贵州不同地区奈李果实品质分析与综合评价

王红林，赵 凯，赵晓珍，王 红，马玉华

(贵州省果树科学研究所，贵州 贵阳 550006)

0 引言

【研究意义】奈李(PrunussalicinaLindl.var.Cordata J.Y.Zhang et al.)是蔷薇科李属植物，原产于福建省古田县，是桃和李的自然杂交品种，因形似桃味似李而得名[1]，是我国名、特、优珍贵经济树种之一，已在我国南方地区大面积推广种植，具有重要经济价值[2]。奈李果实风味浓甜、质脆嫩化渣，且皮薄肉厚、汁多核小、脱核，富含蛋白质、维生素、脂肪矿物质和有机酸，营养价值极高，有“李中之王”的美称[3]。奈李有清肝除热、生津利水的作用[4]。因此，深受广大消费者喜爱。贵州从1994年起开始引种奈李，其在贵州的成熟期为8月上中旬，略晚于福建、湖南等地[5-6]。贵州奈李不仅深受地方种植户和消费者喜爱，在省外水果市场也占有一席之地。开展贵州奈李果实品质分析与综合评价研究对促进贵州奈李产业发展具有重要意义。【前人研究进展】目前全国奈李种植面积己达上万公顷，总产量在万吨以上，是南方栽培的李类迟熟优良品种。其在福建、湖南、广西、湖北和浙江等省的成熟期一般在6月下旬至7月上中旬，正值高温季节，耐贮性严重降低[7]。张彬等[8]研究发现，奈李采后有2个呼吸高峰，低温贮藏能抑制奈李的呼吸强度，防止果实褐变，利用保鲜剂和乙烯吸收剂能降低奈李果实的腐烂率，维持果品硬度，VC、糖、酸含量也维持在较高水平。低浓度CaCl2溶液处理能够减弱室温贮藏条件下奈李的呼吸作用，维持较高的VC和可溶性固形物含量，对低温贮藏条件下奈李的呼吸作用、VC含量的降低、可溶性固性物的消耗也有一定一直作用；但高浓度CaCl2溶液对低温贮藏期奈李果实品质的影响却相反[9-10]。热激处理能有效维持奈李果实的硬度和细胞结构的完整，促进糖酸升高，但对可溶性固形物含量的影响并不显著[4]。另有研究表明，喷施微量元素水溶肥料能够显著增加奈李的产量，且果实的可食率、可溶性固形物和还原糖等也有提高[2]。【研究切入点】贵州黔南、黔东南等地均有奈李种植，但品质存在差异[11-13]，且缺乏相应的质量评价体系。主成分分析方法能在保留品质指标大部分信息的基础上将指标进行简化，进而进行综合评价，此法不仅能客观筛选综合品质优良的资源，还能根据得分差异对各样品做出适当评价，且已广泛应用于李子资源及果实品质评价[14-16]。【拟解决的关键问题】以贵州省6个市/州12个种植区的成熟奈李果实为试材，测定其果皮色泽、果形指数和硬度等8个外观品质及可溶性固形物含量、可溶性糖含量和可滴定酸含量等16个营养成分指标，在此基础上对24个品质指标进行主成分分析及系统聚类分析，并构建综合评价体系，以期为贵州奈李产业可持续发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 奈李 奈李成熟期果实采集于贵州省6个市/州12个种植园区(表1)，选择树冠中上部东、南、西、北及中5个方向的果实进行采样，每个区域选择3株果树，每株采15～20个果，采后用冰盒保存带回实验室备用。

表1 12份奈李的取样地信息

1.1.2 仪器设备 ME204E电子天平(精度为0.01 g，德国梅特勒公司)，数显游标卡尺(中国上海量具刃具厂，0～150 mm)，GY-1果实硬度计(中国浙江托普仪器有限公司)，CR-400美能达全自动色差计(日本柯尼卡美能达公司)，TD-45数显手持折光仪(中国浙江托普仪器有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 果实外观品质指标测定 参照文献[8]的方法对果实外观品质指标进行检测。采用电子天平称量单果重；采用数显游标卡尺测量果实最大纵径与最大横径；采用果实硬度计测量果实去皮硬度；采用经校正的全自动色差计测定果皮颜色，得到L值、A值和B值。L值反映果面明亮程度，取值范围为0～100，值越小越接近黑色，越大则越接近白色；A值反映红色或绿色物质的浓度，A=0时为灰色，A>0时，值越大越接近纯红色，A<0时，越小越接近纯绿色；B值反映黄色或蓝色物质的浓度，B=0时为灰色，B>0时，值越大越接近纯黄色，B<0时，值越小越接近纯蓝色。

果形指数=果实纵径/横径

1.2.2 果实营养成分指标测定 采用NaOH滴定法测定可滴定酸含量(GB/T 12456—2008食品中总酸的测定)；采用折射仪法测定可溶性固形物含量(NY/T 2637—2014 水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法)；参照文献[17]的方法，分别采用蔥酮比色法、考马斯亮蓝-G250法和直接干燥法测定可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和水分含量；采用2，6-二氯靛酚滴定法测定VC和钙、铁、镁及锰的含量(GB 5009.86—2016 食品中抗坏血酸的测定，GB/T 5009.92—2003 食品中钙的测定，GB/T 5009.90—2003 食品中铁、镁、锰的测定)；采用原子吸收分光光度法检测钾、钠、锌等元素含量(GB/T 15402—94 水果、蔬菜及其制品钠、钾含量的测定，GB/T 5009.14—2003 食品中锌的测定)。计算可食率(%)[17]、固酸比和糖酸比[18]。

可食率=[(果实总重-果核重)/果实总重]×100%

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量

糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0对数据进行统计和方差分析、相关性分析、主成分分析及聚类分析。

2 结果与分析

2.1 12份奈李的外观品质

2.1.1 外观品质 从表2看出，12份奈李常规外观指标存在差异。L为58.34～63.30，以4号最高，5号(62.84)其次，二者显著高于除2号、3号、6号和8号外的其余样品；11号最低，显著低于除1号、9号和12号外的其余样品。A为-2.71～7.03，以11号最高，显著高于其余样品；2号(4.49)和6号(4.43)其次，二者显著高于除9号外的其余样品；4号最低，显著低于除7号外的其余样品。B为36.99～44.61，以8号最高，显著高于2号、4号、6号及10～12号；9号(43.82)和7号(43.36)其次，二者均显著高于2号、4号、6号及11～12号；6号最低，显著低于除2号、4号和11号外的其余样品。单果重为66.69～132.05 g，以8号最大，6号(124.58 g)其次，二者均显著高于其余样品；2号较小，显著低于其余样品。纵径和横径分别为52.69～60.64 mm和48.60～62.71 mm，样品间差异较小；果形指数为0.95～1.09，以3号和11号最高，显著高于其余样品，其次是8号(1.07)，1号最低。各样品去皮硬度为6.18×105～8.73×105Pa，样品间差异均较小。

表2 12份奈李果实的外观品质

2.1.2 外观品质主成分分析 从表3看出，通过对8个外观指标进行主成分分析，根据特征值大于1的原则提取到3个主成分，其对应特征值分别为3.26、1.84和1.44，累积方差贡献率达81.74%。表明，此3个主成分能够代表外观品质性状81.74%的信息，且决定此3个主成分大小的指标分别是第1主成分的单果重、纵径和横径，第2主成分的硬度，第3主成分的B。以各主成分对应的方差贡献率为权重，构建不同地区奈李外观品质评价模型：X=0.408X1+0.230X2+0.180X3。据此得到12份奈李外观品质的综合得分(表4)为-0.77～0.62分，依次为4号>3号>5号>8号>6号>7号>11号>2号>10号>9号>12号>1号。

表3 12份奈李果实外观品质指标的主成分载荷矩阵、特征值及贡献率

表4 12份奈李果实外观品质的综合评价

2.2 12份奈李的营养成分

2.2.1 营养成分含量 从表5和表6看出水分、可溶性固形物、可溶性糖等9种常规品质指标及钾、钙、镁等7种矿质元素含量的变化。

表5 12份奈李的9种常规品质指标

表6 12份奈李(鲜样)7种矿质元素的含量

1)常规品质指标。12份奈李果实中，水分含量为81.32%～88.02%，以10号最高，9号最低，样品间差异性较小。可食率均在90%以上，12号略低，仅93.14%，其余样品为96.41%～98.07%，8号可食率最高，5号(97.94%)其次，无显著差异。可溶性固形物含量为11.90%～17.37%，11号最高，9号(16.97%)次之，显著高于其余样品，4号最低。11号、9号的可滴定酸含量显著高于其他样品，分别为1.29%和1.00%，2号最低，仅0.61%。可溶性糖含量为5.85%～13.41%，9号最高且显著高于其他样品，2号(11.52%)其次，11号则显著低余其他样品。固酸比和糖酸比分别为13.44～25.83和4.55～18.82，二者均以2号最高，且显著高于其余样品，10号的固酸比最低，而11号的糖酸比最低。9号的VC含量最高，为0.60 mg/100g，明显高于其余样品，1号VC含量显著低于其他样品，仅0.17 mg/100g。3号的可溶性蛋白质含量为5.81%，较其他样品高，1号最低，为2%。

2)矿质元素。7种被检元素中，K、Mg和Zn元素在各样品中的含量基本相当，差异较小。7号的K含量最低，为1.04 mg/g，6号最高，为1.84 mg/g；Mg含量为53.77(5号)～70.98 μg/g(11号)，Zn含量为1.37(9号)～1.87 μg/g(11号)；10号的Ca含量最高，为70.25 μg/g，是7号(26.39 μg/g，最低)的2.66倍；5号的Fe含量为1.98 μg/g，是1号(0.78 μg/g，最低)的2.54倍；11号的Mn含量为2.11 μg/g，是3号(0.38 μg/g，最低)的5.55倍；4号的Cu含量为6.64 μg/g，是7号(0.55 μg/g，最低)的12.07倍。

2.2.2 营养指标主成分分析 从表7看出，通过对16个营养指标进行主成分分析，共提取到5个特征值大于1的主成分，贡献率分别为28.36%、23.95%、14.60%、11.04%和8.86%，代表16个指标中86.81%的信息。其中，主成分1的代表性指标为可滴定酸、可溶性糖和糖酸比；主成分2的代表性指标为可溶性固形物、水分和Mg；主成分3的代表性指标为可食率；主成分4的代表性指标为VC和Zn；主成分5的代表性指标为可溶性蛋白质。据此构建得到不同地区奈李营养指标评价模型：Y=0.284Y1+0.240Y2+0.146Y3+0.110Y4+0.089Y5。计算得到12份奈李16个营养指标的综合得分(表8)，具体表现为11号>6号>9号>10号>5号>2号>8号>4号>1号>3号>12号>7号。

表7 12份奈李营养指标的主成分载荷矩阵、特征值及贡献率

表8 12份奈李营养指标的综合评价

2.3 果实品质因子的综合评价

2.3.1 相关性分析 从表9可见，L与水分呈显著正相关，与可滴定酸和Mg呈显著负相关；A与可溶性固形物、Mg和K呈显著正相关；B与K呈显著负相关；水分与可溶性固形物呈显著负相关；固酸比与可溶性糖、糖酸比呈显著正相关；VC与糖酸比呈显著负相关。表明，可以通过部分指标的测定预测与之相关的指标增减趋势，相关性越强，趋势越明显。

2.3.2 主成分分析 从表10可知，通过降维的方法对24个指标进行主成分分析，特征值大于1的成分共有6个，其累积贡献率达89.94%，包含奈李常规品质中绝大部分指标信息。第1主成分特征值5.77，贡献率24.05%，其中，贡献较大的指标为Mg和水分；第2主成分特征值5.45，贡献率22.73%，贡献较大的指标为糖酸比、固酸比和可滴定酸；第3主成分特征值3.52，贡献率14.69%，贡献较大的指标为单果重和横径；第4主成分特征值2.90，贡献率12.06%，贡献较大的指标为B；第5主成分特征值2.19，贡献率9.13%，贡献较大的指标为硬度；第6主成分特征值1.75，贡献率7.29%，贡献较大的指标为可溶性蛋白质和Ca。根据主成分分析，建立不同地区奈李果实品质综合评价模型：Z=0.240Z1+0.227Z2+0.147Z3+0.121Z4+0.091Z5+0.073Z6，据此计算得到12份奈李果实品质的综合得分(表11)，依次为3号>8号>5号>6号>4号>11号>7号>9号>10号>2号>1号>12号。

表10 12份奈李果实品质指标的主成分载荷矩阵、特征值及贡献率

表11 12份奈李果实品质指标的综合评价

2.3.3 聚类分析 从图1看出，在类间距离为15时，12份奈李被聚为4类。第1类包括4号、5号、3号、7号和8号奈李，其果实果皮明亮度、硬度和水分较高，糖酸比、固酸比适中；第2类包括10号、12号、1号、9号和2号，其果实拥有较高的可溶性糖和可滴定酸含量，糖酸比和钙元素含量较高；6号和11号分别归入第3类和第4类，6号果实硬度最小、钾元素含量最高，11号的可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、镁及锌元素含量最高。结合外观品质、营养指标分析结果看，第1类外观品质较优，第2类外观品质排名较为靠后，但营养指标评价居中，第3类和第4类的营养指标评价较高。

图1 12份奈李果实品质的系统聚类图谱

3 讨论

通过降维方法对贵州12份奈李的24个指标进行主成分分析，提取到6个主成分累积贡献率达89.94%，包含了奈李常规品质中大部分信息。第1主成分为Mg和水分，第2主成分主要代表为糖酸比、固酸比和可滴定酸，第3主成分主要代表为单果重和横径，第4主成分主要代表为黄蓝色物质浓度，第5主成分主要代表为硬度，第6主成分主要代表为可溶性蛋白质和Ca。对12份奈李的24个品质指标进行聚类分析后发现，在类间距离为15时，12份奈李被聚为4类，第1类果实果皮明亮度、硬度和水分较高，糖酸比、固酸比适中；第2类拥有较高的可溶性糖和可滴定酸含量，糖酸比和钙元素含量较高；第3类果实硬度最小、钾元素含量最高；第4类可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、镁及锌元素含量最高。结合外观品质、营养指标分析结果来看，第1类外观品质较优，第2类外观品质排名较为靠后，但营养指标评价居中，第3类和第4类营养指标评价较高。

果实品质的好坏直接决定其市场竞争力，水果品质包括外观品质和内在品质，包括色泽、果形、糖酸比及维生素含量等。广西奈李的平均单果重为86.43 g，可溶性总糖含量7.05%，总酸含量0.46%，VC含量6.59 mg/100g，可溶性固形物含量11.23%，固酸比24.41及糖酸比15.3[16]。广东奈李单果重一般70～100 g，最大单果重达180 g，可食率为97%[19]。1994年黔北地区引进的奈李单果重仅为40～80 g[6]，但其在长顺地区的最大单果重可达230 g[13]。12份奈李单果重为66.69～132.05 g，果形指数为0.95～1.09，硬度为6.18～8.73，水分为83.96%～88.02%，可食率为93.14%～98.07%，差异较小；可溶性固形物含量11.90%～17.37%，可滴定酸含量0.61%～1.29%，可溶性糖含量5.85%～13.41%，VC含量为0.17～0.60 mg/100g FW，固酸比及糖酸比最高值分别为25.83和18.82，样品间差异较大；7种被检矿质元素中，K、Mg和Zn元素在各样品中的含量基本相当，差异较小；Ca、Fe、Mn和Cu元素含量差异较大，最大差异倍数达12.07。不同园区的施肥条件、管理水平、土壤营养及其酸碱度等可能是影响奈李果实品质的因素。贵州奈李与广西、广东地区奈李品质也略有不同，可能与地方气候、光照、栽培管理等方面因素有关。

4 结论

根据主成分分析建立了贵州奈李果实外观品质评价模型：X=0.408X1+0.230X2+0.180X3；营养指标评价模型：Y=0.284Y1+0.240Y2+0.146Y3+0.110Y4+0.089Y5；综合评价模型：Z=0.240Z1+0.227Z2+0.147Z3+0.121Z4+0.091Z5+0.073Z6。通过系统聚类，12份奈李被聚为4类，第1类包括4号、5号、3号、7号和8号，其外观品质较优，第3类(6号)和第4类(11号)营养品质较优。12份奈李的综合品质依次为3号>8号>5号>6号>4号>11号>7号>9号>10号>2号>1号>12号。综合评价体系的建立可为贵州奈李产业可持续发展提供参考依据。