孫小紅，王國夫，杜軼君，胡紹泉，葛 建*

香榧（Torreya grandis ‘Merrilli’）屬于紅豆杉科榧屬常綠喬木，是榧樹（Torreya grandis）中的變異類型經(jīng)人工培育而成的優(yōu)良品種，也是目前榧樹中惟一進行人工栽培的品種[1-3]。香榧種子風味獨特、營養(yǎng)豐富，是一種特殊的干果，并具有藥用、食用等多種用途，在抗氧化、抗炎、抗艾滋病、降血脂等方面有一定功效[4-5]。2013年5月29日，紹興會稽山古香榧群被聯(lián)合國糧農(nóng)組織認定為全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)保護試點單位。這是全球首個以山地經(jīng)濟林果為主要特征的農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)利用系統(tǒng)，也是紹興第一個世界級農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)[6]，受到世人矚目。香榧價格一直居高不下，為堅果之首，因此也出現(xiàn)了以次充好、陳年香榧等不良情況，不少地方栽培后出現(xiàn)產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題[7-8]，影響香榧聲譽。香榧種植地的土壤、水質(zhì)和氣候都會影響香榧的品質(zhì)，所以香榧品質(zhì)的評價較為復雜。對香榧堅果品質(zhì)特性進行系統(tǒng)科學的綜合評價具有重要意義。但目前針對香榧綜合性狀指標的分析方法尚沒有統(tǒng)一的標準。

堅果品質(zhì)性狀評價的指標有很多，單純依據(jù)某個或某兩個指標評價會讓評價結(jié)果不全面；因此，要進行多指標綜合評價分析。傳統(tǒng)的品質(zhì)評價方法多采用對品質(zhì)性狀進行描述和打分，這種方法雖簡單易行，但標準不統(tǒng)一，主觀性強，評價結(jié)果也不夠合理[9]；而主成分分析方法是目前品質(zhì)綜合評價的一種有效方法[10-13]。

因此，本實驗對來自紹興會稽山香榧主產(chǎn)區(qū)的香榧綜合性狀進行對比研究，對收集的去除假種皮前后的種蒲、種核，在測定21 個香榧品質(zhì)指標的基礎上，借助相關(guān)性分析和主成分分析等多元統(tǒng)計方法，對取得的各相關(guān)品質(zhì)指標值進行綜合分析，構(gòu)建香榧品質(zhì)的綜合指數(shù)，從而可以得出某地區(qū)香榧對應的平均綜合指數(shù)，對企業(yè)的收貯和加工具有指導意義，也為紹興香榧優(yōu)質(zhì)栽培和新品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

依據(jù)已認定的地理標志產(chǎn)品的產(chǎn)地和主產(chǎn)區(qū)作為香榧采集地點，分別在諸暨、嵊州和紹興進行采集，編號為1～12。其中1～3號樣品來自諸暨趙家鎮(zhèn)，4～8號樣品來自嵊州松明培村和白雁坑村，9～11號樣品來自紹興稽東鎮(zhèn)，12號樣品為圓榧，取自嵊州白雁坑。采集標準是：1～11號香榧樹都為人工嫁接，樹齡在300～500 年，海拔在300～600 m之間，選取30～40 株樹，在每株樹冠的南面中上部隨機采10 個充分成熟的堅果（未去掉假種皮的香榧種蒲）。實驗所用樣品均選擇飽滿的堅果，樣品采后測定種蒲各項指標，放于通風、干燥處，腐熟后剝?nèi)デ嗥ぃ罆襁^程中要隨時翻動，使其干燥均勻，當堅果的含水量小于8%時即可，放于溫度為0～4 ℃的干燥、密閉處進行保存，待測。

所有有機溶劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設備

KDN-08A凱氏定氮儀 上海庚庚儀器設備有限公司；紫外-可見分光光度計 上海佑科儀器儀表有限公司；6890N/5975MSD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 種子物理性質(zhì)測定

采用常規(guī)方法測定每種樣品30 個堅果的數(shù)量指標：用游標卡尺測定種蒲長度、直徑，種子長度、直徑，種核長度、橫徑，種殼厚度，分別得出果形指數(shù)（長度與直徑之比）和種形指數(shù)（長度與直徑之比）；種殼質(zhì)量及單果質(zhì)量采用電子分析天平測定。

1.3.2 種子內(nèi)在品質(zhì)測定

將每份香榧干燥至恒質(zhì)量（前后兩次稱量差不超過0.002 g），去殼，然后將仁粉碎均勻用于測定其內(nèi)在品質(zhì)指標。脂肪質(zhì)量分數(shù)測定采用索氏抽提法，以乙醚為溶劑提取仁油，計算出油率，重復3 次，取平均值；蛋白質(zhì)含量測定采用凱氏定氮法，重復3 次取平均值，測定結(jié)果經(jīng)過換算（全氮質(zhì)量×6.25）即可得到蛋白質(zhì)量；多糖質(zhì)量分數(shù)測定采用苯酚-硫酸法[14]。

脂肪酸組分測定參照文獻[15-16]，將待測樣品進行甲酯化后采用6890N/5975MSD氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測定。氣相色譜條件：采用DB-WAX色譜柱（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm），初始溫度100 ℃，保持2 min，以8 ℃/min升至250 ℃，保持8 min，進樣口溫度250 ℃；離子源溫度250 ℃，進樣量0.4 μL；載氣（He）流量1 mL/min；分流比為50∶1。定量方法采用面積歸一法，即單個脂肪酸甲酯的質(zhì)量分數(shù)是各個組分峰值面積占色譜圖上的所有組分峰面積總和的百分比。油脂過氧化值、油脂脂肪酸酸價測定用GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標準的分析方法》。采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）法測定樣品清除自由基活性[17-18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel和SPSS 19軟件統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，計算各樣品堅果性狀的平均值、標準差及變異系數(shù)，并采用Duncan法進行顯著性分析。對各指標均值數(shù)據(jù)進行標準差標準化，再進行Pearson積矩相關(guān)系數(shù)法進行相關(guān)性分析。參照文獻[19]，綜合21 個品質(zhì)指標標準差標準化，進行主成分分析和綜合評判。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子物理性狀的分析

對12 個香榧樣品堅果物理性狀進行分析，從表1可以看出，12 個香榧種蒲長度范圍為2.622～3.435 cm，平均值為3.074 cm，種蒲最長的是5號樣品，來自嵊州白雁坑村的香榧，但去除假種皮后種子并不大，說明該香榧假種皮較厚；種殼厚度范圍為0.060～0.090 cm；果形指數(shù)最高的為5號樣品，從外觀上看該香榧較為細長；12 個樣品種子長度的范圍為2.206～3.079 cm，種子質(zhì)量范圍為1.224～1.773 g，二者變異系數(shù)分別為9.20%和10.37%，其變異程度較大。樣品間各指標差異也較為顯著。因此，可以說榧樹種子的大小存在著較大的差異，商品一致性較差，對銷售和加工有一定影響。本實驗所采用的香榧樹都是來自各地300～500 年生的香榧樹，已經(jīng)進入盛產(chǎn)期，這些香榧都是幾百年前通過嫁接繁殖，其接穗來源不一，難以統(tǒng)一來源，目前市場上主要香榧來源于這些榧樹。再加上近幾年香榧銷量好，榧樹花粉來源有東陽、磐安，甚至外省安徽，造成香榧籽外觀差異較大。嵊州、諸暨以及紹興稽東雖然同為會稽山區(qū)，但是溝壑縱橫，由于坡度、坡向和海拔等的不同，極易形成局部山地小氣候，對香榧的外觀品質(zhì)產(chǎn)生很大影響[20-24]。

表1 香榧種子物理性狀分析Table 1 Physical properties of T. grandis ‘Merrilli’ nuts

表2 香榧種子各性狀間相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis among physical parameters of T. grandis ‘Merrilli’ nuts

各種子性狀參數(shù)的相關(guān)性分析（表2）表明，種蒲長度和種子長度，果形指數(shù)和種形指數(shù)相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)分別為0.939和0.956。種蒲直徑與種蒲長度、種子長度相關(guān)性不顯著，種殼厚度與種蒲長度、種子長度相關(guān)性也不顯著。其余參數(shù)兩兩之間或者呈顯著正相關(guān)，或者呈顯著負相關(guān)；其中果形指數(shù)與種形指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說明種核的大小隨果形大小變化而變化；種子質(zhì)量與種蒲長度、種蒲直徑、種蒲質(zhì)量，種子長度以及種子直徑都呈顯著正相關(guān)。這與沈登鋒等[25]的研究結(jié)果基本一致。種子質(zhì)量與果形指數(shù)、種形指數(shù)相關(guān)性不大，與李揚等[26]研究結(jié)果基本一致。

2.2 香榧種子內(nèi)在品質(zhì)

2.2.1 種子脂肪質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果

表3 香榧種子各主要成分分析Table 3 Chemical properties and antioxidant activity of T. grandis ‘Merrilli’ nuts

堅果的香脆程度與種子含油率呈正相關(guān)[27]，因此，脂肪含量多少是重要的質(zhì)量指標之一。通過對12 個香榧種子樣品分析（表3）可知，12 個香榧種子種仁平均油脂質(zhì)量分數(shù)為50.28%，變異系數(shù)為12.31%，而且不同產(chǎn)地之間差異顯著（P＜0.05）。其中香榧種子種仁油脂質(zhì)量分數(shù)最高為12號樣，達61.20%，該樣品取自嵊州，為圓榧品種，口感較差，商品價值低，但含油量高，值得進一步開發(fā)研究。不同產(chǎn)地香榧油脂變異范圍大，遺傳變異豐富，選擇潛力大，通過育種途徑改良香榧品質(zhì)性狀是可行的。

2.2.2 種子蛋白質(zhì)含量測定結(jié)果

蛋白質(zhì)含量是衡量香榧營養(yǎng)價值的一個指標。由表3可知，1 2 個香榧種仁蛋白質(zhì)平均含量為12.70g/100 g，變異系數(shù)為24.40%。同樣來自嵊州的香榧樣品（4～6號）中，5號樣品種子蛋白質(zhì)含量顯著高于其他組的蛋白質(zhì)含量，說明即使是同一地方的香榧樣品，由于栽培管理方式不同，其營養(yǎng)成分積累也有差異。來自諸暨的3 個樣品（1～3號樣）蛋白質(zhì)含量較其他組含量相對低，差異顯著（P＜0.05）。特別是2號和3號的種子，蛋白質(zhì)含量更低，與最高組香榧5號樣差異顯著[28]。說明遺傳多樣性比較豐富，商品一致性較差。

2.2.3 種子多糖質(zhì)量分數(shù)測定結(jié)果

對12 個不同香榧種子進行分析測定，由表3分析表明不同產(chǎn)地香榧多糖質(zhì)量分數(shù)差異顯著，最高值與最低值甚至達2 倍。香榧種子多糖質(zhì)量分數(shù)以9號樣和12號樣質(zhì)量分數(shù)最高，分別達1.295%、1.337%，而2號樣和4號樣最低，僅為0.659%、0.658%；12 個香榧種仁多糖質(zhì)量分數(shù)平均為1.020%，變異系數(shù)為23.00%。

2.2.4 香榧種子油脂過氧化值、酸價以及抗氧化能力測定結(jié)果

油脂過氧化值和酸價是衡量堅果品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標之一。由表3可知，12 個香榧種子油脂的過氧化值范圍在0.033 5～0.089 6 meq/kg。不同產(chǎn)地香榧種子油脂過氧化值存在顯著差異。但與GB 2716—2005《食用植物油衛(wèi)生標準》相比（≤9.85 meq/kg），其數(shù)值都偏低。說明香榧種子油脂品質(zhì)較好。12 個香榧種子酸價范圍在1.29～2.55 mg/g（≤3 mg/g）。不同產(chǎn)地香榧油脂酸價差異顯著。DPPH自由基是一種穩(wěn)定的自由基，被廣泛用來測定各種樣品的抗氧化活性。由表3可知，12 個香榧種仁油脂DPPH自由基清除作用的IC50范圍為8.23～13.76 mg/mL，平均值為10.09 mg/mL，變異系數(shù)為13.60%。IC50越小，說明該香榧籽油對DPPH自由基清除能力越強，抗氧化能力越強。多重比較分析結(jié)果表明，不同產(chǎn)地香榧籽油抗氧化能力不同，存在顯著差異。但本次實驗所得結(jié)果數(shù)據(jù)明顯高于文獻，可能與香榧籽油提取以及產(chǎn)地不同相關(guān)[29-30]。

2.2.5 香榧種子脂肪酸質(zhì)量分數(shù)分析

表4 香榧種子脂肪酸質(zhì)量分數(shù)分析Table 4 Fatty acid composition of T. grandis ‘Merrilli’ nuts

將香榧油脂甲酯化后，應用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用方法測定脂肪酸的組成和質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果見表4。香榧種仁油脂以亞油酸、油酸為主，另外在油脂中還發(fā)現(xiàn)了較多的二十碳二烯酸、二十碳三烯酸等不飽和脂肪酸，不同產(chǎn)地香榧種仁不飽和脂肪酸所占比例在60.08%～75.77%，平均質(zhì)量分數(shù)為71.80%。榧樹油脂中脂肪酸在產(chǎn)地間存在不同程度的變異。其中油酸變異較大。來自諸暨的樣品，香榧種仁不飽和脂肪酸質(zhì)量分數(shù)較高。目前來自該區(qū)域的香榧售價也較高。

2.3 香榧堅果品質(zhì)綜合評判

2.3.1 主成分的提取

表5 主成分的特征值、方差貢獻率、累計方差貢獻率和權(quán)重Table 5 Characteristic values, variance contribution rate, cumulative variance contribution rate and weight of principal components

由于各指標間存在著一定的相關(guān)性，若直接用原來21 個指標對各品種進行評價會導致大量的信息重疊，不但工作量大，而且評價結(jié)果不理想，因此需要進行主成分分析及綜合評判。21 項指標經(jīng)主成分分析后提取出6 個主成分，它們的特征值、方差貢獻率、累計方差貢獻率及權(quán)重見表5。提取的6 個主成分特征值大于1，累計方差貢獻率為90.70%，可以全面地反映各指標的信息量，其中第1主成分的方差貢獻率最高，為31.35%，權(quán)重為0.31，所體現(xiàn)的變量信息最多。

2.3.2 函數(shù)的建立及分析

主成分分析顯示21 項指標公因子方差均大于0.9，表明所提取的6 個主成分可以較好地體現(xiàn)原始變量信息。在第1主成分中油脂質(zhì)量分數(shù)、種蒲長度、種子長度、果形指數(shù)，種形指數(shù)正相關(guān)，這些性狀均與果實及種子性狀有關(guān)，則稱第一主成分為香榧堅果大小因子；第2主成分中，種蒲質(zhì)量、種子質(zhì)量、蛋白質(zhì)量系數(shù)較大，反映了香榧堅果核仁的特征，可以作為堅果核仁因子；第3主成分中油酸質(zhì)量分數(shù)、亞油酸質(zhì)量分數(shù)、香榧籽油對DPPH自由基的清除作用（IC50）及酸價的系數(shù)較大，反映了各香榧的脂肪質(zhì)量分數(shù)特征，可作為脂肪因子；第4主成分中堅果多糖質(zhì)量分數(shù)系數(shù)較大，反映了各堅果多糖質(zhì)量分數(shù)特征，可作為多糖成分因子；第5主成分中過氧化值的系數(shù)較大，反映了各樣品過氧化值特征，可作為堅果油脂品質(zhì)特征。第6主成分與硬脂酸質(zhì)量分數(shù)相關(guān)?？偟姆讲罱?0%的貢獻率來自前3 個主成分，所以可認為種子長度、果形指數(shù)、種形指數(shù)、油脂質(zhì)量分數(shù)、種子質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量、油酸和亞油酸質(zhì)量分數(shù)是評價香榧品質(zhì)的重要指標，這幾個指標的變化將在很大程度上影響香榧堅果質(zhì)量和等級評價，此結(jié)果也與市場供需實際情況相符合，因此今后在香榧育種及質(zhì)量評價等工作中應側(cè)重對種子長度、果形指數(shù)、油脂質(zhì)量分數(shù)、種子質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量、油酸和亞油酸質(zhì)量分數(shù)指標的研究。通過將6 個主成分的特征向量與相應權(quán)重的積進行累加的方法構(gòu)建了香榧堅果品質(zhì)綜合評價指數(shù)。根據(jù)以上分析，可以列出香榧堅果品質(zhì)綜合評價指數(shù)的函數(shù)表達式如下：堅果品質(zhì)綜合評價指數(shù)＝（31.35F1＋23.71F2＋13.34F3＋9.23F4＋7.74F5＋5.34F6）/90.70。綜合主成分F值越高，綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。

2.3.3 堅果品質(zhì)綜合評價

表6 香榧堅果綜合評價指數(shù)及優(yōu)良度排序Table 6 Ranking of comprehensive scores for nut quality of T. grandis ‘Merrilli’ nuts

由各主成分函數(shù)表達式計算出12 個香榧堅果樣品品質(zhì)綜合評價指數(shù)，并對其進行排序，結(jié)果如表6。其中，4、5、7號3 個香榧堅果樣品品質(zhì)綜合得分較高，即堅果品質(zhì)最好。9、11、12號3 個香榧堅果樣品品質(zhì)綜合得分最低，即9、11、12號香榧堅果品質(zhì)差。其他樣品品質(zhì)居中。

2.3.4 堅果品質(zhì)聚類分析

圖1 香榧堅果品質(zhì)聚類分析Fig. 1 Dendrogram obtained from cluster analysis of nut quality of T. grandis ‘Merrilli’

對12 個香榧樣品21 個堅果品質(zhì)指標進行聚類分析，對通過聚類分析分成的4類品種做方差分析，結(jié)果可看出，當距離為10左右時，12 個香榧樣品被分為了A、B、C 3 類（圖1）。從圖1看出，C類只有12號樣品，說明圓榧與香榧品種性狀差異很大。但C類具有油脂質(zhì)量分數(shù)高、油酸質(zhì)量分數(shù)高等特點，可作為優(yōu)良品種進行選育。A類包含香榧1、2、3、9、10和11號6 個樣品，該類具有油脂質(zhì)量分數(shù)高，種殼薄，種子小、輕，種蒲輕等特點，這6 個樣品分別來自諸暨趙家鎮(zhèn)和紹興稽東鎮(zhèn)，地理位置接近，香榧品質(zhì)基本一致。B類包含4、5、6、7、8號5 個樣品。具有種子大而長，種子重，種殼薄，蛋白含量高等特點，其外觀較好。

結(jié)合主成分綜合得分，綜合比較各類，優(yōu)劣排序為B＞A＞C。再結(jié)合其他方面的性狀，可以對紹興香榧進行全面地比較和選優(yōu)。種子長度、果形指數(shù)、種形指數(shù)、油脂質(zhì)量分數(shù)、種子質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量、油酸和亞油酸質(zhì)量分數(shù)是評價香榧品質(zhì)質(zhì)量的重要指標。這幾個指標的變化將在很大程度上影響香榧堅果質(zhì)量和等級評價。

3 結(jié) 論

本次實驗收集了12 個香榧樣品，分別來自紹興、諸暨以及嵊州，為紹興香榧主要核心產(chǎn)區(qū)，其管理方式都為精細管理。為科學合理評價香榧品質(zhì)，對香榧樣品的21 項堅果品質(zhì)相關(guān)指標的變異情況進行了分析，研究結(jié)果表明不同地區(qū)的香榧外觀性狀有差異，種子長度的范圍為2.206～3.079 cm，種子質(zhì)量范圍為1.224～1.773 g，其中來自嵊州的香榧種子質(zhì)量普遍偏大。外在性狀中，種蒲長度和種子長度，果形指數(shù)和種形指數(shù)相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)分別為0.939和0.956。種子質(zhì)量與種蒲長度、種蒲直徑、種蒲質(zhì)量、種子長度以及種子直徑都呈顯著正相關(guān)。通過外觀各項指標可以看出，同一指標間有一定的差異性，商品一致性程度較差，致使目前市場上流通的紹興香榧品質(zhì)差別較大，應選擇適宜的種子長度、寬度、硬殼厚度等指標，為今后紹興香榧品質(zhì)均一化提供數(shù)據(jù)支持。

12 個香榧種子種仁平均油脂質(zhì)量分數(shù)為50.28%，變異系數(shù)為12.31%，而且不同產(chǎn)地之間差異顯著。

根據(jù)21 項指標，采用主成分分析法對12 個香榧樣品的堅果品質(zhì)進行了綜合評價，利用6 個主成分建立了綜合評判模型，結(jié)果表明4、5、7號3 個香榧堅果樣品品質(zhì)綜合得分較高，即堅果品質(zhì)最好。9、11、12號3 個香榧堅果樣品品質(zhì)綜合得分最低，即9、11、12號香榧堅果品質(zhì)差。將主成分分析方法用于紹興香榧品質(zhì)評價，既能把握香榧的綜合性狀，又能簡化選擇程序，較人工打分快捷，更具有科學性[31]。

香榧生產(chǎn)地域性非常明顯，分布高度集中，至今仍局限在會稽山的特定小區(qū)域。本研究側(cè)重當前香榧在市場炒貨供應方面的指標要求，產(chǎn)于嵊州的香榧個大皮薄且仁多，因而綜合評價結(jié)果最好，12號圓榧雖然綜合評價結(jié)果最差，但油脂質(zhì)量分數(shù)較高，今后其可作為油料來源開發(fā)。

在目前香榧性狀數(shù)學評價方法和指標體系尚沒有確定的背景下，主成分分析技術(shù)將為香榧堅果質(zhì)量評價提供方法技術(shù)，同時解決該技術(shù)的分級方法，具有非常重要的現(xiàn)實指導意義。應用主成分分析法，對不同來源香榧種子綜合品質(zhì)性狀指標排序，其結(jié)果與香榧的實際表型接近。表明主成分分析方法在香榧堅果品質(zhì)評價和優(yōu)良香榧選擇上具有較大的應用價值。使用主成分分析方法對紹興香榧堅果品質(zhì)綜合評判，評價結(jié)果理想，可為紹興香榧優(yōu)良品種篩選和育種提供科學參考。

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