番茄营养成分与感官品质评价指标多元统计分析

赵 燕，邱鹏程，吴凌波，王 乐，刘景雷

（鄂尔多斯市农牧技术推广中心，内蒙古康巴什 017000）

番茄是我国重要的蔬果兼用型农作物，是世界栽培最广泛的蔬菜之一[1]。感官品质是衡量番茄品质的重要标准之一，加强相关研究意义重大[2-3]。番茄富含大量的VC、番茄红素和矿物质，能够提高人体免疫力，改善血脂和抑制心血管疾病，是血管健康天然良方。随着人们生活水平的普遍提高，番茄作为水果的消费量逐年上升[4-5]，但番茄果实风味品质下降是消费者对现代栽培番茄的普遍评价[6]，提升果实风味品质已成为番茄育种者的主要目标之一，同时也是我国番茄产业发展的迫切需求[7-8]。加强鲜食番茄感官品质评价等研究，可以帮助产品瞄准受众，找准市场，促进番茄产业向订单农业发展[9]。薛坤[10]对29 个樱桃番茄品种的营养成分、产量、感官等进行了相关分析，结果表明，单果重、糖酸比、硬度、果形指数、番茄红素和VC 可作为评价番茄综合品质的指标；周艳超等[11]应用SPSS 统计学软件对29 份樱桃番茄种质资源的14 个品质性状进行主成分分析，得出可用5 个主成分代表14 个品质指标评价樱桃番茄综合品质的结论；刘思恬等[12]对比了15 个番茄品种的可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白、VC 以及矿质元素、氨基酸、酚类化合物含量等营养品质相关指标，分析了普通番茄、口感番茄和樱桃番茄在果实营养品质方面的差异；王仁杰等[13]对10 个番茄品种的感官评价和营养成分进行了相关性分析，得出感官评分与可溶性固形物、可溶性糖、果糖、维生素和蛋白质含量有显著的正相关关系。沈彦辉等[14]采用主成分分析法和聚类分析法，对不同品种口感番茄生长指标、果实农艺性状、品质和产量等指标进行了评价；陈妹姑等[15]对11 份榴莲品种的10 个外观品质、5 个营养品质和8 个矿物品质指标进行比较，得出评价榴莲综合品质的关键性指标, 为榴莲品种的品质筛选及鉴定提供参考依据。近年来，运用SPSS 统计学软件对多种作物的相关指标进行相关性分析、主成分分析、聚类分析的报道多见，这些多元统计分析方法已经成为综合分析常用方法[16-18]。

表1 樱桃番茄品种营养成分含量Table 1 Nutrient content of cherry tomato varieties

目前，在番茄上还没有可以借鉴参考的相关评价标准。为了使番茄品质的评价结果更加科学、准确，从而帮助番茄种植者把握市场需求，对拟引进番茄品种进行品质评价，快速筛选出消费者喜爱、感官风味优良的鲜食番茄并加以推广，本试验采用多元统计分析方法对不同番茄品种的营养成分和感官品质评价指标的关系进行分析，并建立番茄感官品质评价模型，以期为番茄产业转型升级、高质量发展提供借鉴与参考。

1 材料和方法

1.1 材料

樱桃番茄品种10 个：千禧、凤珠、蜜株3 号、航粉樱6 号、釜山88、金贝贝、航黄樱1 号、紫彩霞番茄、航彩樱1 号、猕猴桃番茄；大番茄品种9 个：普罗旺斯、安特莱斯、优柿三号、阿加莎505、田蜜199、航粉高糖、香妃9 号、蜜鲁蜜粉、秀太郎。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

供试品种于2022 年1 月4 日穴盘播种育苗，2 月11 日定植，温室高垄栽培，株行距0.20 m×1.45 m，保苗33 000 株/hm2。栽培管理采用水肥一体化、膜下滴灌，气象条件、田间管理、土壤条件均一致，保证番茄果实品质差异只源于不同品种。5 月下旬进入成熟期，6 月9 日随机摘取成熟度一致的10 个番茄果实作为样本，送中国农业科学院草原研究所分析测试中心进行果实营养成分测定。

1.2.2 营养成分测定

可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，VC 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，番茄红素含量采用GB/T 14215—2008《番茄红素的测定方法》中的方法测定，可溶性固形物含量采用手持折光仪测定，可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定。

1.2.3 感官品质评价

具体分析过程及结果见参考文献［19］。

1.2.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2019 软件进行数据处理，并使用IBM SPSS Statistics 28.0 统计学软件进行相关性分析、主成分分析、多元线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同番茄品种营养成分分析

由表1、表2 可知，除水分外，樱桃番茄品种中各种营养成分含量均高于大番茄品种。由于樱桃番茄品种猕猴桃番茄、金贝贝、航黄樱1 号几乎不含有番茄红素，因此番茄红素含量平均值为26.50 mg/kg，低于大番茄品种的39.38 mg/kg。樱桃番茄品种的VC 含量平均值为30.77 mg/100 g，大番茄品种的为18.14 mg/100 g，樱桃番茄是大番茄的近2 倍。

表2 大番茄品种营养成分含量Table 2 Nutrient content of large tomato varieties

2.2 相关性分析

用IBM SPSS Statistics 28.0 统计学软件对番茄品种的8 种营养成分含量和5 种感官评价指标[19]进行相关性分析。由表3 可知，在所有番茄品种中与得分相关程度最高的为可溶性固形物，相关系数为0.413，其他指标依次为铁（-0.373）、可溶性糖（0.327）、水分（-0.320）、番茄红素（-0.290）、可滴定酸（0.162）、VC（-0.077）和锌（-0.057）；与投票相关程度最高的为可溶性固形物，相关系数为0.479，其他指标依次为水分（-0.417）、可溶性糖（0.384）、番茄红素（-0.307）、铁（-0.267）、可滴定酸（0.173）、VC（0.110）和锌（-0.007）；与滋味口感相关系数大于0.300 的为可溶性固形物（0.458）、可溶性糖（0.401）、铁（-0.384）、水分（-0.378）、番茄红素（-0.304）；与果肉细腻度相关系数大于0.300 的为铁（-0.353）；与汁水丰沛度相关系数大于0.300 的为可溶性固形物（0.445）、可溶性糖（0.408）、番茄红素（-0.348）、水分（-0.347）；与香气浓郁程度相关系数大于0.300 的为可溶性固形物（0.499*）、水分（-0.407）、可滴定酸（0.334）、可溶性糖（0.328）、番茄红素（-0.324）。可以看出，可溶性固形物与滋味口感、香气浓郁程度、汁水丰沛度相关系数均最高，分别为0.458、0.499、0.445。

表3 19 种番茄营养成分与感官评价结果相关性分析Table 3 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 19 tomato species

由表4 可知，在樱桃番茄品种中与得分相关程度最高的为番茄红素，相关系数为-0.537，其他指标依次为可溶性固形物（0.477）、水分（-0.340）、铁（-0.311）、VC（0.270）、可滴定酸（-0.107）、可溶性糖（0.050）、锌（0.014）；与投票相关程度最高的为可溶性固形物，相关系数为0.478，其他指标依次为番茄红素（-0.355）、铁（-0.226）、水分（-0.215）、VC（0.148）、锌（-0.116）、可滴定酸（-0.111）、可溶性糖（0.001）；与滋味口感相关系数大于0.300 的为可溶性固形物（0.497）、番茄红素（-0.454）、铁（-0.392）、水分（-0.368）、VC（0.327）；与果肉细腻度相关系数大于0.300 的为番茄红素（-0.721）、可滴定酸（-0.315）；与汁水丰沛度相关系数大于0.300 的为番茄红素（-0.636）、可溶性固形物（0.508）、水分（-0.359）、VC（0.358）；与香气浓郁程度相关系数大于0.300 的为可溶性固形物（0.564）、水分（-0.535）、VC（0.467）、番茄红素（-0.424）、铁（-0.309）。可以看出，可溶性固形物与香气浓郁程度、滋味口感、汁水丰沛度相关系数均为最高，分别为0.564、0.497、0.508。

表4 10 种樱桃番茄营养成分与感官评价结果相关性分析Table 4 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 10 cherry tomato varieties

由表5 可知，在大番茄品种中与得分相关程度最高的为可溶性糖，相关系数为0.767，其他指标依次为可溶性固形物（0.611）、水分（-0.579）、可滴定酸（0.432）、铁（-0.353）、VC（0.302）、番茄红素（-0.219）、锌（0.088）；与投票相关程度最高的为可溶性糖，相关系数为0.855，其他指标依次为水分（-0.601）、可溶性固形物（0.556）、可滴定酸（0.338）、铁（-0.324）、VC（0.312）、番茄红素（-0.281）、锌（0.132）；与滋味口感相关系数大于0.300 的为可溶性糖（0.862）、可溶性固形物（0.624）、水分（-0.606）、可滴定酸（0.482）、VC（0.368）、铁（-0.316）、番茄红素（-0.303）；与果肉细腻度相关系数大于0.300 的为铁（-0.683）、水分（-0.487）、可溶性糖（0.422）、番茄红素（0.374）、可溶性固形物（0.359）；与汁水丰沛度相关系数大于0.300 的为可溶性糖（0.815）、可溶性固形物（0.671）、水分（-0.641）、可滴定酸（0.450）、VC（0.397）；与香气浓郁程度相关系数大于0.300 的为可溶性糖（0.828）、可溶性固形物（0.691）、水分（-0.625）、可滴定酸（0.539）、番茄红素（-0.498）、VC（0.467）。可以看出，与滋味口感、汁水丰沛度、香气浓郁程度相关程度最高的为可溶性糖，相关系数分别为0.862、0.815、0.828，其次为可溶性固形物，相关系数分别为0.624、0.671、0.691；可溶性固形物与可溶性糖呈显著正相关，相关系数为0.695。

表5 9 种大番茄营养成分与感官评价结果相关性分析Table 5 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 9 large tomato varieties

由表3、表4、表5 可知，可溶性固形物与VC 呈极显著正相关，相关系数分别为0.582、0.830、0.881；与可滴定酸呈显著或极显著正相关，相关系数分别为0.824、0.636、0.861。水分与汁水丰沛度、得分和投票均呈负相关。铁、番茄红素和感官品质存在一定的相关性，樱桃番茄的番茄红素与果肉细腻度、汁水丰沛度均呈显著负相关，相关系数分别为-0.721、-0.636；大番茄的铁与果肉细腻度呈显著负相关，相关系数为-0.683；铁与番茄红素均呈负相关，相关系数分别为-0.683、-0.551、-0.665。锌与感官品质相关程度低。投票和得分相关系数分别为0.819、0.801、0.917，并且由表3 可知，得分与5 个感官评价指标也呈显著或极显著正相关，进一步验证了感官品质评价指标和分值设置相对合理。

2.3 主成分分析

相关分析结果（选取相关系数大于0.300 的因子），以特征值大于1、累计方差贡献率大于74.939%为标准，对11 个相关指标进行了主成分分析。检验结果KMO 值为0.611，大于0.600，显著性P值小于0.001，说明适合进行探索性因子分析。由表6 可知，特征值大于1 的主成分有3 个，其主成分累计方差贡献率达74.939%，代表了番茄74.939%的感官品质信息，因此可以用这3 个主成分代表11 个指标评价鲜食番茄感官品质。旋转后的成分矩阵见表7，第1 因子反映数据信息量的36.330%，包括滋味口感、汁水丰沛度、香气浓郁程度、果肉细腻度、色泽与果型，均为感官评价因子；第2 因子贡献率23.032%，主要为可溶性固形物、可滴定酸、VC、可溶性糖，均与番茄风味密切相关，是决定番茄风味口感的主要营养成分因子；第3 因子贡献率为15.577%，主要是铁和番茄红素。

表6 3 个主成分因子总方差解释Table 6 Total variance explanation for the three principal components

表7 旋转后的成分矩阵和成分得分系数矩阵Table 7 Component matrix after rotation and component score coefficient matrix

2.4 多元线性回归分析

结合相关分析和主成分因子分析结果，以感官评价综合得分作为因变量，可溶性固形物、VC、可滴定酸、可溶性糖、铁、番茄红素为自变量（预测变量），进行多元线性回归分析，可溶性糖P＞0.05，且可溶性糖与可溶性固形物相关程度很高，所以可减少一个指标，使用多元线性回归分析对假设模型进行检验。检验结果显示（表8），德宾-沃森值为2.015，接近2，通过检验；P＜0.001，通过检验；VIF 值均小于5，不存在共线性问题，模型通过了检验。模型公式为：番茄感官品质推测得分=93.039-0.304×VC 含量-0.179×番茄红素含量-0.621×铁含量+2.314×可溶性固形物含量-1.585×可滴定酸含量。根据模型计算19 个番茄品种得分并进行排名（表9），排名结果与感官评价结果[19]基本一致。这种简化后的方法操作简单、快速，不需要开展问卷调查，这个模型为快速简便地进行番茄感官品质评价提供了更多参考。

表8 多元线性回归分析汇总Table 8 Summary of multiple linear regression analysis

表9 两组番茄品种相关营养成分得分及排名Table 9 Scores and rankings of related nutrients of tomato varieties in the two groups

3 结论与讨论

对19个番茄品种的8 种营养成分与5 种感官品质评价指标进行相关分析，8 种营养成分中除锌以外的7 种营养成分均与感官品质指标有关。大番茄和樱桃番茄中的可溶性固形物与得分、投票、滋味口感、香气浓郁程度等相关系数均大于0.400，相关性稳定而突出。大番茄的可溶性糖与得分、投票、滋味口感、香气浓郁程度均呈显著或极显著正相关，樱桃番茄则相关性不明显。大番茄和樱桃番茄中的可溶性固形物与VC、可滴定酸均呈显著正相关，大番茄中的可溶性固形物与可溶性糖呈显著正相关。水分含量并不能说明汁水丰沛度这种口感，水分高反而会降低番茄整体风味口感，这与廉晓娟等[20]、刘宇曦等[21]、冯腾腾等[22]的研究结果一致。建议种植番茄者在番茄果实成熟后期，可采取水分亏缺措施，能够显著提高可溶性固形物、可滴定酸和VC 的含量[23]。市场上口感品质好的番茄价格是普通番茄的3～4倍，在产量增加不到3～4 倍的前提下，提升番茄感官品质，销售额和效益可能会更好，因此不能盲目灌水追求产量。对番茄11 个品质评价指标进行主成分分析，提取出代表番茄75%品质信息的3 个主成分因子；第3 个因子铁和番茄红素的报道较为少见，在今后研究中需进一步开展相关验证。通过线性回归分析结果得出一个仅通过营养成分推断番茄感官品质的简易模型，该模型在无法开展感官品质评价的情况下，为快速简便进行番茄品质测定提供了更多可能。