不同授粉品種綠寶蘋果主要營養品質及主成分分析

丁 倩石 玉甄潤英

(1. 天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384；2. 天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384)

蘋果作為中國栽培面積和產量最大的水果品種，在繁榮果品市場、滿足消費者需求等方面起到了重要的作用[1]。據統計[2]，2016年中國蘋果栽培面積為2.33×106hm2，產量達4.38×107t，約占世界蘋果總量的60%。蘋果的營養成分主要集中在蘋果的果肉、果皮中，包括蘋果多酚、三萜和植物甾醇、蛋白質、糖分、維生素和微量元素等[3]。為了改善蘋果的品質，專家們進行了多方面研究，采用多種方式對蘋果的品種進行改良。

張秀芝等[4]采用光譜分析技術研究了不同的砧木與蘋果葉營養元素、果實礦質營養和蘋果品質指標間的關系，發現砧木的類型影響蘋果葉片對礦質元素的吸收，并且蘋果葉片中的大量元素與果實的部分營養元素之間存在顯著相關性。黨納等[5]探討了以二氫茉莉酸甲酯和香草醛為主的2種蘋果品質改良劑對蘋果品質的影響，結果表明，2種品質改良劑均可促進蘋果的果皮著色、提高營養成分、改善果實風味、提高貯藏品質等；董曉燕等[6]比較了人工、壁蜂、自然3種授粉方法對七月鮮、寒富、富士等不同成熟度蘋果果實經濟性狀的影響，顯示人工授粉和壁蜂授粉的果實品質在單果重、果型指數、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸等均高于自然授粉，人工授粉的果實略優于壁蜂授粉的；徐臣善等[7]采用紅星、荷紅、美紅等9個授粉品種對“長富2號”紅富士蘋果進行授粉，分析其紅富士蘋果的品質，結果顯示，授粉后的蘋果果實中VC、可溶性蛋白等差異最顯著，干物質和可溶性固形物的差異顯著，表明授粉處理對紅富士果實品質有重要影響。

綠寶蘋果是高酸蘋果中的優良品種，產量高、果實大、出汁率高。高酸蘋果作為濃縮蘋果果汁優質原料果，兼具一定的烹食或鮮食功能，目前對于綠寶蘋果的研究集中在生產栽培等方面，如駱建霞等[8]將陜西銅川的綠寶蘋果引入天津進行栽培試驗，結果表明，綠寶蘋果在天津地區生長發育良好，且八棱海棠、圓葉海棠等可作為適宜的嫁接砧木，并根據生產性能指標初步篩選出幾種相對適宜的授粉品種：摩力士、大紅榮、首紅。但關于綠寶蘋果營養品質分析評價的研究相對較少，且普遍缺乏規律性。本研究擬以首紅、大紅榮、摩力士、紅富士、嘎啦和格力佛6個品種蘋果對綠寶蘋果進行授粉，分析其果實的主要營養物質，并與自然授粉的果實進行對比，通過綜合分析確定授粉品種對綠寶蘋果營養品質的影響，為改善綠寶蘋果的營養價值提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

綠寶蘋果果實：采摘于天津市薊縣櫻桃谷試驗基地的成熟果實，此果實為綠寶蘋果經首紅、大紅榮、摩力士、紅富士、嘎啦、格力佛等品種授粉以及自然授粉(對照)后的果實，要求果實新鮮、完整、無破損。取果實可食部分細碎混勻后進行各營養指標的測定。

1.1.2 主要儀器設備

可見分光光度計：WFJ7200型，上海美譜達儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HWS24型，上海一恒科學儀器有限公司；

凱氏定氮儀：UDK142型，北京怡孚和融科技有限公司。

1.2 營養品質測定指標及方法

1.2.1 指標測定

(1) VC含量：按GB 5009.86—2016的2，6-二氯靛酚滴定法執行。

(2) 總酚含量：按GB/T 8313—2008的福林-酚比色法執行。

(3) 黃酮含量：按NY/T 2010—2011的亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法執行。

(4) 總蛋白含量(粗蛋白)：采用凱氏定氮儀進行測定。

(5) 總糖含量：按SN/T 4260—2015的苯酚-硫酸法測定法執行。

(6) 無機物：按GB 50094—2010的總灰分測定法執行。

1.2.2 數據統計分析 試驗數據采用2016 WPS Excel和SPSS V17.0軟件進行統計整理，利用模糊數學中的隸屬函數值法和主成分分析法對營養品質的各項指標進行綜合評價。

隸屬函數值按式(1)計算：

RXi=Xi-Xmin/Xmax-Xmin，

(1)

式中：

Xi——實際測定數值；

Xmin和Xmax——分別為實際測定值中的最小值和最大值。

隸屬函數值越接近1越好，越接近0越差。

主成分分析Dn值[9-10]按式(2)計算：

(2)

式中：

Dn——主成分分析得到的果實品質綜合分值；

Fjn——第n個授粉品種第j個特征根>1 的主成分分值；

m——特征根>1 的主成分個數；

Ej——第j個主成分的方差貢獻率。

2 結果與分析

2.1 蛋白質、總糖和無機物含量對比

蛋白質、總糖、礦物質3種營養素對綠寶蘋果的營養品質有著重要影響，特別是糖的含量直接影響口感。6種不同授粉的綠寶蘋果和自然授粉綠寶蘋果的蛋白質、總糖和無機物(灰分)含量測定結果及比較分析見表1。

表1不同授粉品種綠寶蘋果蛋白質、總糖和灰分測定結果?

Table 1 Determination of the contents of protein, total sugar and ash in bramley apples with different pollination varieties

授粉品種總糖/(10-2g?g-1)蛋白質/(10-2g?g-1)灰分/%嘎啦 16.980±0.493B0.353±0.003fF0.206±0.014eE紅富士17.545±0.202A0.443±0.014cC0.310±0.007bB大紅榮16.402±0.338C0.414±0.004dD0.341±0.024aA摩力士12.144±0.933F0.511±0.015aA0.234±0.005dD格力佛12.976±0.173D0.362±0.010eE0.251±0.004cC首紅 12.715±0.167E0.349±0.004fF0.233±0.002dD自然 11.801±0.583G0.463±0.027bB0.235±0.052dD

? 同列大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上的顯著性差異。

表1結果顯示，經不同品種授粉的綠寶蘋果總糖含量相互間差異均達到極顯著水平，紅富士授粉的綠寶蘋果總糖含量最高(17.545 g/100 g)，自然授粉的最低。摩力士品種授粉后，綠寶蘋果的蛋白質含量最高(0.511 g/100 g)，極顯著高于其他授粉品種(P<0.01)，其次為自然授粉的，嘎啦和首紅品種授粉的最低。以大紅榮授粉的綠寶蘋果無機物(灰分)含量最高(0.341 g/100 g)，且顯著高于其他授粉品種，摩力士、首紅品種及自然授粉的蘋果相互間無差異，嘎啦授粉的最低。由此得到，通過適當品種授粉，可在不同程度上提高綠寶蘋果的蛋白質、總糖和礦物質含量。

2.2 果實中VC、多酚和黃酮含量對比

由表2可以看出 ，VC含量以摩力士品種授粉的綠寶蘋果最高(8.297 mg/100 g)，極顯著高于其他授粉品種，有3個授粉品種(摩力士、嘎啦、格力佛)高于自然授粉，不同授粉品種間均達到極顯著水平。經首紅品種授粉的綠寶蘋果黃酮類化合物含量最高(4.849 mg/100 g)，其次為紅富士授粉的綠寶蘋果，且相比于自然授粉，有4個授粉品種(首紅、大紅榮、紅富士、摩力士)在黃酮含量上有所提高。多酚含量以首紅品種授粉的綠寶蘋果最高(5.464 mg/100 g)，其次為紅富士授粉的，自然授粉的最低，各品種間達到顯著水平。從上述3個指標分析看，采用適當的品種授粉可在一定程度上改善綠寶蘋果的營養品質。

表2不同授粉品種綠寶蘋果VC、多酚和黃酮測定結果?

Table 2 Determination of the contents of VC, polyphenols and flavonoid in Bramley apples with different pollination varieties mg/100 g

授粉品種VC黃酮多酚嘎啦 5.025±0.015B2.180±0.023E3.555±0.095dD紅富士1.733±0.072E3.555±0.022B4.945±0.056bB大紅榮0.764±0.072G3.462±0.026C4.303±0.023cC摩力士8.297±0.061A3.079±0.021D4.322±0.077cC格力佛2.983±0.119C1.771±0.061G3.336±0.024eE首紅 1.100±0.091F4.849±0.021A5.464±0.072aA自然 1.898±0.024D2.061±0.067F3.250±0.065fF

? 同列中大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上的顯著性差異。

VC是評價綠寶蘋果營養品質的重要指標。王衛江等[11]采用新紅星、嘎啦、秦冠、首紅、藤牧和金帥6個授粉品種對新紅1號蘋果進行授粉，分析其果實品質差異，結果顯示，授粉品種對果實VC含量影響不大；而徐臣善等[7]以紅星、荷紅、美紅等9個品種分別對“長富2號”紅富士蘋果進行授粉，分析其果實中VC含量，結果顯示授粉后的蘋果果實中VC差異極顯著。本試驗分析得到，不同品種授粉的蘋果VC含量相互間差異均達到極顯著水平，與徐臣善[8]的觀點一致。

食物中的活性成分，如植物多酚(酚酸和黃酮類化合物)等是目前食品營養學研究較為活躍的領域[12]，這些活性成分具有抗氧化、抗腫瘤、延緩衰老等功能。本試驗中6個授粉品種綠寶果實的多酚含量、4個授粉后果實黃酮含量均高于自然授粉。結果表明，選擇適宜的授粉品種可以改善綠寶蘋果的保健功能。

2.3 隸屬函數及主成分分析

因用單一指標評價不同品種授粉的綠寶蘋果營養品質具有片面性，而隸屬函數可綜合評價各指標。本試驗對VC、多酚、黃酮類化合物、蛋白質、總糖、礦物質含量等一系列反映營養品質的指標進行了隸屬函數分析(見表3)。

表3 不同品種授粉和自然授粉的綠寶蘋果營養品質隸屬函數值

從表3可以看到，7個不同品種授粉的綠寶蘋果營養品質均值排名，隸屬函數值排序依次為：紅富士、大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然、格力佛。均值越大，表明綠寶蘋果營養品質越好。紅富士品種授粉的綠寶蘋果營養品質最好，其次是大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然，格力佛授粉的最差。

上述隸屬函數結果未對各測試指標給予權重系數計算，因此，為更客觀地評價不同品種授粉的綠寶蘋果營養品質，需對隸屬函數轉化后的結果進行主成分分析見表4～6。

表4結果顯示，主成分分析對6個測試指標的提取率中，大多數都在90%以上，有2個指標提取率雖不高，但二者均大于60%，能夠很好地反映原始變量的主要信息，故說明主成分分析在本試驗中具有可行性。

從表5中可知，特征值大于1的主成分有3個，第1主成分的方差貢獻率為42.194%；第2主成分的方差貢獻率為23.604%；第3主成分的方差貢獻率為19.274%，3個主成分累計貢獻率達85.072%，包含了樣品中絕大多數信息，能反映綠寶蘋果營養品質的整體信息[13-14]，因此可以選前3個主成分進行分析。

根據表6，共選出了3個主成分：第1主成分的主要營養指標是黃酮類化合物、多酚、灰分和VC，可命名為黃酮因子；第2主成分的是總糖、蛋白質、黃酮和多酚，可命名為蛋白因子；第3主成分的是無機物(灰分)和蛋白質，可命名為灰分因子。

由表7可計算綠寶蘋果營養品質的綜合分值即Dn值，Dn值越大，則表明營養品質越好。根據主成分分析結果，按Dn值排序與隸屬函數分析結果基本一致。因此，綜合分析可得出，不同授粉品種綠寶蘋果營養品質從高到低依次為：紅富士、大紅榮、摩力士、首紅、嘎啦、自然、格力佛。

表4 公因子方差

表5 解釋的總方差

表6 成分矩陣

表7不同授粉品種綠寶蘋果營養品質綜合分值

Table 7 Comprehensive score of nutritional quality in bramley apples with different pollination varieties

授粉品種Dn綜合排序紅富士169.631大紅榮144.542摩力士137.013首紅 117.844嘎啦 73.345自然 47.466格力佛40.677

3 結論

本研究分析了6個不同授粉品種的綠寶蘋果果實的蛋白質、總糖、灰分、VC、多酚以及黃酮含量，并與自然授粉的進行比較，結果顯示各測定指標均有顯著或極顯著差異，結合隸屬函數和主成分分析得出：授粉品種會影響綠寶蘋果的營養品質，本研究中有4個授粉品種的綠寶蘋果營養品質均優于自然授粉，其優劣順序排列依次為摩力士、嘎啦、格力佛、大紅榮。

要最終確定綠寶蘋果最適宜的授粉品種以更適于加工或貯藏，則需進一步對果實產量、加工及貯藏特性等方面進行研究。

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