張臘臘 韓明虎 胡浩斌

摘要：建立慶陽蘋果的綜合評價體系，為慶陽蘋果的改進和推廣宣傳提供科學參考。以慶陽地區(qū)7縣1區(qū)8個地方以及2個其他地區(qū)的蘋果為試材，測定了果皮色澤、可溶性固形物含量、可溶性總糖含量、花青苷含量、可滴定總酸含量等10個主要果實品質(zhì)指標，采用多元統(tǒng)計的主成分分析法進行了相關(guān)性分析，并與陜西洛川和甘肅靜寧的蘋果品質(zhì)作了簡單的對比。結(jié)果表明，采用主成分分析法提取出的4個主成分的累積貢獻率達到81.137%，說明這4個主成分可以反映慶陽蘋果品質(zhì)的大部分信息，固酸比、果形指數(shù)、可溶性總糖和果皮色澤為簡化后的4個指標。慶陽地區(qū)蘋果綜合品質(zhì)高低的順序為慶城縣>環(huán)縣>合水縣>寧縣>靜寧縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村>鎮(zhèn)原縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村>正寧縣>洛川縣。

關(guān)鍵詞：蘋果;品質(zhì);果皮色澤;可溶性固形物;可溶性糖;花青苷;主成分分析

中圖分類號： TS255.7 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）03-0209-05

甘肅省慶陽市由于其特殊的地理位置成為我國優(yōu)質(zhì)蘋果的理想栽植地。慶陽市的蘋果種植主要分布在西峰區(qū)、寧縣等8個縣（區(qū)），在改善農(nóng)民就業(yè)狀態(tài)、提高慶陽市農(nóng)村經(jīng)濟收入等方面蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用[1-2]?！皯c陽蘋果果真好”作為慶陽蘋果的宣傳語已被人們熟知，但是對于慶陽蘋果的品質(zhì)分析目前并沒有系統(tǒng)的研究。蘋果品質(zhì)評價指標有外觀評價指標（單果質(zhì)量、果皮色澤等）、成分品質(zhì)評價指標（可溶性固形物含量、總酸含量、維生素C含量、和果皮花青苷含量等）[3-6]。蘋果品質(zhì)決定了其在市場上的競爭力，蘋果果皮和果肉的顏色在很大程度上取決于生長過程中花青苷的含量?；ㄇ嘬諏儆邳S酮類化合物，現(xiàn)已被證實具有多種生理活性，比如抗氧化、改善視力等[7-9]?；ㄇ嘬盏暮铣膳c蘋果中的含糖量有密不可分的關(guān)系，有研究表明，糖不僅是合成花青苷的前體物質(zhì)，還是調(diào)解花青苷合成的信號物質(zhì);固酸比也是影響蘋果口感的一個重要指標[10-11]。蘋果酸是蘋果有機酸中的重要成分，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定了樣果中的蘋果酸含量[12-14]。

目前國內(nèi)對于慶陽蘋果的研究并不多，已有的研究主要集中在果樹品種引進及栽培技術(shù)方面。本試驗以慶陽市7縣1區(qū)8個不同示范果園以及2個其他地區(qū)的蘋果作為研究對象，采用主成分分析法對所測得的蘋果品質(zhì)評價指標進行分類，再根據(jù)最終的綜合品質(zhì)得分對慶陽蘋果進行系統(tǒng)的評價，以期為慶陽蘋果的品質(zhì)改進和推廣宣傳提供一定的科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為慶陽市8個不同縣（區(qū)）以及2個其他地區(qū)的蘋果（2017年10月15—16日采摘），通過套袋處理，各縣（區(qū)）蘋果成熟度相似，采摘后存于零度冷庫，用于果實品質(zhì)分析。果園地址及編號分別為：西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村（1），西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村（2），慶城縣驛馬鎮(zhèn)太樂村（3），合水縣老城鎮(zhèn)小塬子村（4），鎮(zhèn)原縣上肖鄉(xiāng)路嶺村（5），寧縣湘樂鎮(zhèn)樊灣村（6），正寧縣西坡鎮(zhèn)宋畔村（7），環(huán)縣合道鎮(zhèn)朱家塬村（8），平?jīng)鍪徐o寧縣治平大莊村（9），陜西省洛川縣交口河鎮(zhèn)安善村（10），結(jié)果按照果園序號排序進行分析。

1.2 儀器與設(shè)備

ELISA檢測試劑盒（上海優(yōu)選生物科技有限公司）、BS110S型電子天平（北京賽多利斯天平有限公司）、CR-400型色度計（日本美能達公司）、PAL-1 型數(shù)顯糖度計（日本Atago愛宕公司）、瑞士Sunrise全自動酶標儀F50 （上海博源生科技有限公司）、深圳雷杜洗板機RT-3000（成都壹科醫(yī)療器械有限公司）、Eppendorf臺式高速冷凍離心機5427 R（北京海天友誠科技有限公司）、NJL07-5型實驗室超聲微波爐（南京杰全微波設(shè)備有限公司）、7230G型可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）。

1.3 指標測定方法

1.3.1 單果質(zhì)量 單果質(zhì)量采用精度為0.1 g的電子天平測量。

1.3.2 果形指數(shù) 采用游標卡尺測量果實的縱徑和橫徑，果形指數(shù)=縱徑/橫徑。

1.3.3 果皮色澤 采用全自動測色色度計在果實赤道附近對稱選取2點測定果實表皮的色澤明亮度（L）、顏色的綠紅值（a）、顏色的藍黃值（b），總色差ΔE=（Δa2+Δb2+ΔL2）1/2。

1.3.4 果實硬度和可溶性固形物含量 參照國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 2316—2013《蘋果品質(zhì)指標評價規(guī)范》中的方法采用硬度計和糖量計測定果實硬度和可溶性固形物含量。

1.3.5 可滴定總酸含量和固酸比 參照國家標準GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的pH電位法用酸度計測量可滴定酸總含量;固酸比即為可溶性固形物含量和可滴定酸的比值。

1.3.6 維生素C含量 維生素C含量參照國家標準GB/T 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的2，6-二氯靛酚滴定法進行測量。

1.3.7 可溶性總糖含量 可溶性總糖含量根據(jù)國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T 1278—2007《蔬菜及其制品中可溶性糖的測定 銅還原碘量法》中可溶性總糖的測定方法進行測定。

1.3.8 花青苷含量測定 稱取1 g左右的果皮樣品，在液氮中研磨成粉狀，放入試管中，加 10 mL 乙醇-鹽酸（85 ∶ 15，V/V）提取液，在黑暗、4 ℃下萃取24 h后，在12 000 r/min下離心10 min，取上清液，測定其在530、620、650 nm處的吸光度?；ㄇ嘬蘸坑嬎愎綖?/p>

花青苷含量=Dλ÷ζλ×V÷m×106;

Dλ=D530 nm-D620 nm-0.1×（D650 nm-D620 nm）。

式中：ζλ=4.62×104，為花青苷分子在530 nm波長處的消光系數(shù);Dλ為花青苷的光密度;V為提取液體積;m為蘋果果皮的質(zhì)量。

1.3.9 蘋果酸含量測定 采用植物蘋果酸酶聯(lián)免疫吸附試劑盒測定果實中的蘋果酸含量，具體方法為樣品處理：稱取鮮質(zhì)量為0.20±0.02 g的樣本，按照1 g對應9 mL磷酸緩沖鹽溶液（PBS）的比例加入pH值為7.4的0.1 mol/L PBS，反復超聲（130 W，20 kHz，20 s/次）3次后，在3 000 r/min下離心30 min，取上清液待用。加樣，溫育，洗滌，顯色，測定：在450 nm波長處測定各孔的吸光度（D450 nm）。以標準物的濃度為縱坐標，D450 nm為橫坐標，計算出標準曲線的回歸方程，將樣品的D450 nm代入方程式，計算出樣品濃度，再乘以稀釋倍數(shù)，即為樣品中蘋果酸的實際濃度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)的整理和計算，再用SPSS 19.0進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 10個果園蘋果品質(zhì)分析

10個果園蘋果主要品質(zhì)評價指標測定結(jié)果見表1。慶陽市蘋果單果質(zhì)量以寧縣最高，慶城縣最低，但都高于252 g，而靜寧縣和洛川縣均低于慶城縣;果形指數(shù)的測量值均在0.8～0.92范圍內(nèi)，說明果形為圓形或接近圓形，外觀端正;果皮色澤以合水縣最高，達到38.77 cd/cm2，最低的西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村也在22 cd/cm2左右，蘋果色澤艷麗;果實硬度除了寧縣外均在7.0以上，寧縣果實硬度也達到了6.9 kg/cm2，果實松脆可口?？扇苄怨绦挝锖凯h(huán)縣、靜寧縣大于其他幾個地方，其中環(huán)縣最高，達15.82%，正寧縣最低;可滴定總酸含量鎮(zhèn)原縣較其他幾個地方的高，慶城縣最低;固酸比是評判蘋果品質(zhì)的重要指標，固酸比在30～50之間時適合中國人的味感嗜好，比值越大感覺越甜，比值越小感覺越酸。10個果園中蘋果固酸比都較高，均大于30，環(huán)縣最高為42.31，是所有樣品中最適口的。可溶性總糖含量靜寧縣與環(huán)縣較其他地方高，花青苷含量以合水縣最高，而維生素C含量以西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村最高。

2.2 蘋果酸含量

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)得出蘋果酸含量的標準曲線方程為y=169.95x-13.423，相關(guān)系數(shù)r2為0.997 8，可滿足實際檢測需要。蘋果酸作為蘋果有機酸中的一種重要酸，對于提高蘋果生長過程中果肉和果皮色澤強度和色澤穩(wěn)定性具有重要作用[19-23]。10個產(chǎn)地蘋果中有機酸含量均在0.18%以上，除西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)官寨村和鎮(zhèn)原縣外，其余產(chǎn)地蘋果中蘋果酸含量達到0.2%以上，西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村含量最高，為0.278%。

若要對蘋果作出系統(tǒng)的評價還需要對各個指標進行綜合分析，因為果實綜合品質(zhì)從單個指標中不易體現(xiàn)。

2.3 蘋果品質(zhì)評價因子選擇

本度驗所測的10個品質(zhì)指標之間既相對獨立又密切相關(guān)。對所測蘋果的主要品質(zhì)指標應用主成分分析和聚類分析選擇出品質(zhì)評價的主要因子并進行分類[15-17]。表2是對所測指標進行標準化處理后得到的相關(guān)系數(shù)矩陣。

2.3.1 主成分因子的選擇 根據(jù)特征值大于1的原則提取了4個主成分，其特征值分別為3.066、1.955、1.756、1.336，各個主成分的方差貢獻率分別為30.663%、19.548%、17.562%、13，364%。累積貢獻率達81.137%（表3、表4），因此所選擇的4個主成分能夠代表蘋果綜合品質(zhì)性狀81.137%的信息，可將所測的10個品質(zhì)性狀綜合為4個主成分。

由表3可知，決定4個主成分大小的指標分別是第1主成分：果實硬度和可溶性總糖含量;第2主成分：果皮色澤和花青苷含量;第3主成分：單果質(zhì)量和固酸比;第4主成分：維生素C含量。由于對主成分的載荷矩陣旋轉(zhuǎn)后，矩陣的載荷系數(shù)可更接近1或0，進而可以更好地描述所測蘋果的綜合品質(zhì)，因此對主成分矩陣進行旋轉(zhuǎn)，結(jié)果如表4所示，決定4個主成分大小的指標分別是第1主成分：單果質(zhì)量和可溶性總糖含量;第2主成分：固酸比和可滴定總酸含量;第3主成分：果皮色澤和花青苷含量;第4主成分：維生素C含量。綜合分析4個主成分可分別將其定義為，第1主成分：蘋果的甜味;第2主成分：蘋果的酸味; 第3主成分：蘋果的色澤;第4主成分：蘋果的成分品質(zhì)。

2.3.2 主成分因子的聚類分析 對表5前4個主成分的特征向量進行系統(tǒng)聚類分析，建立果實品質(zhì)評價體系， 從圖1可以看出，最大距離約為23時可劃分為4個類別，果形指數(shù)（4）、固酸比（7）分別單列為一類，單果質(zhì)量、花青苷含量和果皮色澤（2、3、8）聚為一類，果實硬度、可溶性固形物含量、可溶性總糖含量、維生素C含量和可滴定總酸含量（1、5、6、9、10）5個指標同聚為一類。說明所測的10個果實品質(zhì)評價指標可以選出4個代表因子進行簡化，簡化后的評價指標為果形指數(shù)、固酸比、單果質(zhì)量或果皮色澤或花青苷含量、果實硬度或可溶性固形物含量或可溶性總糖含量或維生素C含量或可滴定總酸含量。

根據(jù)圖1聚類分析的結(jié)果并結(jié)合主成分因子分析結(jié)果確定固酸比、果形指數(shù)、果皮色澤和可溶性總糖含量4個指標為簡化后的評價體系，計算慶陽市各個縣（區(qū)）及靜寧和洛川10個產(chǎn)地蘋果綜合品質(zhì)的得分和排序，結(jié)果見表6。10個產(chǎn)地蘋果綜合品質(zhì)的順序為慶城縣>環(huán)縣>合水縣>寧縣>靜寧縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村>鎮(zhèn)原縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村>正寧縣>洛川縣。

3 結(jié)論

通過對慶陽地區(qū)8個縣（區(qū)）及靜寧縣和洛川縣10個產(chǎn)地蘋果品質(zhì)指標的測定，采用主成分分析法選取4個指標（固酸比、果形指數(shù)、可溶性總糖和果皮色澤）作為最終評價因子，并得到10個產(chǎn)地蘋果的綜合品質(zhì)得分，從高到低依次為慶城縣>環(huán)縣>合水縣>寧縣>靜寧縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村>鎮(zhèn)原縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村>正寧縣>洛川縣。采用多元統(tǒng)計的方法對慶陽市蘋果進行系統(tǒng)分析，為評價慶陽市蘋果的品質(zhì)提供了一定理論依據(jù)。蘋果酸作為蘋果中一種重要的有機酸，具有較高的藥用價值，采用酶聯(lián)免疫吸附法測定了蘋果中蘋果酸的含量，高低順序為西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)劉家店村>寧縣>洛川縣>靜寧縣>正寧縣>環(huán)縣>合水縣>慶城縣>鎮(zhèn)原縣>西峰區(qū)溫泉鎮(zhèn)黃官寨村。

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