu)指標(biāo)間存在質(zhì)構(gòu)信息的重疊表達(dá)，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)TPA和穿刺兩種檢測(cè)模式分別測(cè)定了TPA硬度和穿刺硬度兩個(gè)硬度指標(biāo)，旨在探明兩者在描述果肉硬度上是否存在差異，結(jié)果表明兩者呈極顯著正相關(guān)，并且與其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的相關(guān)性相似，即均與膠著性和咀嚼性呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明在硬度的描述中二者功能相似，但二者與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)的相關(guān)性存在差異，則說(shuō)明二者既有相似性也有差異性。同樣，黏附力和和黏附性兩個(gè)指標(biāo)均可用于黏度的描述，二者呈極顯著正相關(guān)，且均與淀粉含量呈顯著正相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)黏附力（0.736）＞黏附性（0.681），說(shuō)明黏附力比黏附性更能反映淀粉含量。因此，在針對(duì)不同種類(lèi)園藝作物質(zhì)地品質(zhì)的分析中，質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)模式的選用和代表性質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的篩選或?yàn)榻窈筮M(jìn)一步研究的內(nèi)容。

本研究發(fā)現(xiàn)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)間具有不同程度的相關(guān)性，在薄皮甜瓜果實(shí)中，原果膠、可溶性果膠、淀粉、纖維素含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是導(dǎo)致質(zhì)地差異形成的內(nèi)在因素，同時(shí)也表明質(zhì)構(gòu)指標(biāo)可用于間接快速評(píng)估果蔬的內(nèi)在理化指標(biāo)，這在棗[22-23]、葡萄[24]、獼猴桃[25]等的相關(guān)研究中已有報(bào)道。有的學(xué)者將果膠、纖維素、半纖維素等統(tǒng)稱(chēng)為細(xì)胞壁物質(zhì)，并認(rèn)為細(xì)胞壁物質(zhì)組分差異是決定園藝作物質(zhì)地特性形成的關(guān)鍵因素[26]。本研究結(jié)果主要表現(xiàn)為原果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與TPA硬度、穿刺硬度、咀嚼性和膠著性呈不同程度顯著性負(fù)相關(guān)，可溶性果膠含量與穿刺硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，總果膠含量與TPA硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，與穿刺硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)；淀粉含量與黏附力、黏附性呈顯著正相關(guān)；纖維素含量與內(nèi)聚性呈顯著負(fù)相關(guān)。這為今后進(jìn)一步探明影響薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性形成的內(nèi)在因子提供了研究依據(jù)。

因子分析通過(guò)數(shù)據(jù)降維將原始信息進(jìn)行壓縮，使各主因子之間互不相關(guān)但又能反映各指標(biāo)的信息，從而實(shí)現(xiàn)有效指標(biāo)的篩選，降低分析難度，提高分析效率。因此，因子分析在冬棗[27]、無(wú)花果[28]、枸杞[29]、龍眼[30]等園藝作物品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)中被廣泛應(yīng)用。本研究采用因子分析將14 個(gè)質(zhì)地相關(guān)指標(biāo)簡(jiǎn)化為3 個(gè)相對(duì)獨(dú)立的主因子，并根據(jù)其代表性指標(biāo)分別命名為F1（梗硬因子）、F2（黏綿因子）和F3（內(nèi)聚因子），并認(rèn)為F1、F3得分越高越好，F(xiàn)2得分越低越好，從主因子得分二維排序散點(diǎn)圖（圖4、5）可以直觀地看出10 個(gè)品種薄皮甜瓜果實(shí)各主因子得分的分布情況，從F1與F2結(jié)合的角度分析，靠近第4象限的品種果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)較優(yōu)；從F1與F3結(jié)合的角度分析，靠近第1象限的品種果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)較優(yōu)。因此，因子分析不僅可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)地品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)，還可根據(jù)各主因子得分進(jìn)行更為具體的評(píng)價(jià)，這為不同質(zhì)地特性薄皮甜瓜品種的定向篩選提供理論依據(jù)。

通過(guò)聚類(lèi)分析不僅能處理量大的數(shù)據(jù)，還可以觀察不同品種之間的相似程度，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)分級(jí)，特性歸類(lèi)[12]。其在獼猴桃[13]、葡萄[31]、李[32]的品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)和品種譜系劃分中已得到較好的應(yīng)用。本研究通過(guò)系統(tǒng)聚類(lèi)分析將10 個(gè)品種薄皮甜瓜劃分為5 類(lèi)，每一類(lèi)均有其特有的質(zhì)地特性。說(shuō)明通過(guò)因子分析與聚類(lèi)分析相結(jié)合的方式能夠更全面、客觀地對(duì)甜瓜果實(shí)的質(zhì)地品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分類(lèi)。

4 結(jié) 論

成熟期薄皮甜瓜果實(shí)的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)之間存在不同程度相關(guān)性。質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與質(zhì)地相關(guān)理化指標(biāo)間存在相關(guān)性，原果膠含量和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與TPA硬度、穿刺硬度、咀嚼性和膠著性呈不同程度顯著性負(fù)相關(guān)，水溶性果膠含量與穿刺硬度呈顯著負(fù)相關(guān)；淀粉含量與黏附力和黏附性呈顯著正相關(guān)；纖維素含量與內(nèi)聚性呈顯著負(fù)相關(guān)。

因子分析將薄皮甜瓜果實(shí)的質(zhì)地指標(biāo)降維為3 個(gè)主因子，即F1（梗硬因子）、F2（黏綿因子）和F3（內(nèi)聚因子）。主因子得分模型顯示：F1和F3得分越高、F2得分越低質(zhì)地品質(zhì)越好?；谥饕蜃訕?gòu)建的綜合得分模型可實(shí)現(xiàn)薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果為梗硬口感品種‘玉美人’、‘彩虹七號(hào)’質(zhì)地品質(zhì)較優(yōu)，黏綿和沙軟口感品種‘紅皮面’和‘香沙蜜’較差，其余品種居中。

系統(tǒng)聚類(lèi)分析可實(shí)現(xiàn)薄皮甜瓜果實(shí)質(zhì)地特性的準(zhǔn)確分類(lèi)。本研究中的10 個(gè)品種薄皮甜瓜果實(shí)的質(zhì)地特性被分為5 類(lèi)，與口感相一致，依次為脆硬、酥脆、梗硬、沙軟、黏綿。