王燦 方先媛 張大英 李學(xué)俊 鄭維全 李志剛楊建峰 祖超 魚歡

(1中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所 海南萬寧571533;2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部香辛飲料作物遺傳資源利用重點實驗室 海南萬寧571533;3海南省熱帶香辛飲料作物遺傳改良與品質(zhì)調(diào)控重點實驗室 海南萬寧571533;4云南農(nóng)業(yè)大學(xué)熱帶作物學(xué)院 云南普洱665000)

柬埔寨是典型的熱帶國家，是胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展極具潛力的國家之一［1］。柬埔寨國土面積18萬多平方公里，而人口僅為1 600多萬，地廣人稀，土地資源豐富；年均氣溫20℃以上，冬季沒有寒害；全年無臺風(fēng)危害，胡椒可采用高柱栽培（柱高4 m以上），每公頃產(chǎn)量可達6～10 t，位居世界各主產(chǎn)國前列。目前柬埔寨政府已將胡椒作為優(yōu)先發(fā)展產(chǎn)業(yè)，并與中國就胡椒直接出口問題進行談判，以促進其快速發(fā)展［1-3］。據(jù)統(tǒng)計，柬埔寨胡椒面積已從數(shù)千公頃發(fā)展至目前1.7萬公頃，貢布省、白馬省是柬胡椒傳統(tǒng)優(yōu)勢種植區(qū)，該兩省胡椒被歐盟認證為受保護的地理標(biāo)志產(chǎn)品［4-5］。

盡管目前柬埔寨胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但由于前期投入大、管理要求高，盲目投入很可能帶來巨大風(fēng)險。如何根據(jù)產(chǎn)區(qū)氣候、土壤條件以及胡椒生長和品質(zhì)特點來制定發(fā)展策略，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，對于推動柬胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義，但當(dāng)前僅見少量相關(guān)數(shù)據(jù)及報道［1-5］。因此，本研究擬收集柬埔寨西哈努克、貢布、白馬、磅清揚、特本克蒙、桔井等胡椒主產(chǎn)區(qū)胡椒產(chǎn)品，分析其容重、千粒重、總灰分、粗脂肪、揮發(fā)油與胡椒堿等品質(zhì)指標(biāo)，以此來明確不同產(chǎn)區(qū)胡椒品質(zhì)差異，掌握柬埔寨不同胡椒產(chǎn)區(qū)的胡椒品質(zhì)特征，從而了解當(dāng)?shù)睾飞a(chǎn)情況，為柬胡椒產(chǎn)業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

收集柬埔寨西哈努克、貢布、白馬、磅清揚、特本克蒙、桔井等主產(chǎn)區(qū)胡椒產(chǎn)品，由于國外以黑胡椒為主，因此6個地區(qū)均有黑胡椒樣品，但白胡椒僅西哈努克、貢布、白馬、桔井4個地區(qū)收集到樣品。

1.2 方法

1.2.1 指標(biāo)測定

容重、千粒重：將100 mL容器裝粒后稱量籽粒重量獲得容重；千粒重采用千粒重測定儀測定，每個指標(biāo)重復(fù)3次［6］。

總灰分：采用GB/T 12729.7—1991灰化法。將試樣炭化后于（550±25）℃溫度下灼燒至恒重，殘留的無機物即為總灰分。

揮發(fā)油：采用GB/T 17527-2009蒸餾法，將試樣的水溶液進行蒸餾，將餾出液收集在有刻度的蒸餾接收管中保存并稱重。

粗脂肪：采用超聲波提取法，用石油醚抽提物除去揮發(fā)部分及不溶解物質(zhì)，將不揮發(fā)殘渣干燥并稱重。

胡椒堿：參照GB/T 17528—2009，采用高效液相色譜儀、超聲波提取法測定乙醇抽提物胡椒堿含量［7］。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)分析。采用單因素方差分析法分析指標(biāo)差異；為進一步評價柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)的胡椒品質(zhì)，采用主成分分析法對品質(zhì)指標(biāo)進行降維，計算獲得不同產(chǎn)區(qū)胡椒產(chǎn)品的品質(zhì)綜合指數(shù)［8］，以便比較不同產(chǎn)區(qū)胡椒產(chǎn)品品質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

柬埔寨胡椒主產(chǎn)區(qū)從西到東，白胡椒容重、千粒重和總灰分含量等品質(zhì)指標(biāo)均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，白馬容重、貢布千粒重和貢布總灰分含 量 均最 高，分別 為（701.60±0.84）g、（52.34±2.13）g和（1.51±0.00）%（表1），最低值所在產(chǎn)區(qū)分別為西哈努克市、桔井省、西哈努克市；胡椒堿含量在最西部的西哈努克市產(chǎn)區(qū)最高，為（4.77±0.09）%，顯著高于其它產(chǎn)區(qū)，而其它產(chǎn)區(qū)之間沒有顯著性差異；粗脂肪含量除中部的白馬產(chǎn)區(qū)顯著較低外，其它產(chǎn)區(qū)之間沒有顯著差異；揮發(fā)油含量在不同產(chǎn)區(qū)均沒有顯著差異。

表1 柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)白胡椒品質(zhì)指標(biāo)比較

對白胡椒不同品質(zhì)指標(biāo)進行相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示。從表中可知，白胡椒容重與總灰分含量、千粒重與總灰分含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.844和0.644，達極顯著和顯著水平；揮發(fā)油含量與容重、總灰分含量呈負相關(guān)，并均達顯著性水平。

表2 柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)白胡椒品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

由表3可知，黑胡椒容重、千粒重、總灰分含量和胡椒堿含量等品質(zhì)指標(biāo)從西到東也呈先增加后降低的趨勢，最高值所在產(chǎn)區(qū)分別為貢布、白馬、磅清揚和特本克蒙、貢布，分別為（607.16±2.53）g、（64.95±0.27）g、（4.20±0.09）%和（4.17±0.04）%、（4.23±0.13）%；粗脂肪含量則呈先降低再增加的趨勢，最高的產(chǎn)區(qū)為西部的西哈努克市；揮發(fā)油含量則與白胡椒一樣，在不同產(chǎn)區(qū)均沒有顯著性差異。

表3 柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)比較

黑胡椒不同品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析表明，千粒重與總灰分含量相關(guān)系數(shù)為-0.540（表4），達到顯著性水平；總灰分含量與粗脂肪含量呈負相關(guān)關(guān)系，且達顯著性水平。

表4 柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析

采用主成分分析對白胡椒6個品質(zhì)指標(biāo)進行降維，得出旋轉(zhuǎn)后相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及其方差貢獻率，見表5。從表中可知，2個主成分特征值均大于1，其中主成分1貢獻率為51.09%，主成分2貢獻率為22.68%，二者累積貢獻率達到73.77%。說明這2個主成分能夠代表6個品質(zhì)指標(biāo)大部分信息。

表5 不同產(chǎn)區(qū)白胡椒旋轉(zhuǎn)后的相關(guān)系數(shù)矩陣特征值及其方差貢獻率

成分荷載矩陣表示了每個主成分提取的信息來源，由白胡椒品質(zhì)指標(biāo)成分荷載矩陣（表6）可知，降維獲得的白胡椒主成分1以容重、千粒重、總灰分含量、揮發(fā)油含量、胡椒堿含量等5個指標(biāo)信息為主，而主成分2則僅以粗脂肪含量為主。

表6 白胡椒品質(zhì)指標(biāo)的成分荷載矩陣

根據(jù)降維獲得的白胡椒品質(zhì)指標(biāo)主成分，進一步計算獲得綜合指數(shù)，并依此對不同產(chǎn)區(qū)白胡椒品質(zhì)進行排名，見表7。從排序可知，貢布產(chǎn)區(qū)白胡椒品質(zhì)綜合指數(shù)最高，其次為白馬、桔井和西哈努克產(chǎn)區(qū)。

表7 不同產(chǎn)區(qū)白胡椒品質(zhì)指標(biāo)的主成分、綜合指數(shù)及排名

黑胡椒主成分分析旋轉(zhuǎn)后相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及其方差貢獻率見表8。特征值均大于1的主成分有3個，三者貢獻率分別為28.80%、25.52%和22.73%，累積貢獻率達77.05%，說明3個主成分能夠代表6個品質(zhì)指標(biāo)大部分信息。

表8 不同產(chǎn)區(qū)黑胡椒旋轉(zhuǎn)后的相關(guān)系數(shù)矩陣特征值及其方差貢獻率

由黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)旋轉(zhuǎn)成份荷載矩陣（表9）可知，主成分1提取的信息以粗脂肪含量和總灰分含量為主，主成分2以容重和揮發(fā)油含量為主，而主成分3則以千粒重和胡椒堿含量為主。

表9 黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)旋轉(zhuǎn)成份荷載矩陣

不同產(chǎn)區(qū)黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)主成分、綜合指數(shù)以及排名見表10。白馬產(chǎn)區(qū)黑胡椒品質(zhì)綜合指數(shù)最高，其次為貢布、西哈努克、特本克蒙、磅清揚和桔井產(chǎn)區(qū)。

表10 不同產(chǎn)區(qū)黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)主成分、綜合指數(shù)及排名

3 討論

為提升作物品質(zhì)，理想狀態(tài)下都會追求重量型和含量型品質(zhì)指標(biāo)同時提高［9］，但由于產(chǎn)量性狀之間存在“互補效應(yīng)”［10-13］，生產(chǎn)中2種類型指標(biāo)一般難以同時提高，二者多呈負相關(guān)關(guān)系。本研究中，白胡椒數(shù)量型指標(biāo)與含量型指標(biāo)之間，絕大多數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系；但黑胡椒數(shù)量型指標(biāo)與含量型指標(biāo)之間則部分呈負相關(guān)，部分呈正相關(guān)；導(dǎo)致這種差異的原因，可能是黑胡椒果皮中富含大量胡椒風(fēng)味物質(zhì)［14］，使得相關(guān)關(guān)系發(fā)生了變化。

根據(jù)兩大類胡椒6個不同品質(zhì)指標(biāo)來評判產(chǎn)區(qū)間的品質(zhì)差異需進一步明確，為此，本研究引入了主成分分析及其綜合因子的判定方法分析，且分析結(jié)果與實際情況基本一致。柬埔寨貢布地區(qū)胡椒已獲得歐盟地理標(biāo)志認證，是世界公認的優(yōu)質(zhì)胡椒產(chǎn)區(qū)［5］；而白馬產(chǎn)區(qū)緊鄰貢布，品質(zhì)也相對較高，二者是柬埔寨傳統(tǒng)胡椒優(yōu)勢種植區(qū)；而其它產(chǎn)區(qū)除特本克蒙外，胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展較落后，管理經(jīng)驗也相對不足，這可能是導(dǎo)致這些產(chǎn)區(qū)胡椒產(chǎn)品品質(zhì)稍差的主要原因。

為比較柬埔寨與中國胡椒品質(zhì)，根據(jù)中國海南名牌農(nóng)產(chǎn)品胡椒的標(biāo)準(zhǔn)對柬埔寨不同產(chǎn)區(qū)胡椒品質(zhì)進行初步劃分［15-16］，其中，西哈努克、貢布、白馬、桔井4個產(chǎn)區(qū)白胡椒相關(guān)指標(biāo)均已達到了中國海南優(yōu)質(zhì)白胡椒品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，但黑胡椒品質(zhì)指標(biāo)僅貢布和特本克蒙2個產(chǎn)區(qū)符合海南優(yōu)質(zhì)黑胡椒標(biāo)準(zhǔn)。因此，結(jié)合本研究結(jié)果可知，貢布和白馬等中部產(chǎn)區(qū)胡椒品質(zhì)突出，是柬埔寨胡椒優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一。