馬玉娟，趙見軍，鄧 紅，孟永宏，郭玉蓉

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062）

陜西洛川富士鮮蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)及分級體系的構(gòu)建

馬玉娟，趙見軍，鄧 紅，孟永宏*，郭玉蓉

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062）

建立鮮蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及分級標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建鮮蘋果品質(zhì)的綜合評價(jià)及分級體系，為鮮蘋果品質(zhì)在線無損檢測提供技術(shù)支撐。以陜西洛川富士蘋果為材料，利用SPSS 19.0軟件通過因子分析對鮮蘋果13 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行篩選，利用概率分布和層次分析分別進(jìn)行品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的分級及指標(biāo)權(quán)重的確定，再通過K-均值聚類分析和判別分析建立蘋果品質(zhì)判別函數(shù)模型。本實(shí)驗(yàn)篩選出陜西洛川富士鮮蘋果的7 項(xiàng)主要品質(zhì)指標(biāo)：單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤a*值、可溶性固形物含量、硬度、VC含量、糖酸比，建立了主要品質(zhì)指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)和評分標(biāo)準(zhǔn)，得到對鮮蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)的5 個(gè)判別函數(shù)，建模樣本和檢驗(yàn)樣本的判別正確率分別達(dá)95.65%和91.67%。

蘋果品質(zhì)；因子分析；層次分析；聚類分析；判別分析；評價(jià)體系

蘋果是我國第一大水果，而我國又是世界蘋果生產(chǎn)第一大國[1]，2011年我國蘋果產(chǎn)量達(dá)3 598.67萬 t，年出口量達(dá)103.47萬 t[2]。蘋果的品質(zhì)是決定蘋果及其加工產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)外市場上競爭力強(qiáng)弱的關(guān)鍵問題之一，目前，我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8559—2008《蘋果冷藏技術(shù)》及農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1793—2009《蘋果等級規(guī)格》中對鮮蘋果的品質(zhì)僅僅在單果質(zhì)量、外部指標(biāo)上做了規(guī)定，而對外觀的量化以及蘋果內(nèi)部品質(zhì)的評價(jià)沒有一個(gè)科學(xué)、系統(tǒng)、權(quán)威的綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)指標(biāo)、建立綜合評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)及評分標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)建蘋果評價(jià)技術(shù)體系，對提高蘋果出口競爭力[3]具有重大的意義。

蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)是指從感官指標(biāo)（包括單果質(zhì)量、果形、色澤、硬度、酸味、甜味等）及理化指標(biāo)（包括可溶性固形物含量、VC含量、可滴定酸、糖酸比、礦物質(zhì)含量等）中全面地選擇多個(gè)指標(biāo)，并通過一定的評價(jià)方法，將多個(gè)評價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為能夠反映評價(jià)對象總體特征的信息。目前，國內(nèi)外對蘋果品質(zhì)的研究集中于單一品質(zhì)方面，對感官和理化指標(biāo)的研究是獨(dú)立進(jìn)行的，未建立品質(zhì)綜合評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)和分類方法，相關(guān)研究不夠系統(tǒng)和深入。諸如在品質(zhì)指標(biāo)篩選方面，徐吉花等[4]選用新紅星等10 個(gè)具有代表性蘋果品種，綜合運(yùn)用主成分分析和聚類分析對蘋果的15 個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了篩選，簡化了蘋果果實(shí)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)。品種選育方面，馮娟等[5]采用主成分分析和聚類分析法，對比分析了10 個(gè)不同產(chǎn)地富士蘋果品質(zhì)，得出各產(chǎn)地富士蘋果綜合品質(zhì)高低順序，為品種選育提供了參考；感官評價(jià)方面，Bavay等[6]研究了感官評價(jià)對水果品質(zhì)的重要性，建立了蘋果品質(zhì)的感官評分標(biāo)準(zhǔn)。理化指標(biāo)方面，聶繼云等[7]對蘋果理化品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了研究，明確了蘋果主要理化指標(biāo)之間的相互關(guān)系；分級與分類方面，Mendoza等[8]基于可見光和近紅外光譜散射技術(shù)對蘋果硬度和糖度分級，其分類精度分別達(dá)到97.6%和92.3%。Harker等[9]根據(jù)顧客對鮮食蘋果的喜好挑選出硬度、可溶性固形物和可滴定酸度作為品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)，消費(fèi)者對歸類后蘋果品質(zhì)的接受度提高了47%。

本實(shí)驗(yàn)從蘋果品質(zhì)的感官指標(biāo)和理化指標(biāo)中挑選了單果質(zhì)量、果形指數(shù)、硬度、維生素含量等13 個(gè)綜合品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析，利用因子分析進(jìn)行篩選，得到了影響鮮蘋果品質(zhì)的7 個(gè)主要指標(biāo)，并基于概率分布建立鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)及評分標(biāo)準(zhǔn)，基于層次分析確定各品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，利用K-均值聚類分析和判別分析建立鮮蘋果綜合品質(zhì)判別函數(shù)，構(gòu)建鮮蘋果品質(zhì)的綜合評價(jià)及分級體系，以進(jìn)一步提高我國蘋果產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力，不僅為鮮果品質(zhì)的在線綜合評價(jià)與分級提供技術(shù)支撐，也為相關(guān)品質(zhì)的綜合評價(jià)與分級軟件的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以陜西洛川富士蘋果為樣品，采自陜西洛川富士蘋果園，挑選無病蟲害果實(shí)，在商品成熟期選擇成熟度相近的10 棵果樹隨機(jī)取樣120 個(gè)（建模樣本80 個(gè)，預(yù)測樣本40 個(gè)），貯藏于（0±0.5） ℃冷庫中備用，立即測定各指標(biāo)。

1.2 儀器與設(shè)備

PAL-1型色差儀 日本愛拓公司；PHS-3C型精密pH計(jì) 上海圖新電子科技有限公司；手持WZ113型折射儀北京萬成北增精密儀器公司；KQ-3200DE型數(shù)控超聲波儀 江蘇省昆山市超市儀器有限公司；PL203型電子分析天秤 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LXJ-IIB型離心機(jī)、RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海安亭實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；722型可見分光光度計(jì) 上海光譜儀器有限公司；CR-400/401型色彩色差儀 柯尼卡美能達(dá)公司；DG-9073B-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮蘋果品質(zhì)性狀測定

蘋果可溶性固形物含量的測定參照GB/T 5009.1—2003《食品衛(wèi)生檢測方法總則 理化部分》，采用手持WZ113型折射儀測量可溶性固形物，結(jié)果以°Brix計(jì)?？傻味ㄋ岫葴y定參照GB/T 12293—1990《水果、蔬菜制品 可滴定酸度的測定》，結(jié)果以%計(jì)。固酸比用可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示。單果質(zhì)量采用電子分析天平直接測定，精確至0.001；VC含量的測定參照GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測定法（2,6-二氯靛酚滴定法）》；總糖含量的測定參照GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》；糖酸比用可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值表示。水分參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》；硬度參照NY/T 2009—2011《水果硬度的測定》采用硬度計(jì)直接測定；果形指數(shù)的測定采用游標(biāo)卡尺直接測定果實(shí)的縱經(jīng)和橫徑，縱徑與橫徑之比即為果形指數(shù)；果實(shí)色澤采用色差儀直接測定a*、b*、L*值；每個(gè)樣品每個(gè)指標(biāo)測定3 次，取平均值。

1.3.2 鮮蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)體系構(gòu)建流程圖

1.3.3 統(tǒng)計(jì)分析

利用SPSS軟件進(jìn)行因子分析、層次分析、聚類分析、判別分析等統(tǒng)計(jì)分析；利用Excel輔助數(shù)據(jù)處理及圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 陜西洛川富士鮮蘋果品質(zhì)水平分析

由表1可知，樣本蘋果品質(zhì)性狀的差異較大，其中，VC的變異系數(shù)最大，達(dá)到44.30%，變異幅度為0.20～1.85；其次是固酸比、糖酸比和可滴定酸，其指標(biāo)變異系數(shù)分別為41.98%、41.76%、27.03%；而水分含量的變異系數(shù)最小，為1.87%；果形指數(shù)的變異性也較小，為4.56%。

表1 鮮蘋果品質(zhì)性狀分布Table 1 Distribution of quality traits for fresh apple

依次將樣品蘋果的13 個(gè)品質(zhì)性狀按照單果質(zhì)量、果形指數(shù)、L*、a*、b*、硬度、水分、可溶性固形物、總糖含量、VC含量、可滴定酸、糖酸比、固酸比的次序從1～13進(jìn)行編號，各品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果見表2，樣本蘋果的單果質(zhì)量和果形指數(shù)呈一定的正相關(guān)；果形指數(shù)與色澤a*值存在顯著正相關(guān)，與色澤b*值呈顯著負(fù)相關(guān)；色澤因子L*、a*、b*之間均存在明顯的相關(guān)關(guān)系；硬度與可滴定酸呈正相關(guān)；水分含量與可溶性固形物呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性固形物與水分呈顯著負(fù)相關(guān)，與總糖含量呈正相關(guān)；總糖含量與水分呈負(fù)相關(guān)；VC與糖酸比和固酸比呈正相關(guān)；可滴定酸、糖酸比、固酸比之間均呈極顯著相關(guān)關(guān)系。

表2 鮮蘋果13 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析結(jié)果Table 2 Correlation analysis of 13 indexes for fresh apple qualityTable 2 Correlat

2.2 鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的確定

為確定陜西洛川富士鮮蘋果的主要品質(zhì)指標(biāo)，對樣品蘋果13 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，結(jié)果見表3。由因子分析結(jié)果可知前7 個(gè)因子方差貢獻(xiàn)率達(dá)92.06%，包含了13 個(gè)蘋果品質(zhì)指標(biāo)的大部分信息，為主因子。第1因子代表性指標(biāo)為糖酸比、可滴定酸、固酸比、VC，方差貢獻(xiàn)率為32.96%，糖酸比、可滴定酸、固酸比可定義為風(fēng)味因子，VC可定義為功能因子；第2因子代表性指標(biāo)為L*、a*、b*，可定義為視覺感官因子Ⅰ，方差貢獻(xiàn)率為22.97%；第3因子代表性指標(biāo)為可溶性固形物、水分，可將可溶性固形物定義為營養(yǎng)因子Ⅰ，方差貢獻(xiàn)率為14.08%；第4因子代表性指標(biāo)果形指數(shù)，可定義為視覺感官因子Ⅱ，方差貢獻(xiàn)率為8.55%；第5因子代表性指標(biāo)為硬度，可定義為適口因子，方差貢獻(xiàn)率為5.26%；第6因子代表性指標(biāo)為單果質(zhì)量，可定義為質(zhì)量因子，方差貢獻(xiàn)率為4.61%；第7因子代表性指標(biāo)為總糖，可定義為營養(yǎng)因子Ⅱ，方差貢獻(xiàn)率為3.64%。

表3 鮮蘋果13 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)因子分析結(jié)果Table 3 Factor analysis of 13 indices for fresh apple quality

固酸比、糖酸比和可滴定酸含量均為鮮蘋果適宜風(fēng)味評價(jià)指標(biāo)[10]，由于糖酸比的因子權(quán)重最大（以絕對值論，下同），且與其他兩個(gè)指標(biāo)顯著相關(guān)，故選擇糖酸比代表風(fēng)味因子。在3 項(xiàng)色澤品質(zhì)指標(biāo)中，L*、a*值的因子權(quán)重較大，由色澤a*值與色澤L*、b*值相關(guān)性較好，故選擇a*值代表色澤品質(zhì)指標(biāo)。蘋果中VC含量較低，但是VC含量是評價(jià)鮮蘋果品質(zhì)的重要內(nèi)部指標(biāo)?？扇苄怨绦挝锖颗c可溶性總糖含量顯著相關(guān)（R2=0.602），其測定遠(yuǎn)較后者簡單[11]，且因子權(quán)重也大于后者。參照GB/T 10651—2008《鮮蘋果》和GB/T 8559—2008《蘋果冷藏技術(shù)》均將可溶性固形物含量而非可溶性糖含量作為品質(zhì)指標(biāo)。因此，選擇可溶性固形物含量作為蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)指標(biāo)?；谏鲜龇治?，確定單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤a*值、可溶性固形物、硬度、VC、糖酸比等7 項(xiàng)指標(biāo)為鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)，其中，糖酸比為味覺感官指標(biāo)，VC為功能因子，可溶性固形物為營養(yǎng)指標(biāo)，果肉硬度口感感官指標(biāo)，單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤為視覺感官指標(biāo)。

2.3 鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)的建立

參照NY/T 439—2001《蘋果外觀等級標(biāo)準(zhǔn)》，基于7 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的概率分布將富士系列鮮蘋果每個(gè)品質(zhì)指標(biāo)均分為5 個(gè)等級。果形指數(shù)、色度a*值參照NY/T 439—2001和NY/T 1793—2009 《蘋果等級規(guī)格》分級方法，糖酸比參照聶繼云等[12]研究確立的分級標(biāo)準(zhǔn)，硬度、可溶性固形物參照GB/T 5009.1—2003，VC含量均基于各自的概率分布，采用Kolmogorov-Smrnov和Shaprio-Wilk檢驗(yàn)，以K-S統(tǒng)計(jì)量為準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)量大于0.05則分級呈正態(tài)分布[13]，本實(shí)驗(yàn)用SPSS的頻次分布將樣本蘋果劃分為5 級，分別為極高、高、中和低、極低。由表4可知，7 項(xiàng)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)均呈正態(tài)分布。從樣品分布看，大多數(shù)樣品單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可溶性固形物含量、多酚含量均為中等，分別為54.2%、58.3%、48.3%、66.7%；色澤a*值以中高等為主，為81.5%；VC含量、糖酸比以中低等較多，分別為75.8%、68.3%；硬度呈現(xiàn)中等多，低、高等分布均勻而相對較少。

表4 陜西洛川富士鮮蘋果7 項(xiàng)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的分級標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Grading of 7 evaluation indices for fresh apple quality

2.4 鮮蘋果品質(zhì)綜合評價(jià)指標(biāo)評分標(biāo)準(zhǔn)的建立

根據(jù)樣本蘋果的7 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)貢獻(xiàn)及其重要程度，采用1～9 標(biāo)度法[14]，構(gòu)造出鮮蘋果品質(zhì)指標(biāo)的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，較低層因素（色澤（C1）、果形指數(shù)（C2）、單果質(zhì)量（C3）、可溶性固形物（C4）、糖酸比（C5）、VC含量（C6）、硬度（C7））相對于各自對應(yīng)的高層因素（視覺感官品質(zhì)（B1）、營養(yǎng)品質(zhì)（B2）、味覺感官品質(zhì)（B3）、功能品質(zhì)（B4）、口感品質(zhì)（B5））的判斷矩陣見表5。層次總排序和判斷矩陣的一致性比例分別為0.027 2、0.007 9，均小于0.10，說明構(gòu)造的判斷矩陣中各因素的相互關(guān)系比較一致，接受層次總排序結(jié)果，得到單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤a*值、硬度、可溶性固形物含量、VC含量、糖酸比等7 項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重分別為 0.059 8、0.108 7、0.197 6、0.046 3、0.276 4、 0.102 5、0.208 7?？梢?，可溶性固形物含量、色澤、糖酸比對鮮蘋果綜合品質(zhì)貢獻(xiàn)最大，其次是果形指數(shù)、VC含量，單果質(zhì)量和硬度對陜西洛川鮮蘋果品質(zhì)的影響相對較小。

表5 鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)的判別一致性Table 5 Discriminant matrix and its consistency

以層次分析確定的指標(biāo)權(quán)重乘以100，保留兩位小數(shù)，作為該品質(zhì)指標(biāo)的滿分值，7 項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)滿分總和為100分。以該品質(zhì)指標(biāo)滿分值的20%為極差，確定各級的得分。正向指標(biāo)（VC含量、可溶性固形物含量、色澤a*、果形指數(shù)、單果質(zhì)量、硬度）以最高等級為滿分，其前各等級得分依次遞減?？紤]到中國人喜甜，中性指標(biāo)（糖酸比），以中等為滿分，糖酸比由中向兩邊各等級依次遞減。各指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)見表6。

表6 陜西洛川富士鮮蘋果7 項(xiàng)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的評分標(biāo)準(zhǔn)Table 6 Scores of 7 evaluation indices for fresh apple qualityTable 6 Scor

2.5 鮮蘋果品質(zhì)判別函數(shù)的建立

以鮮蘋果各品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重乘以各品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)得分經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值作為每個(gè)樣品的綜合得分，用K-均值聚類分析[15-16]將120 個(gè)樣品依綜合得分劃分為5 類（表7），其品質(zhì)依次為劣、差、中、良和優(yōu)。從5 類樣品中各抽取2/3的樣品用于建立判別函數(shù)，余下1/3樣品用于檢驗(yàn)判別函數(shù)的判別準(zhǔn)確性，經(jīng)多類判別分析[17]得到5 個(gè)判別函數(shù)：

式中：x1～x7分別代表單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤a*、硬度、可溶性固形物、VC含量、糖酸比等7 項(xiàng)鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)的得分。5 個(gè)公式的y值為7 個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)在表6中的得分帶入判別函數(shù)得到的綜合分值，根據(jù)5 類判別函數(shù)的分值對蘋果進(jìn)行分類。

表 77 KK--均值聚類及判別分析結(jié)果Table 7 Results of K-means cluster and discriminant analysis

圖1 建模樣品不同品質(zhì)兩判別函數(shù)的散點(diǎn)圖Fig.1 Scatter plot of modeling samples with different qualities using two discriminant functions

圖2 檢驗(yàn)樣品不同品質(zhì)兩判別函數(shù)的散點(diǎn)圖Fig.2 Scatter plot of validation samples with different qualities using two discriminant functions

在對鮮蘋果品質(zhì)進(jìn)行判別時(shí)，將單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤a*、硬度、可溶性固形物、VC含量、糖酸比等7 項(xiàng)指標(biāo)的得分分別代入上述5 個(gè)函數(shù)，計(jì)算函數(shù)值，第幾個(gè)函數(shù)的值最大，則其品質(zhì)就屬于第幾類。120 個(gè)陜西洛川富士樣品分類及判別結(jié)果見表7，K-均值聚類將樣品分為5 類，樣品個(gè)數(shù)分別為25、17、5、35、38。有判別分析結(jié)果可知，建模樣品中有1 個(gè)第4類樣品（品質(zhì)為差級）誤判為第5類樣品（品質(zhì)劣級），建模樣品判對的概率為95.65%。用上述判別函數(shù)對檢驗(yàn)樣品進(jìn)行判別，有1 個(gè)第4類樣品（品質(zhì)為差級）誤判為了第3類樣品（品質(zhì)為中級），檢驗(yàn)樣品判對的概率也為91.67%。因此，所建立的判別函數(shù)正確判別率高，可用于鮮蘋果品質(zhì)的綜合判別。分別以各樣品第1特征向量的得分（F1）、第2特征向量的得分（F2）為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，作建模樣品與檢驗(yàn)樣品分布圖（圖1、2）。從圖1、2可知，建模樣品和檢驗(yàn)樣品中均有1 個(gè)樣品除外，所建立的判別函數(shù)將5 種品質(zhì)的鮮蘋果均區(qū)分開了，分類效果明顯。

3 討 論

3.1 鮮蘋果品質(zhì)及指標(biāo)分級及指標(biāo)分級

鮮蘋果品質(zhì)的指標(biāo)主要包括單果質(zhì)量、果形指數(shù)、色澤等感官品質(zhì)指標(biāo)，VC含量、可溶性固形物、可滴定酸度、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等理化與營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，果實(shí)硬度、褐變程度、水分含量和可食率等加工品質(zhì)指標(biāo)[18]。對于含量很低的維生素，由于是蘋果的營養(yǎng)和功能因子，在品質(zhì)綜合評價(jià)時(shí)具有很重要的作用，應(yīng)該加以考慮，在SPSS軟件進(jìn)行因子分析時(shí)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化以消除單位和數(shù)量級帶來的偏差。分級是指標(biāo)評價(jià)的基礎(chǔ)，GB/T 10651—2008和NY/T 1793—2009對鮮蘋果的等級規(guī)格進(jìn)行了規(guī)定，國家標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對蘋果的色澤、果形進(jìn)行了定性描述，農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對果實(shí)硬度、可溶性固形物給出了理化指標(biāo)參考值。然而，對于上述4 種指標(biāo)的要求均較為籠統(tǒng)，且沒有設(shè)定定量分級標(biāo)準(zhǔn)，對于蘋果的其他重要品質(zhì)既無定性描述也無定量參考標(biāo)準(zhǔn)，難以對蘋果果實(shí)的綜合品質(zhì)進(jìn)行測評。本研究對13 種鮮蘋果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測定，為準(zhǔn)確測定和評價(jià)色澤，采用了葡萄酒業(yè)普遍應(yīng)用的CIELab顏色空間[19-20]，該色系被廣泛用于葡萄酒、果汁、肉類和面粉品質(zhì)的評價(jià)[21-24]。通過因子分析確定了鮮蘋果主要的品質(zhì)指標(biāo)，基于其概率分布，利用層次分析和判別分析對主要品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了分級，并建立了分級標(biāo)準(zhǔn)，不僅為鮮蘋果品質(zhì)的準(zhǔn)確評價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)，也為今后制定鮮蘋果綜合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

3.2 判別函數(shù)的準(zhǔn)確性

對于原始數(shù)據(jù)，測定是要求嚴(yán)格依據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)測定標(biāo)準(zhǔn)，多次測定以減小人為誤差和隨機(jī)誤差，提高數(shù)據(jù)的可信度。層次分析法是一種將定性與定量分析方法相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法[25]，適用于難于完全定量分析的問題，一種半定量方法，在很大程度上依賴于人們的經(jīng)驗(yàn)，要求決策者（在構(gòu)建判別矩陣時(shí)）不能有嚴(yán)重的片面性[26]。本實(shí)驗(yàn)中經(jīng)分類后，評級為劣級的樣品較少，為提高判別準(zhǔn)確性，進(jìn)一步研究中可考慮增加該樣品數(shù)量或者將該樣品同其他相近等級進(jìn)行合并。

3.3 未來研究方向與切入點(diǎn)

目前我國還沒有建立系統(tǒng)的蘋果綜合品質(zhì)評價(jià)方法及分級標(biāo)準(zhǔn)，使得我國蘋果產(chǎn)業(yè)評價(jià)和分級體系不健全，不能為蘋果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、選育優(yōu)質(zhì)的加工、鮮食專用蘋果品種及建立特定用途的原料專用基地提出明確的目標(biāo)，影響我國蘋果種植和加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的完善。今后可針對鮮蘋果綜合品質(zhì)指標(biāo)制定完善的蘋果綜合品質(zhì)評價(jià)及分級標(biāo)準(zhǔn)，可依據(jù)不同用途的蘋果制定針對性的評價(jià)和分級標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高判別函數(shù)的判別準(zhǔn)確性，為提供蘋果綜合品質(zhì)提供技術(shù)支撐。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果證明陜西富士鮮蘋果可用單果質(zhì)量、果形指數(shù)、a*值、可溶性固形物、硬度、VC含量、糖酸比7 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行品質(zhì)評價(jià)。建立的鮮蘋果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)分級標(biāo)準(zhǔn)和評分標(biāo)準(zhǔn)為鮮蘋果綜合品質(zhì)評價(jià)提供了科學(xué)依據(jù)。建立的鮮蘋果綜合品質(zhì)判別函數(shù)具有較高的判別準(zhǔn)確性，可用于鮮蘋果綜合品質(zhì)定性判別，為進(jìn)一步建立鮮果內(nèi)部品質(zhì)的預(yù)測及綜合品質(zhì)在線檢測奠定了基礎(chǔ)。

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Construction of Comprehensive Quality Evaluation and Grading System for Fresh Fuji Apple in Luochuan, Shaanxi

MA Yujuan, ZHAO Jianjun, DENG Hong, MENG Yonghong*, GUO Yurong
(College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)

The objective of this study was to establish a comprehensive grading system for the quality evaluation of fresh apple by online non-destructive testing. Factor analysis using SPSS 19.0 software was conducted to select the primary indicators from 13 quality indicators of fresh Fuji apple from Luochuan, Shaanxi. Probability distribution and analytical hierarchy process (AHP) were used respectively to grade the quality indicators and determine their weights. By employing K-means clustering and discriminant analysis, the discriminant model of apple quality was established. The results showed that the seven key quality indicators of fresh Fuji apple were single fruit weight, fruit shape index, color and lustre, soluble solids, hardness, vitamin C and sugar/acid ratio. This study has established quality grading and evaluation standards, and the fi ve discirminant functions developed in this study could be applied to discriminate the quality of fresh apple with an accuracy of 95.65% and 91.67% using modeling and test samples, respectively. This study can provide a scientifi c basis to establish comprehensive assessment and grading standards for fresh apple quality, and also can offer technical support for integrated on-line quality detection.

apple quality; factor analysis; analytical hierarchy process (AHP); cluster analysis; discriminant analysis; evaluation system

TS225

A

1002-6630（2015）01-0069-06

10.7506/spkx1002-6630-201501013

2014-01-31

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（GK201002018）；陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃項(xiàng)目（2011KTCQ02-03）；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（蘋果）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-28）

馬玉娟（1989—），女，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：376388171@qq.com

*通信作者：孟永宏（1977—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称饭こ?。E-mail：mengyonghong@snnu.edu.cn