利用隶属函数法对不同采摘时间下拐枣成分的综合评价研究

倪 星，阚建全

(1.陕西省旬阳县林业局，陕西 旬阳 725700; 2.西南大学，重庆 400000)

枳椇(HoveniaacerbaLindl )为鼠李科枳椇属植物，又俗称拐枣、鸡爪梨等(以下均统一为拐枣)，果梗含糖量极高，并富含多种营养成分，长期食用还会显著提升机体肝糖原的含量[1]，枳椇子油含有人体必需的脂肪酸和功能成分[2～3]，集药用和食用为一体，具有较高的开发利用价值[4]。

目前，拐枣普遍在霜降过后开始采摘，存在掠青、混采和落果的现象，降低了该地区鲜拐枣的质量和产量。现以旬阳拐枣为研究对象，分析不同采摘时间营养成分和功能活性成分含量的变化，确定拐枣的最佳采摘时间，以期为拐枣的科学生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择吕河镇60年生的拐枣盛果期作为采样样树，在霜降后开始采样，每5 d采一次样，到拐枣果梗完全自然掉落截止。

1.2 试验方法(以干基计)

淀粉含量用蒽酮比色法测定[5]；脂肪含量用第一法索式抽提法测定[6]。粗纤维的测定参考GB/T 5009.10-2003《食品中粗纤维的测定》[7]。灰分的测定参考GB 5009.4-2016《食品中灰分的测定》进行测定[8]。多糖含量的测定参考宋治军的方法[9]。生物碱含量的测定参考孟祥松方法[10]。多酚的测定参考曹建康方法[11]。黄酮的测定参考吕国红方法[12]。二氢杨梅素含量测定参考张木子荷建立的显齿蛇葡萄片中方法[13]。维C含量用2,6-二氯靛酚滴定法[14]。

1.3 数据统计分析

试验数据使用Excel 2013整理，利用DPS v6.55软件对7个不同采摘时间拐枣的成分指标进行差异显著性、相关性分析、主成分分析，利用隶属函数和标准差系数赋予权重法进行综合评价，相关指标计算公式及方法参照文献[15,16]。

1.3.1 各综合指标的隶属函数值

隶属函数值计算公式：

μ(Xj)=(Xj-Xmin)/(Xmax=Xminj=1，2，．．．，n

(1)

式中Xj表示第j 个综合指标，Xmin、Xmax为因子得分的最小值和最大值。

1.3.2 各综合指标的权重

(2)

式中，Wj表示第j 个综合指标在所有综合指标中的重要程度即权重；Pj代表经主成分分析所得到各采摘时间的第j 个综合指标的贡献率。

1.3.3 不同采摘时间成分含量的综合大小

(3)

式中，D值表示拐枣各采摘时间下各指标通过综合指标评价所得到的综合评价值。

2 结果与分析

2.1 不同采收时间对拐枣营养组分的影响

表1为不同采收时间下拐枣淀粉、脂肪、粗纤维和灰分含量。从表1可知，淀粉含量随着采收时间的延长，差异性不显著，其中第3次采摘时淀粉的含量最高，为26.09，第6次采摘时含量最低，为17.14，变异系数为19.2%，呈先升高后下降的趋势；脂肪含量的差异性随着采收时间的延长，差异显著，其中在第1次采摘时含量最高，为2.9，第4次采收时含量最低，为1.19，变异系数为32.0%，呈先降低后升高的趋势；粗纤维和灰分含量随着采收时间的延长，到后期差异性显著，其中粗纤维含量呈稳定趋势，粗纤维在第7次采摘时含量最高，为3.91，变异系数为2%，灰分含量在第7次采摘时，含量最高，为3.88，在第3次采摘时最低，为2.72，变异系数为10.9%。

表1 不同采收时间下拐枣营养组分的含量

2.2 采收时间对拐枣活性成分的影响

表2为不同采收时间拐枣活性成分含量的变化。从表2中可知，随采收时间的延长，多糖含量在第3次采摘时最高，为6.22，在第1次采摘时含量最低，为3.66，变异系数为14.66%，呈先升高后降低的趋势；生物碱含量在第4次采摘时最高，为0.22，在第2次和第7次采摘时最低，为0.17，变异系数为9%，基本保持稳定；多酚含量在第1次采摘时最高，为17.59，第4次采摘时含量最低，为12.88，变异系数为11%；黄酮含量在第2次含量最高，为9.28，在5次含量最低，为6.71，变异系数为14.6%；二氢杨梅素含量在采收第1次含量最高，为5.14，在采收第30天含量最低，为3.34，变异系数为15%；多酚、黄酮和二氢杨梅素含量均呈逐渐下降的趋势；维C含量在采收第30天含量最高，为36.18，在采收第10天含量最低，为13.99，变异系数为36.5%，呈逐渐升高的趋势。

表2 采收时间对拐枣活性成分含量

2.3 各指标之间的相关性分析

不同采摘时间下，拐枣的营养成分发生一定程度的变化，通过各营养成分指标间的相关性分析可揭示指标间是否存在依存关系及相关关系的方向与强度[17]。从表3可以看出，各指标中存在不同程度的相关性。黄酮和多酚呈极显著正相关；二氢杨梅素和多酚呈显著正相关，与黄酮呈极显著正相关；维C和二氢杨梅素呈显著正相关；淀粉和多酚呈显著正相关，与黄酮和二氢杨梅素呈极显著正相关；粗纤维和黄酮、二氢杨梅素呈显著负相关；灰分和黄酮、淀粉呈显著负相关，和二氢杨梅素呈极显著正相关，和维C呈显著正相关。

表3 不同采摘时间下各指标的相关系数矩阵

根据不同采摘时期各指标的相关分析结果可知，各指标存在一定的显著相关、极显著相关，提供的信息发生重叠，且各指标的变化幅度也不一样，各指标在拐枣的生长成熟过程中所起到的作用大小不同。拐枣的生长发育是个复杂的过程，因此不能用单一的指标确定最佳的采摘时间。因此，需要在此基础上，对整个采摘期利用多元统计方法进行综合分析。

2.4 不同采摘时间的综合评价

2.4.1 主成分分析 对整个采摘时期测定的营养组分和功能成分进行主成分分析，从表4可知，1～3是新产生的变量，1是第一主成分，2是第二主成分，3是第三主成分。从特征值来看，前三个主成分特征值均大于1，且前三个主成分的贡献值累积大于90%，前三个主成分提供90%以上原变量的的综合信息，因此保留前三个主成分，这样可将原来10个指标整合成为新的3个相互独立的综合指，可综合的分析不同采摘时期拐枣的营养成分，结果见表5，其表示了主成分和原变量的关系，关系越大则特征向量的绝对值越大。因子1与黄酮、二氢杨梅素、维C关系密切；因子2与生物碱、脂肪关系密切，因子3与多糖、生物碱、淀粉关系密切。说明黄酮、二氢杨梅素、维C、生物碱、多糖、淀粉和脂肪7个指标可综合评价拐枣营养组分和功能成分且可靠性较高。

表4 各综合指标的特征值和贡献率

表5 入选主成分的特征向量

2.4.2 利用隶属函数法对拐枣不同采摘时间进行综合评价 根据综合指标值和公式(1)分别计算7个采摘时间的隶属函数值u(Xj)，结果见表6。对于同一综合指标如No1而言，在不同采摘时间下，第1次采摘时的u(Xj)值最大，为1，表明在第1次采摘时主成分一表现的成分含量最好，而在第7次采摘时的u(Xj)最小，为0，表明在第7次采摘时主成分一表现的成分最差。同时在根据各指标的累积百分率大小利用公式(2)计算出各综合指标的权重。3个综合指标的权重分别是0.58、0.29、0.13，利用公式(3)计算出综合评价值D值。

综合值D值的大小反应不同采摘时间拐枣成分含量的综合品质的大小，D值越大，表示含有的成分含量越好，采摘的时间最合适。从D值的排序可以看到，在第2次采摘时拐枣含有的成分含量最好，为最佳采摘期。

表6 不同采摘时间因子的隶属函数值

3 小结和讨论

(1)通过各成分测定结果表明：淀粉、多糖含量在第3次采摘时最高，脂肪、多酚、黄酮和二氢杨梅素在第1次采摘时含量最高，粗纤维、灰分在第7次采摘含量最高，生物碱在第4次采摘时含量最高。

(2)通过各指标的相关性分析可知：各指标均具有一定的相关性，且部分指标间具有极显著相关，表明各指标间提供的信息有重叠。

(3)通过对各指标进行主成分分析可知：黄酮、二氢杨梅素、维C、生物碱、多糖、淀粉和脂肪7个指标可以作为后期对拐枣成分进行分析的指标，可靠性较高。

(4)对各指标进行综合研究可知，在第2次采摘时，拐枣含有的成分含量的综合性最好，第2次为最佳采摘时间，及霜降之后第7天。

拐枣产量和品质因不同成熟度而存在差异，其形状、味道也千差万别，含有丰富的营养物质、生物活性成分越来越受到关注[18～20]，具有抗氧化[21～22]、解酒护肝[23～24]、减肥降脂[25～26]等的作用。目前，对拐枣营养成分系统检测的研究较少，笔者研究通过在不同采摘时间下拐枣各项营养成分和活性成分含量的变化，为后期旬阳地区拐枣的科学生产及综合利用提供参考。