勒 思,魏清江,雷常玉,董興華,桑嘉玘
(江西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,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,風味甜爽適口,種子較少,品質好。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,以及探討果實大小與品質指標的關系,可為通過果實大小衡量果實品質提供依據(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。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。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。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均存在不同程度的影響,對果實品質的影響主要體現(xiàn)在物理特性(質量、體積、果皮面積、種子數(shù)和出汁率)、著色、糖酸、香氣、質地、浮皮率以及維生素C 含量和酚類物質含量。由于果實品質評價的指標繁多,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、合理、準確的結果。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]等果實品質綜合評價方面已有應用。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]等果樹上都有應用。因此,主成分分析法和模糊綜合評判法在果實品質綜合評價上具有可行性?!颈狙芯壳腥朦c】果實大小和風味是果實品質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的相關研究尚未見報道?!緮M解決的關鍵問題】試驗以桃溪蜜柚為研究對象,以果實單果質量為大小分級依據(jù),探究了不同大小果實的外觀品質、物理特性和風味品質等方面差異,同時采用主成分分析法、模糊綜合評判等權分析法和模糊綜合評判加權分析法對不同等級果實品質進行綜合評價,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,提升果品市場競爭力。
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。
1.2.1 取樣方法 待果實采下后,將所有果實混合,再稱單果質量,根據(jù)單果質量,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量或內(nèi)在品質的缺陷,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。
可食率指汁胞質量與果實單果質量的比值;出汁率指果汁質量與相應果實質量的比值??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。
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、主成分分析和相關性分析。
由圖1 可知,桃溪蜜柚果實單果質量在700~900 g的果實數(shù)量最多,占28.45%,其次為質量<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
由表1 可知,隨著果實增大,桃溪蜜柚果實的單果質量、橫徑和縱徑均顯著增大。單果質量從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)隨著果實質量增加而上升,但只有單果質量>1 100 g與單果質量<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Tab.1 Appearance quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes
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。其中果實單果質量<600 g、果實單果質量在600~700 g 和700~900 g、果實單果質量在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%。其中果實單果質量<600 g與果實單果質量在700~900 g、900~1 100 g和>1 100 g的有顯著差異,果實單果質量在600~700 g、果實單果質量在700~900 g、900~1 100 g與果實單果質量>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
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。可滴定酸含量在0.38%~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%,果實單果質量<600 g、600~700 g 和700~900 g 顯著高于果實單果質量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味品質Tab.3 Flavor quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes
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,相關系數(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,相關性系數(shù)為0.945。
表4 果實大小與桃溪蜜柚果實品質相關性分析Tab.4 Correlation analysis between fruit size and fruit quality of Taoxi pomelo
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重,計算各分組前4個主成分的分值與相應權重的乘積累加,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。從綜合品質性狀上看,綜合分值Dn越高,綜合品質表現(xiàn)越好。
不同果實大小的桃溪蜜柚果實的綜合評價分析結果如表6所示,其中綜合分值排名依次為單果質量700~900 g、單果質量>1 100 g、單果質量900~1 100 g、單果質量600~700 g、單果質量<600 g,其中綜合品質最好的是單果質量700~900 g的桃溪蜜柚果實。
表6 3種綜合評價結果比較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性狀的原始數(shù)據(jù)進行極值標準化處理,構成模糊轉化矩陣R(表7)。用等權、加權法來評判不同果實大小桃溪蜜柚果實綜合品質的優(yōu)劣,由表6可知,①等權:單果質量700~900 g 綜合評價最好,單果質量600~700 g 綜合評價最差;②加權:單果質量>1 100 g 綜合評價最好,其次是單果質量700~900 g、900~1 100 g 和600~700 g,單果質量600~700 g 綜合評價最差。
表7 模糊轉換矩陣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,結果見表6。主成分分析法與模糊綜合評價等權分析法排序前2位相同,結果一致,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。模糊綜合評價加權分析法與其他2種方法結果存在部分差異,單果質量>1 100 g綜合評價最佳,其次是單果質量700~900 g,主要原因在于模糊綜合評價加權分析法使用的權重值是根據(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分析法可以作為不同果實大小桃溪蜜柚品質綜合評價方法。且最終得出綜合品質最好的是單果質量700~900 g,其次是單果質量>1 100 g,研究可為果實大小分級標準修訂提供依據(jù)。
影響柑橘果實品質的因素可歸為環(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,從而導致果實品質和果實大小上的差異,并且果實大小的差異往往也會導致果實品質的差異[4]。丁健等[29]的研究結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]的研究結果表明‘霞多麗’葡萄果皮鮮質量/果實鮮質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。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。黃雪燕等[31]研究結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)隨著單果質量的增加,錦橙固酸比增大。王華利等[32]研究結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。本試驗結果與前人研究結果相似,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分析法的評價結果較為一致,可作為不同果實大小桃溪蜜柚品質綜合評價方法。果實單果質量700~900 g的綜合品質最佳,其次是單果質量>1 100 g,然后是單果質量900~1 100 g、單果質量600~700 g和單果質量<600 g。根據(jù)桃溪蜜柚最新果實分級標準[33],一級果為單果質量900~1 100 g,二級果為單果質量800~900 g,三級果為單果質量>1 100 g或<800 g,與本試驗結果存在一定差異。因此,建議在之后桃溪蜜柚果實分級標準修訂時,可以本研究結果作為參照依據(jù),適當調(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關系密切。在果實各發(fā)育期可通過果實大小預測其內(nèi)在品質并進行疏果,疏除過小或過大果實,有利于綜合品質的提高。果實采收后應對果品進行科學分級,進行優(yōu)質優(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較大果有利于其保持果實的營養(yǎng)與風味。因此在果實貯藏中,應該把不同大小分級的果實分開貯藏,把貯藏品質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關系的研究對提升桃溪蜜柚果實品質、促進果農(nóng)增收及推動桃溪蜜柚產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有指導意義。