張 梅，王利娜，王姝婧，楊智鵬，馬路婷，劉偉峰，魏喜喜，李建貴

（1.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) a.林業(yè)研究所；b.新疆紅棗工程技術(shù)研究中心，新疆 烏魯木齊 830052）

棗Zizyphus jujubaMill.為鼠李科Rhamnaceae棗屬Zizyphus落葉灌木或小喬木，是我國的特色果品，具有重要的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[1]。新疆擁有優(yōu)越的氣候資源和產(chǎn)地優(yōu)勢(shì)，特殊的環(huán)境條件形成了新疆尤其是南疆特有的紅棗栽培優(yōu)勢(shì)，無論內(nèi)地的什么紅棗品種，只要引種在新疆，其果實(shí)品質(zhì)均比內(nèi)地省份好[2-3]。在新疆地區(qū)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和優(yōu)化，紅棗種植產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，其中，駿棗栽培種植區(qū)域涉及和田、巴州、阿克蘇和喀什等多個(gè)地區(qū)數(shù)十個(gè)縣市，但不同縣市產(chǎn)出駿棗的品質(zhì)有所不同?；诖耍辔粚W(xué)者先后對(duì)新疆駿棗的品質(zhì)進(jìn)行了研究與探討，如王成等[4]、宋鋒惠等[5]均對(duì)新疆不同地區(qū)駿棗中的營養(yǎng)成分進(jìn)行了不同程度的分析，但目前大部分的研究都主要集中于糖、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)品質(zhì)上，測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)不夠系統(tǒng)和深入，僅通過駿棗營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的比較，難以全面科學(xué)地綜合評(píng)價(jià)新疆駿棗品質(zhì)特點(diǎn)。

果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)是通過選取能夠反映評(píng)價(jià)對(duì)象的代表性指標(biāo)，結(jié)合幾種分析方法，對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象做出客觀、準(zhǔn)確、科學(xué)的評(píng)價(jià)。目前，綜合評(píng)價(jià)方法廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)研究中，包括層次分析法[6]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[7]、灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)法[8]、主成分分析法[9]和因子分析法[10]等。其中，層次分析法為降低主觀因素的影響，需結(jié)合數(shù)學(xué)分析方法，如灰色關(guān)聯(lián)度分析方法等。灰色關(guān)聯(lián)度分析法是建立在多性狀量化的基礎(chǔ)上，利用綜合性狀的全部優(yōu)良信息，得到理想性狀作為同一對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度，最終根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行排序[11-12]。基于層次分析和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的方法對(duì)研究樣本的容量和數(shù)據(jù)的規(guī)律性要求較低，但此方法計(jì)算過程復(fù)雜，計(jì)算量大。

本研究針對(duì)新疆駿棗的果實(shí)品質(zhì)開展研究，對(duì)其質(zhì)地品質(zhì)（硬度、黏附性、彈性、內(nèi)聚性、膠著度、咀嚼度、回復(fù)性）和營養(yǎng)品質(zhì)（可溶性糖、可滴定酸、蛋白質(zhì)、維生素C、類黃酮、總酚）進(jìn)行檢測(cè)分析，應(yīng)用層次分析和灰色關(guān)聯(lián)度分析相結(jié)合的方法對(duì)新疆不同縣市駿棗品質(zhì)差異進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期更加客觀、準(zhǔn)確和科學(xué)地分析8 個(gè)不同縣市的駿棗品質(zhì)，為新疆駿棗資源的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

試驗(yàn)所用駿棗采自新疆8 個(gè)不同縣市（表1），在不同縣市的駿棗密植產(chǎn)區(qū)各選取3 個(gè)立地條件和管理?xiàng)l件基本一致的棗園，每個(gè)棗園選擇生長狀況（樹齡、樹高、樹冠、胸徑等）相似的3～5 株棗樹，棗樹均為健康生長的成齡結(jié)果樹。于2018年9—10月份的完熟期選取果形、大小和成熟度一致且無病蟲害和無傷痕的棗果進(jìn)行采樣，每株棗樹按5 個(gè)方位（東南西北中）隨機(jī)采10 個(gè)果，每個(gè)縣市各采集駿棗100 個(gè)，帶回實(shí)驗(yàn)室后進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定。

表1 駿棗樣品來源信息Table 1 Source information of Jun jujube samples

1.2 儀器與設(shè)備

本研究采用的儀器和設(shè)備主要有：破壁機(jī)MJPB80Easy，蕪湖優(yōu)澤進(jìn)出口貿(mào)易有限公司；BSA 124S 型精密分析天平，廣州市授科儀器科技有限公司；游標(biāo)卡尺，北京卓爾力欣機(jī)電有限公司；UV-1800 型紫外可見分光光度計(jì)，翱藝儀器(上海)有限公司；超級(jí)恒溫水浴鍋，長沙基隆儀器儀表有限公司；TA?XT plus 質(zhì)地分析儀（Stable Micro Systems Ltd，UK），北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 駿棗果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的測(cè)定

駿棗質(zhì)地品質(zhì)的測(cè)定主要參照祿彩麗等[13]、閆忠心等[14]、楊植等[15]的棗果處理方法和TPA試驗(yàn)方法，測(cè)定駿棗硬度、黏附性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼度、膠著度和回復(fù)性7 項(xiàng)質(zhì)地品質(zhì)指標(biāo)。從每個(gè)樣點(diǎn)的棗樣中選擇大小相同且完好的3 個(gè)樣品，用切片刀從棗果表面赤道處向棗核縱切2刀（相間1.0 cm），取出所切長塊狀果實(shí)，再橫切2 刀（相間1.0 cm），得到長和寬各1 cm、高為棗橫徑長的類長方體小塊，每個(gè)棗果重復(fù)3 次。采用TAXT plus 質(zhì)地分析儀（Stable Micro Systems Ltd.，UK）對(duì)所切樣品進(jìn)行TPA 分析，獲取駿棗組織的質(zhì)地參數(shù)。特別在進(jìn)行質(zhì)地儀器操作時(shí)，對(duì)所有樣品按照棗皮向棗核的方向進(jìn)行測(cè)試，以減小可能因方向不同而產(chǎn)生的其他影響。

1.3.2 駿棗果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定

隨機(jī)選取20 個(gè)棗果，將單個(gè)紅棗去核，果肉用破壁機(jī)打碎，分別測(cè)定維生素C、蛋白質(zhì)、氨基酸、可溶性糖、可滴定酸、類黃酮、總酚的含量，每個(gè)樣品重復(fù)3 次。維生素C 含量主要參照GB/T 5009.86—2003 水果蔬菜及其制品中總抗壞血酸的測(cè)定，采用2，4 二硝基苯肼法進(jìn)行測(cè)定；可溶性糖含量主要參照位杰等[16]的蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定；可滴定酸含量主要參照GB/T 12293—1990 水果、蔬菜制品-可滴定酸度滴定法，采用電位滴定法進(jìn)行測(cè)定；蛋白質(zhì)含量主要參照蔣大程等[17]的考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測(cè)定；類黃酮和總酚含量主要參照夏樂晗等[18]的比色法進(jìn)行測(cè)定；氨基酸含量主要參照GB 5009.124—2016 食品中氨基酸的測(cè)定，采用酸水解法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS19.0 軟件統(tǒng)計(jì)處理數(shù)據(jù)，計(jì)算變異系數(shù)、各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)及灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。

1.4.1 根據(jù)層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

將所測(cè)的駿棗質(zhì)地品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)共14 個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用1～9 比例標(biāo)度法構(gòu)建判斷矩陣，分層次建立兩兩比較矩陣，通過計(jì)算兩兩比較矩陣的最大特征值λmax，并根據(jù)公式（1）（2）進(jìn)行一致性檢驗(yàn)（CI）和一致性比率（CR）計(jì)算，最終得到各指標(biāo)權(quán)重。當(dāng)CR 小于0.10 時(shí)，便認(rèn)為判斷矩陣具有可接受的一致性[19]。

式中：λmax為判斷矩陣最大特征值；n為判斷矩陣階數(shù)；RI 為與n對(duì)應(yīng)的平均隨機(jī)一致性取值。

1.4.2 計(jì)算加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度

根據(jù)駿棗的性狀值設(shè)定一個(gè)理想數(shù)值作為參考類型（I0），先將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，將其化為0～1 間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。然后根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)公式（3），計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，最后將層次分析法確定的核心指標(biāo)權(quán)重值代入公式（4）中，求出各樣品的加權(quán)關(guān)聯(lián)度，關(guān)聯(lián)度越高則說明綜合品質(zhì)越優(yōu)[20]。

式中：ε(k)為關(guān)聯(lián)系數(shù)；Δi(k)為第i個(gè)縣市第k個(gè)指標(biāo)的無量綱化處理的測(cè)量值與理想值的絕對(duì)差值；ρ為分辨系數(shù)，取0.5；ri為第i個(gè)縣市的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度；w為此指標(biāo)的權(quán)重值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同縣市駿棗質(zhì)地品質(zhì)的變異特征

本研究對(duì)新疆不同縣市駿棗果實(shí)的質(zhì)地TPA特性進(jìn)行了測(cè)量。從表2中可以看出，在新疆不同縣市，質(zhì)地品質(zhì)指標(biāo)之間變異系數(shù)差距較大，各指標(biāo)之間變異系數(shù)范圍為5.562%～54.921%。彈性和內(nèi)聚性的變異系數(shù)較小，為弱變異（變異系數(shù)＜10%），說明不同縣市駿棗的彈性和內(nèi)聚性差異較小。而硬度、粘附性、膠著度、咀嚼度和回復(fù)性變異系數(shù)較大，為中等變異（變異系數(shù)＞10%），說明不同縣市駿棗硬度、粘附性、膠著度、咀嚼度和回復(fù)性存在較大差異?？傮w來看，新疆不同縣市駿棗的質(zhì)地品質(zhì)有著明顯差異，阿克蘇市棗果的多個(gè)指標(biāo)均偏高，庫爾勒市棗果的多個(gè)指標(biāo)偏低。

表2 不同縣市駿棗質(zhì)地品質(zhì)指標(biāo)比較Table 2 Comparison of texture quality indexes of Jun jujube from different counties

2.2 不同縣市駿棗營養(yǎng)品質(zhì)的變異特征

新疆地域?qū)掗?，各縣市種植環(huán)境的差異使得不同縣市駿棗的營養(yǎng)品質(zhì)各有不同。從表3可以看出，不同縣市的駿棗營養(yǎng)品質(zhì)間存在著一定差異，各指標(biāo)之間變異系數(shù)差距較小，變異系數(shù)范圍為7.565%～28.866%。其中，變異系數(shù)較低的指標(biāo)有可溶性糖含量，變異系數(shù)為7.565%，為低變異（變異系數(shù)＜10%）；變異系數(shù)較高的指標(biāo)有維生素C、蛋白質(zhì)、氨基酸、可滴定酸、類黃酮和總酚，其變異系數(shù)分別為27.840%、20.821%、28.866%、21.442%、11.400%和26.650%，為中等變異（變異系數(shù)＞10%）。其中，駿棗可溶性糖含量以策勒縣最高，達(dá)到73.087%；駿棗蛋白質(zhì)和維生素C 含量均以阿拉爾市最高，分別為7.391%和1.527 g/kg；駿棗氨基酸以阿克蘇市最高，達(dá)到2.774%；駿棗可滴定酸以沙雅縣最高，為0.963%；駿棗類黃酮和總酚以托克遜縣最高，分別為3.179 mg/g 和26.024 mg/g。

表3 不同縣市駿棗果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)比較Table 3 Comparison of nutrient quality indexes of Jun jujube from different counties

2.3 品質(zhì)指標(biāo)的篩選

指標(biāo)之間可能存在著復(fù)雜的自相關(guān)性及多重線性等問題，這些指標(biāo)的高度相關(guān)性在綜合評(píng)價(jià)過程中將對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。本文中對(duì)駿棗14 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，對(duì)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步的篩選。如表4所示，硬度與粘附性、彈性、膠著度、咀嚼度呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），粘附性與彈性、膠著度、咀嚼度、氨基酸呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），彈性與膠著度、咀嚼度呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），內(nèi)聚性與可溶性糖呈顯著相關(guān)（P＜0.05），膠著度與咀嚼度呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），咀嚼度與維生素C、氨基酸呈顯著相關(guān)（P＜0.05），可溶性糖與蛋白質(zhì)、可滴定酸呈顯著相關(guān)（P＜0.05），類黃酮與總酚呈顯著相關(guān)（P＜0.05）。由于各指標(biāo)之間表現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性，表明測(cè)定指標(biāo)所反映的信息存在有重疊現(xiàn)象，將會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以需要對(duì)其進(jìn)行篩選。將|相關(guān)系數(shù)|≥0.8 的兩個(gè)環(huán)境因子只保留其中一個(gè)，以提高品質(zhì)評(píng)價(jià)效率。綜上所述，本研究選擇質(zhì)地品質(zhì)（硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性）和營養(yǎng)品質(zhì)（可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、可滴定酸和類黃酮）作為駿棗品質(zhì)的評(píng)價(jià)核心指標(biāo)。

表4 品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)性分析?Table 4 Correlation analysis between quality indicators

2.4 駿棗品質(zhì)的層次分析

2.4.1 層次結(jié)構(gòu)模型的建立

在參考層次分析法層次構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)以及前人的紅棗品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上[21-22]，依據(jù)駿棗的品質(zhì)性狀各因子的相互關(guān)系和隸屬關(guān)系，構(gòu)建駿棗的品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)模型（表5）。該層次分為3 層，目標(biāo)層（A）為優(yōu)良的駿棗品質(zhì)；第二層為約束層（B），為質(zhì)地品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)；第三層為標(biāo)準(zhǔn)層（C），詳見表5。

表5 駿棗品質(zhì)評(píng)價(jià)模型Table 5 Jun jujube quality evaluation model

結(jié)合駿棗品質(zhì)指標(biāo)之間的隸屬關(guān)系以及專家意見，根據(jù)1-9 比率標(biāo)度法，構(gòu)造A-B、B-C 之間因素兩兩比較矩陣，并對(duì)其進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。A-B判斷矩陣λmax＝2，n＝2，RI＝0；B1-C 判斷矩陣λmax＝3.039，n＝3，RI＝0.520；B2-C 判斷矩陣λmax＝5.063，n＝5，RI＝1.120；通過公式（1）、（2）計(jì)算出CI 依次為0、0.019、0.016，CR 依次為0、0.037、0.014，CR＜0.10，表明判斷矩陣具有令人滿意的一致性，得出駿棗硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性、可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、可滴定酸、類黃酮的權(quán)重分別為0.159、0.065、0.026、0.306、0.179、0.109、0.047、0.109。

2.4.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果

依據(jù)駿棗品質(zhì)特性和研究結(jié)果確定各品質(zhì)指標(biāo)的理想值（I0），可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、內(nèi)聚性、回復(fù)性和類黃酮含量均為正向指標(biāo)，測(cè)定值越大越好，取各指標(biāo)測(cè)量值中的最大值；可滴定酸為負(fù)向指標(biāo)，測(cè)定值越小越好，取指標(biāo)最小值；硬度為中性指標(biāo)，取平均值作為理想品質(zhì)的參考值，以此進(jìn)行各指標(biāo)數(shù)據(jù)的無量綱化處理。

再根據(jù)公式（3）計(jì)算出各品種相應(yīng)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后根據(jù)層次分析法計(jì)算得到的各指標(biāo)權(quán)重代入公式（4），計(jì)算各縣市駿棗品質(zhì)的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度ri＝硬度×0.159+內(nèi)聚性×0.065+回復(fù)性×0.026+可溶性糖×0.306+蛋白質(zhì)×0.179+維生素C×0.109+可滴定酸×0.047+類黃酮×0.109，結(jié)果見表6。按照關(guān)聯(lián)分析的原則，加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大，說明該縣市駿棗的品質(zhì)評(píng)價(jià)越高。從分析結(jié)果可知，加權(quán)關(guān)聯(lián)度最大的是策勒縣（0.695），最小的是庫爾勒市（0.422）。

表6 不同縣市駿棗品質(zhì)性狀的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度Table 6 Weighted grey correlation degree of Jun jujube quality characters

3 結(jié)論與討論

基于新疆不同縣市駿棗質(zhì)地品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的差異性，本研究利用層次分析與灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的研究方法，根據(jù)測(cè)定的駿棗理化指標(biāo)對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在對(duì)新疆駿棗各品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行變異性分析后，發(fā)現(xiàn)駿棗各品質(zhì)指標(biāo)之間的變異系數(shù)差距較大。其中，硬度、粘附性、膠著度、咀嚼度、回復(fù)性、維生素C、蛋白質(zhì)、氨基酸、可滴定酸、總酚的變異系數(shù)均超過10%，為中等變異；彈性、內(nèi)聚性和可溶性糖的變異系數(shù)小于10%，為輕度變異。通過相關(guān)性分析對(duì)駿棗品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終選擇質(zhì)地品質(zhì)（硬度、內(nèi)聚性和回復(fù)性）和營養(yǎng)品質(zhì)（可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、可滴定酸和類黃酮）作為駿棗品質(zhì)評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)，這些評(píng)價(jià)指標(biāo)之間相互獨(dú)立，避免了重復(fù)信息的干擾；運(yùn)用層次分析法確定核心評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，得出駿棗硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性、可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、可滴定酸、類黃酮的權(quán)重，分別為0.159、0.065、0.026、0.306、0.179、0.109、0.047、0.109；結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析法建立駿棗品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型：ri=硬度×0.159+內(nèi)聚性×0.065+回復(fù)性×0.026+可溶性糖×0.306+蛋白質(zhì)×0.179+維生素C×0.109+可滴定酸×0.047+類黃酮×0.109。進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析后，8 個(gè)縣市棗果綜合品質(zhì)從優(yōu)到劣依次為：策勒縣＞阿拉爾市＞沙雅縣＞托克遜縣＞澤普縣＞若羌縣＞阿克蘇市＞庫爾勒市。

本研究篩選出的駿棗營養(yǎng)指標(biāo)包括有可溶性糖、蛋白質(zhì)、維生素C、可滴定酸和類黃酮，其中可溶性糖和可滴定酸既是棗果中的營養(yǎng)物質(zhì)，也是重要的風(fēng)味物質(zhì)。質(zhì)地品質(zhì)是與食物結(jié)構(gòu)相關(guān)的最重要屬性，是作為果實(shí)加工、運(yùn)輸和包裝的依據(jù)[23]。其中，硬度是決定駿棗質(zhì)地的關(guān)鍵指標(biāo)，而內(nèi)聚性和回復(fù)性反映了果肉的微觀組織結(jié)構(gòu)的完整性。駿棗品質(zhì)通常會(huì)受到基因、環(huán)境和栽培管理方式等多種因素的共同影響[24-25]，本研究選取新疆8 個(gè)不同縣市的駿棗，在駿棗成熟度基本一致的情況下，盡量保證栽培管理?xiàng)l件差異較小，以最大限度地確保駿棗的品質(zhì)差異來源于自然環(huán)境因素，這將有利于對(duì)不同縣市的駿棗進(jìn)行有針對(duì)性的選擇和利用，并為駿棗的集約化規(guī)模化種植提供理論依據(jù)。本試驗(yàn)結(jié)果是基于不同環(huán)境條件及分析方法做出的結(jié)論，不適用于因其他條件改變后導(dǎo)致的品質(zhì)差異，并且本實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)較少。在下一步研究中，需要考慮增加駿棗產(chǎn)地和營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定，并通過外觀品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)和貯藏品質(zhì)分析等對(duì)新疆駿棗進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。