王 陽(yáng),佟 偉,王文輝,賈曉輝,杜艷民,王志華

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/遼寧省果品貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧興城,125100)

中國(guó)是世界梨產(chǎn)量最大的國(guó)家,超過(guò)世界總產(chǎn)量的一半?！吨袊?guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒(2021)》顯示,2020年我國(guó)梨產(chǎn)量超過(guò)1 782萬(wàn)t,占全國(guó)果樹產(chǎn)量的6.21%,栽培歷史超過(guò)3 000年[1]。梨種類繁多,在世界上可將梨分為西洋梨和東方梨兩大類型,中國(guó)梨栽培品種包括白梨、砂梨、秋子梨、新疆梨和西洋梨5大系統(tǒng)[2],雜交梨品種同樣有一定的市場(chǎng)占有率,如玉露香(庫(kù)爾勒香梨×雪花梨)、新梨7號(hào)(庫(kù)爾勒香梨×早酥梨)、紅香酥(庫(kù)爾勒香梨×鵝梨)。梨果實(shí)具有緩解咳嗽、鎮(zhèn)咳、抗炎和利尿的作用[3-6],優(yōu)良的梨品種不僅是果農(nóng)首選,而且是育種人員的研究目標(biāo),高品質(zhì)是優(yōu)良果實(shí)所具備的重要條件之一。目前對(duì)于梨品質(zhì)的研究多集中在可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、維生素C、單果質(zhì)量、硬度、石細(xì)胞等指標(biāo)上[7-9],但對(duì)于大量的不同栽培梨系統(tǒng)間品質(zhì)比較研究甚少。相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析等評(píng)判手段可以科學(xué)、客觀地評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì),這些評(píng)判方法在品質(zhì)評(píng)價(jià)上發(fā)揮了一定的作用[10-13]。本研究就6大栽培梨系統(tǒng)的60個(gè)梨品種單果質(zhì)量、硬度、SSC、TA、SSC/TA、維生素C、pH值、石細(xì)胞、乙醇和乙醛進(jìn)行研究,并對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系進(jìn)行分析,為梨果產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)60個(gè)梨品種采摘于國(guó)家果樹種質(zhì)興城梨資源圃,涵蓋了大部分種植范圍廣的梨品種,采摘后立即運(yùn)往果品貯藏實(shí)驗(yàn)室,0 ℃貯藏待用。梨品種名稱及編號(hào)見表1。

表1 不同梨品種信息

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理 秋子梨和西洋梨需在常溫(20±1)℃下后熟至硬度4 kg/cm2左右達(dá)到最佳食用期時(shí)進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定;白梨、砂梨、新疆梨和雜交梨不需要后熟,采摘后置于0 ℃或直接進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。

1.2.2 品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 每個(gè)品種選取20個(gè)果實(shí)進(jìn)行單果質(zhì)量測(cè)定;果肉硬度采用南非GS-15型水果質(zhì)地分析儀測(cè)定,測(cè)定果面上去皮后對(duì)稱的2個(gè)點(diǎn);SSC采用PR-101α糖度計(jì)測(cè)定,每個(gè)果實(shí)測(cè)定兩個(gè)值;TA、維生素C含量均使用瑞士Metrohm 808 Titrando電位滴定儀測(cè)定;固酸比=SSC/TA;pH值采用PHS-4CT型酸堿度計(jì)測(cè)定;石細(xì)胞含量采用冷凍法(參照聶繼云[14]等)測(cè)定,石細(xì)胞含量(%)=石細(xì)胞質(zhì)量/果肉質(zhì)量×100;乙醇乙醛含量采用日本島津GC-2010與Tubro Matrix 40氣相色譜結(jié)合頂空進(jìn)樣進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

品質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系采用Pearson相關(guān)性分析、主成分分析及聚類分析(SPSS 20.0),顯著水平為p<0.05,極顯著水平p<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同梨品種品質(zhì)指標(biāo)

單果質(zhì)量是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的最基本指標(biāo)。由表2可知,不同梨品種單果質(zhì)量差異較大,其中以秋子梨系的小香水最小(36.72 g),砂梨系的蒲瓜梨最大(439.15 g)。果實(shí)貯藏及運(yùn)輸過(guò)程中硬度是重要的評(píng)判指標(biāo)[15],不同栽培梨系統(tǒng)間硬度存在差異,特別是秋子梨和西洋梨,梨果實(shí)后熟后硬度顯著下降,此時(shí)果實(shí)柔軟多汁,白梨系硬度均值在7.33 kg/cm2,秋子梨系硬度均值在4.18 kg/cm2,砂梨系硬度均值在6.90 kg/cm2,西洋梨系硬度均值在4.19 kg/cm2,新疆梨系硬度均值在5.90 kg/cm2,雜交梨系硬度均值在4.94 kg/cm2。

表2 不同梨品種品質(zhì)指標(biāo)

SSC高于15.00%的有4種,均為秋子梨系品種,分別為“八里香”“紅南果”“尖把梨”和“砂糖梨”,以白梨系的“紅麻槎”(8.52%)和“金花梨”(8.47%)最低。秋子梨系品種比較典型的另一特點(diǎn)就是TA含量較高,均值為0.69%;雜交梨TA含量均值最低,僅0.06%。就SSC/TA值而言,白梨品種中高于50.00的占70%,秋子梨品種里除“京白梨”(52.70)以外,SSC/TA值均在50.00以下,砂梨品種里SSC/TA值100以上的約占3/5,西洋梨、新疆梨和雜交梨系里除了“黃霉酥”(33.84)以外,其SSC/TA均在50.00以上。

維生素C含量是梨中比較重要的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo),60個(gè)梨品種維生素C含量均值為2.80 mg/100 g,其中含量較高的梨品種有“崇化大梨”(8.38 mg/100 g)、“海城慈梨”(5.49 mg/100 g)和“濟(jì)南小白”(7.28 mg/100 g)。

pH值可以直觀反映果汁酸堿度,梨汁pH值范圍在2.73～5.32,呈酸性。

石細(xì)胞含量是影響梨果實(shí)果肉細(xì)膩度的重要指標(biāo)[16-18],“黃金對(duì)麻”的石細(xì)胞含量顯著高于其他品種,達(dá)70.31 g/100 g,其他品種均在3.26 g/100 g以下。

乙醇含量對(duì)梨的風(fēng)味有一定影響。秋子梨乙醇平均含量較其他品種高,供試6個(gè)梨系統(tǒng)的乙醇含量排序依次為:秋子梨>西洋梨>砂梨>新疆梨>白梨>雜交梨。乙醛是果蔬中天然的香味化合物之一[19-21],在后熟過(guò)程中不斷積累,是評(píng)價(jià)果實(shí)耐貯性的重要指標(biāo),秋子梨系的梨品種經(jīng)過(guò)后熟的乙醛含量最高,達(dá)到131.56 mg/L,而白梨僅為9.94 mg/L。

2.2 相關(guān)性分析

由表3可知,單果質(zhì)量與SSC、TA、乙醇和乙醛呈極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),與pH值呈極顯著正相關(guān);硬度與SSC、乙醇和乙醛呈極顯著負(fù)相關(guān),與維生素C和pH值呈極顯著正相關(guān);SSC與硬度和pH值呈極顯著負(fù)相關(guān),與TA、乙醇和乙醛呈極顯著正相關(guān);TA與單果質(zhì)量、SSC/TA、維生素C和pH值呈極顯著負(fù)相關(guān),與SSC、乙醇和乙醛呈極顯著正相關(guān);SSC/TA與TA和乙醇呈極顯著負(fù)相關(guān),與pH值呈極顯著正相關(guān);維生素C與TA、乙醇和乙醛呈極顯著負(fù)相關(guān),與硬度呈極顯著正相關(guān),與pH值呈顯著正相關(guān);pH值除與石細(xì)胞無(wú)顯著相關(guān)性,與其他品質(zhì)指標(biāo)均呈極顯著或顯著相關(guān)性(p<0.01或p<0.05);石細(xì)胞僅與乙醛呈顯著正相關(guān);乙醇除與SSC/TA和石細(xì)胞無(wú)顯著相關(guān)性,與其他品質(zhì)指標(biāo)均呈極顯著或顯著相關(guān)性;乙醛除與SSC/TA無(wú)顯著相關(guān)性,與其他品質(zhì)指標(biāo)均呈極顯著或顯著相關(guān)性。

表3 不同梨品種品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析

綜合以上分析,不同梨品種各品質(zhì)指標(biāo)間表現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性,說(shuō)明10項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)間存在信息重疊。

2.3 主成分分析

對(duì)單果質(zhì)量、硬度、SSC、TA、SSC/TA、維生素、pH值、石細(xì)胞、乙醇和乙醛10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,探尋影響梨品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),所得相關(guān)矩陣的特征值及方差貢獻(xiàn)率見表4,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后的因子負(fù)荷矩陣見表5。以特征值大于0.9的原則提取4個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率78.35%,可代表原始數(shù)據(jù)的大部分信息。

表4 主成分的特征值及方差貢獻(xiàn)率

表5 因子負(fù)荷矩陣

由表4和表5可知,第1主成分包含了原始信息量的45.47%,其大小主要由SSC、TA、pH值、乙醇和乙醛決定,反映了梨果實(shí)的口感和風(fēng)味,可命名為味道因子;第2主成分包含了原始信息的14.06%,其大小主要由SSC/TA決定,反映了梨果實(shí)的甜酸程度,可命名為甜酸度因子;第3主成分包含了原始信息的9.72%,其大小主要由石細(xì)胞含量決定,可命名為粗糙度因子;第4主成分包含了原始信息的9.10%,其大小主要由單果質(zhì)量決定,可命名為質(zhì)量因子。

2.4 聚類分析

將不同梨品種的10項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后,區(qū)間選擇歐式距離進(jìn)行聚類分析。結(jié)果顯示,在歐式距離12處可將60個(gè)梨品種分成3類(圖1)。第Ⅰ類包含“酥木梨”“黃酥霉”“秋白梨”和“無(wú)籽黃”等52個(gè)梨品種;第Ⅱ類包含“大香水”“軟兒梨”“八里香”“砂糖梨”“白八里香”“面酸梨”和“熱梨”7個(gè)梨品種,這類品種特點(diǎn)均為秋子梨系品種,表現(xiàn)出較高的SSC和TA含量,維生素C含量偏低,石細(xì)胞含量居中,乙醇、乙醛含量較高;第Ⅲ類僅有“黃金對(duì)麻”,此類梨品種石細(xì)胞含量很高,吃起來(lái)口感粗糙。

圖1 不同梨品種聚類分析

3 討論與結(jié)論

果實(shí)品質(zhì)是由很多品質(zhì)指標(biāo)共同決定的,而果實(shí)單果質(zhì)量是最直接評(píng)判果實(shí)大小的品質(zhì)指標(biāo),可直觀地反映出果實(shí)的大小;果實(shí)硬度是評(píng)價(jià)果實(shí)口感和耐貯性的品質(zhì)指標(biāo)之一;糖酸是梨果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的重要基礎(chǔ)物質(zhì),同時(shí)也是決定果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo);不同果實(shí)維生素C含量是存在差異的,維生素C是評(píng)判果實(shí)貯藏期的品質(zhì)指標(biāo)之一;石細(xì)胞在梨果實(shí)中尤為突出,特別是接近果核部分尤為粗糙,這在其他果實(shí)上比較少見;乙醇和乙醛是果蔬中天然香味化合物成分之一,幾乎存在于每種果蔬中,并且在果蔬后熟過(guò)程中不斷積累[22-28]。牛佳佳等[29]對(duì)“紅早酥”“紅香酥”“黃冠”“中梨1號(hào)”“華山”“晚秀”“玉露香”“秋月”及“圓黃”等9個(gè)梨果實(shí)品種進(jìn)行品質(zhì)研究,以單果質(zhì)量、硬度、固酸比等7個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)梨果實(shí)的關(guān)鍵指標(biāo);牟紅梅等[30]科學(xué)簡(jiǎn)化萊陽(yáng)茌梨果實(shí)品質(zhì)的評(píng)價(jià)指標(biāo),從8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)中篩選出SSC、TA、單果質(zhì)量作為評(píng)價(jià)萊陽(yáng)茌梨的關(guān)鍵指標(biāo),以上與本研究得出的結(jié)果相似。

研究發(fā)現(xiàn),60個(gè)梨品種的10個(gè)品質(zhì)指標(biāo)存在一定的差異,這些差異對(duì)于梨果實(shí)鮮銷、貯藏和加工均有指導(dǎo)意義。有些梨品種采摘后并不適合直接鮮銷,例如秋子梨系和西洋梨系梨品種,經(jīng)后熟后才能達(dá)到最佳風(fēng)味,但是這些梨品種又不適合長(zhǎng)期貯藏,否則對(duì)其風(fēng)味影響極顯著,而多數(shù)的白梨、砂梨和雜交梨品種較耐貯,貯藏期品質(zhì)變化沒有那么顯著。加工梨品種的選擇與其品質(zhì)也息息相關(guān),例如梨罐頭會(huì)選擇酸度低、脆肉梨品種,而梨汁、果脯等加工產(chǎn)品雖然不受品種的限制,但品種對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味影響很大,需要了解其品質(zhì)特性,制作出具有代表性的梨加工產(chǎn)品,某些石細(xì)胞含量較高的梨品種含有大量的木質(zhì)素,這對(duì)梨果深加工和定位有重要的意義。

綜上所述,不同的梨品種品質(zhì)指標(biāo)含量存在一定的差異,并且不同品質(zhì)指標(biāo)間表現(xiàn)出一定的相關(guān)性。篩選出SSC、TA、SSC/TA、pH值、石細(xì)胞、乙醇和乙醛作為梨品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),即SSC和SSC/TA越高,TA、pH值、石細(xì)胞、乙醇和乙醛越低梨品質(zhì)越好,這符合人們的消費(fèi)習(xí)慣,即甜度高、酸度低、口感細(xì)膩、新鮮度。根據(jù)品質(zhì)指標(biāo)特點(diǎn)可將60個(gè)梨品種分為3大類,除了第二類均為秋子梨以外,其他類跟栽培系統(tǒng)無(wú)關(guān)。