陜西安康地區10 個日本引種枇杷果實品質比較

李檐堂，霍宇航，孟瑤瑤，魯周民*

（西北農林科技大學林學院，陜西 楊凌 712100）

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）原產于中國，為薔薇科枇杷屬植物，在我國栽培歷史悠久，種質資源豐富，秋冬季開花，果實成熟于初夏，是一種風味甘甜、柔軟多汁、肉質細膩的鮮食水果[1]。枇杷富含三萜酸類、黃酮類、酚類、皂苷類等多種生物活性成分[2]，因其具有祛痰止咳、生津潤肺、清熱健胃、預防癌癥等功效而深受各地消費者青睞[3]。

枇杷在中國主要分布于秦嶺以南的福建、四川、江蘇、廣東、浙江、安徽和重慶等地，陜西安康和漢中為枇杷自然分布的北緣。不同地區栽培的枇杷品種多有不同，如福建栽植品種有‘坂紅’、‘太城4號’、‘解放鐘’、‘長紅3號’、‘早鐘6號’和‘白梨’等[4-5]；四川栽培以‘大五星’為主，樂山引種日本枇杷品種有‘里見’、‘有永’、‘有間’、‘大房’和‘房光’等[6]；‘雞蛋白’、‘冰糖種’、‘甜種’、‘白玉’、‘照種’等產自江蘇[7]；‘大紅袍’、‘軟條白砂’和‘大葉楊墩’等分布于浙江[8]；重慶栽植有‘寧海白’、‘貴妃’、‘華白1號’、‘金華1號’等。不同品種枇杷由于具有各自的特性，對自然生態條件的要求也各有差異，在同一地區栽培果實也會有不同的產量及品質。因此，進行不同品種果實品質比較研究就成為評價品種適應性和優良品種選育的必由之路。主成分分析法能將多個變量通過線性變換選出較少的綜合因子來代表眾多的變量，從而達到簡化評價指標的目的[9]。聚類分析是一種將研究對象（樣品或指標）分為相對同質群組的統計分析技術[10-11]。主成分分析和聚類分析方法已逐漸成為對蘋果[12]、楊梅[13]、藍莓[14]、荔枝[15]、棗[16]等水果進行產品質量評判的有效途徑。

枇杷作為國內亞熱帶特色水果，絕大多數以鮮果消費為主。目前培育不同成熟時期、口感優良的優質大果枇杷仍然是研究的主要方向。據統計，我國枇杷栽培總面積大約13萬 hm2，總產量為60萬 t[17]，隨著枇杷栽培面積和產量的增加，一些地方出現枇杷鮮果供大于求的情況，導致其價格下跌[18]。因此，提高產品附加值顯得尤為重要，目前已有枇杷飲料、罐頭、果酒、果醋、果脯、果膏等枇杷深加工產品[19]，而枇杷品種的果實特性與加工產品的品質密切相關[20]。拓寬鮮銷市場、生產各類加工產品及開發保健功效等多種形式對枇杷產業結構調整及區域產業優化具有重要意義。

枇杷果實品質評價涉及的品種多以南方栽植為主[21-23]。陜南地區獨特的氣候特點賦予了當地枇杷優異的品質，目前，陜南地區枇杷產業發展主要以引進品種為主，枇杷生產還存在品種單一和結構不合理等問題。為給陜南地區枇杷生產提供優良品種，本課題組于2001年從日本長崎果樹實驗站引進了10 個枇杷品種，在陜西安康進行栽培實驗。為了充分了解枇杷果實在安康地區的品質差異，本研究以10 個日本引種枇杷成熟果實為實驗材料，通過測定不同品種枇杷的感官品質、營養品質及功能成分，應用主成分分析和聚類分析方法比較不同枇杷品種間的綜合品質差異，研究枇杷的鮮食品質及加工適宜性，旨在為當地枇杷產業發展中品種類型劃分與品種選育提供理論依據，為當地枇杷產業發展提供良種支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實驗材料均采自西北農林科技大學安康北亞熱帶經濟林果樹實驗示范站栽植的17 年生植株，株行距為4 m×6 m，東南偏東坡向，采用自然狀態下未進行疏花疏果的管理模式。實驗品種為引自日本的‘津云’、‘GOLD NUGGET’、‘CHAMPAGNE’（即‘森尾早生’）、‘ADVANCE’、‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’、‘長崎早生’、‘長生早生’和‘瑞穗’，以當地枇杷品種‘麥后黃’為參考，其中‘白茂木’為白肉枇杷，其余均為紅肉枇杷。

濃硫酸、鹽酸、冰醋酸、氫氧化鉀（均為分析純）天津光復精細化工研究所；氫氧化鈉、無水乙醇、VC、蒽酮、葡萄糖、沒食子酸、蘆?。ň鶠榉治黾儯?廣東光華科技股份有限公司；2,2’-聯氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt，ABTS）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、三吡啶基三嗪（tripyridyltriazine，TPTZ）（均為分析純） 上海藍季生物科技有限公司；三氯化鐵、過硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；福林-酚試劑 上海荔達生物科技有限公司；水溶性VE（Trolox）、β-胡蘿卜素（均為色譜純） 美國Sigma公司；甲醇、氯仿（均為色譜純） 天津市科密歐化學試劑有限公司；甲基叔丁基醚（色譜純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

350-8519型萬分之一分析天平 瑞士Precisa公司；EPS-3001便攜式電子天平 長沙湘平科技發展有限公司；EZ-SZ500N型物性分析儀、UV-1240型紫外-可見分光光度計 日本島津公司；CR-10型色差儀 日本Konica Minolta公司；WYT-4型手持折光計 上海精密儀器儀表有限公司；H1850型高速離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；UHH-S4型恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；DGG-9140A型電熱恒溫鼓風干燥箱上海森信實驗儀器有限公司；ISS110-230型真空濃縮儀美國Thermo Fisher Scientific公司；1260型高效液相色譜儀 美國安捷倫科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試樣采集與處理

不同品種枇杷果實采摘后剔除傷果、病果，挑選色澤均勻、成熟度（觀察果皮顏色判定）一致的新鮮果實。其中一部分果實去核、去皮，貯存于液氮中運回實驗室，用球磨儀研磨成凍干粉，于-70 ℃超低溫冰箱中貯存備用，進行營養指標及功能成分的測定，每個指標3 次重復；另一部分運回實驗室洗凈、擦干，測定其單果質量、縱橫徑、色值、硬度等物性指標，各指標測10 個果實，取平均值。

1.3.2 物性指標測定

隨機挑選10 個枇杷果實，用電子天平稱量單果質量；用游標卡尺測量果實的縱徑和橫徑，果形指數按式（1）計算；使用色差儀采用L*、a*、b*系統，在每個果實表面選取3 個部位測量色值，并按式（2）、（3）計算飽和度（C）和色調角（Hab）；采用物性分析儀在每個果實表面選3 個點測定硬度；沿果實縫合線切開，取出果核稱質量，并按式（4）計算可食率。

1.3.3 營養指標測定

果實水分質量分數的測定采用恒質量法，按式（5）計算；可溶性固形物質量分數采用手持折光計測定[24]；可滴定酸質量分數參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，用0.05 mol/L氫氧化鈉標準液滴定，以蘋果酸質量計[25]；總糖含量的測定采用蒽酮-硫酸比色法[26]；固酸比為可溶性固形物質量分數和可滴定酸質量分數的比值；VC含量采用紫外分光光度法測定，基于VC溶液在紫外區265 nm波長處有最大吸收，采用Cu2+氧化消除基體干擾理論[27]進行測定；β-胡蘿卜素含量采用高效液相色譜法[28]測定。

1.3.4 功能性指標測定

總酚含量的測定采用福林-酚法[29-30]；黃酮含量的測定采用硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法[31]。

抗氧化活性指標參考文獻[32-34]中方法并加以修改。稱取3 g植物材料，加入9 mL體積分數70%乙醇溶液，浸泡1.5 h后超聲輔助提取0.5 h，溫度40 ℃，超聲功率100 W，然后4 000 r/min離心10 min，取上清液待測。

ABTS陽離子自由基清除能力的測定：取7 mmol/L ABTS溶液與2.45 mmol/L過硫酸鉀按體積比1∶1混合，在室溫下暗反應12～16 h，制成ABTS儲備液。將30 ℃ ABTS儲備液用磷酸鹽緩沖液調至在波長734 nm處吸光度為0.70±0.02。吸取100 μL樣品提取液，加入3.9 mL ABTS儲備液，在37 ℃水浴中反應10 min，于734 nm波長處測定吸光度。用Trolox標準液（濃度梯度800、600、400、200、100、25 μmol/L）制作標準曲線，以Trolox濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標。

DPPH自由基清除能力的測定：準確稱取3.98 mg DPPH，用體積分數70%乙醇溶液定容至100 mL容量瓶中，即得濃度為100 μmol/L的DPPH溶液，現配現用。將400 μL樣品提取液加到3.6 mL DPPH-乙醇溶液中，避光反應30 min，于517 nm波長處測定吸光度，以等體積70%乙醇溶液代替樣品提取液為對照。用Trolox標準液（濃度梯度300、250、200、150、100、50、0 μmol/L）制作標準曲線，以Trolox濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標。

鐵離子還原能力（ferric-reducing/antioxidant power，FRAP）的測定：準確吸取600 μL樣品提取液，加入4.5 mL預熱至37 ℃的FRAP工作液，在37 ℃水浴中反應10 min，在波長593 nm處測定吸光度，以體積分數70%乙醇溶液作為空白管，記錄吸光度。用Trolox標準液（濃度梯度設置0、6.25、12.5、25、50、100、200 μmol/L）制作標準曲線。根據反應后的吸光度，在標準曲線上求得相應Trolox濃度。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2016與SPSS 20.0軟件進行統計分析，指標結果均用Duncan新復極差法進行差異顯著性分析（P＜0.05），結果用±s表示。采用主成分分析與聚類分析相結合的方法進行枇杷果實綜合品質評價。

2 結果與分析

2.1 不同品種枇杷果實物性指標分析結果

表 1 不同枇杷品種物性指標比較Table 1 Physical indicators of loquat fruit from different cultivars

如表1所示，不同品種枇杷果實性狀存在較大差異。‘GOLD NUGGET’單果質量最大，平均單果質量為33.85 g，顯著大于其他品種（P＜0.05）；‘津云’單果質量最小?？墒陈史植荚?7.50%～88.21%之間，其中除‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’和‘長生早生’外，其余品種可食率均高于80%。硬度是影響果實貯藏、運輸的重要因素，其中‘福原早生’果實硬度較大，為6.95 N，而‘長生早生’果實硬度較小。根據果形指數可知，‘GOLD NUGGET’和‘長生早生’果實呈扁圓形，‘森本’、‘瑞穗’和‘麥后黃’呈圓形，其他品種呈長圓形。

2.2 不同品種枇杷果實色值分析結果

表 2 不同品種枇杷果實表面色差比較Table 2 Surface color of loquat fruit from different cultivars

L*值代表亮度，范圍為0～100。由表2可知，‘麥后黃’、‘白茂木’、‘森本’和‘ADVANCE’果實L*值顯著高于其他品種（P＜0.05），光澤度較佳。a*值表示果實中呈色物質的紅綠偏向，a*值為正則果實趨于紅色，a*值為負則果實趨于綠色；b*值表示果實中呈色物質的黃藍偏向，b*值為正則果實偏向黃色，b*值為負則果實偏向藍色。11 個品種枇杷果實中，‘長崎早生’a*值最大，較其他品種偏紅；‘白茂木’b*值最大，說明果實更偏黃色，與其白色的果肉有關。Hab從0°～180°依次為紫紅、紅、橙、黃、黃綠、藍綠色，其中Hab＝0°為紫紅色，Hab＝90°為黃色，Hab＝180°為藍綠色；各品種枇杷果實中‘津云’的Hab為56.48°，‘長崎早生’和‘GOLD NUGGET’次之，說明果皮顏色趨于紅色；而‘白茂木’和‘麥后黃’Hab較大，說明兩種果實顏色偏黃。C值代表色彩的鮮艷程度，數值越大顏色越鮮艷，其中‘GOLD NUGGET’品種C值最大，但與‘ADVANCE’、‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’和‘長崎早生’并無顯著差異（P＞0.05）。

2.3 不同品種枇杷果實營養指標分析結果

如表3所示，不同品種枇杷所含營養物質水平差異較大。果實的水分質量分數是鮮食和加工果汁、果酒或果醋的重要指標。水分質量分數最高的為‘麥后黃’，達到92.70%，其次為‘GOLD NUGGET’。11 個枇杷品種中可滴定酸質量分數均較低，其中‘麥后黃’顯著高于其他品種（P＜0.05），‘津云’、‘CHAMPAGNE’和‘長崎早生’果實中可滴定酸質量分數較低。可溶性固形物是水果中所有溶解于水的化合物的總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質等，‘長崎早生’果實可溶性固形物質量分數顯著高于其他品種（P＜0.05），達到13.0%。各品種果實中總糖含量變化幅度較大，其中‘長崎早生’總糖含量最高，‘ADVANCE’次之。11 個枇杷品種中固酸比差異較大，其中‘長崎早生’顯著高于其他品種（P＜0.05），而‘麥后黃’最低?！尽麑嵵蠽C含量顯著高于其他品種（P＜0.05）。不同品種果實中β-胡蘿卜素含量差異明顯，‘ADVANCE’中β-胡蘿卜素含量最高，而‘福原早生’中最低。

表 3 不同品種枇杷果實營養指標比較Table 3 Nutritional indicators of loquat fruit from different cultivars

2.4 不同品種枇杷果實功能性指標分析結果

表 4 不同品種枇杷果實中總酚、黃酮含量及抗氧化活性Table 4 Total phenols and fl avonoids contents and antioxidant activity of loquat fruit from different cultivars

表4表明，不同品種枇杷果實黃酮、總酚含量以及抗氧化活性均存在較大差異?！瓹HAMPAGNE’中黃酮含量為824.36 μg/g，顯著高于其他品種（P＜0.05）；‘ADVANCE’中總酚含量最高，達到692.41 μg/g，其次為‘長崎早生’和‘瑞穗’。而當地品種‘麥后黃’中黃酮和總酚含量均較低。枇杷果實抗氧化活性在ABTS陽離子自由基清除能力、FRAP和DPPH自由基清除能力3 個指標體系中也存在差異。其中，ABTS陽離子自由基清除能力和FRAP變化趨勢存在較大的相似性，且與黃酮含量存在極顯著的相關性（P＜0.01）。采用ABTS法測定的‘CHAMPAGNE’果肉抗氧化活性顯著高于其他品種（P＜0.05），其次為‘ADVANCE’。用FRAP法評價果實抗氧化活性均較低，分布在0.40～0.82 μmol/g之間，其中‘CHAMPAGNE’抗氧化活性最強。用DPPH法比較抗氧化活性，結果顯示，‘CHAMPAGNE’、‘津云’、‘ADVANCE’和‘長生早生’較高。分析枇杷果實中功能性成分及抗氧化活性指標得出，‘CHAMPAGNE’、‘ADVANCE’和‘森本’中總酚和黃酮含量較高，且抗氧化活性較強，可能具有一定的保健功能。

2.5 不同品種枇杷果實評價指標的主成分分析結果

表 5 4 個主成分的特征向量、特征根、貢獻率及累計貢獻率Table 5 Characteristic vectors，characteristic roots，contribution rates and cumulative contribution rates of four principal components

依據以上分析結果，剔除化學性質相似、變異程度較小的外觀指標，針對性地選取包括物性品質、營養成分和抗氧化活性10 個評價指標，采用主成分分析法將多指標轉化為少量綜合指標，保證盡可能地反映原來變量的信息量[35]。主成分的載荷矩陣旋轉之后載荷系數更接近1或者0，這樣得到的主成分能夠更好地解釋和命名變量。如表5所示，共提取出4 個主成分，累積方差貢獻率達到85.666%，解釋了絕大部分原始信息。第1主成分（PC1）方差貢獻率為35.818%，主要綜合了固酸比、總糖含量、水分質量分數和可滴定酸質量分數的信息，其中固酸比和總糖含量在第1主成分上呈正向分布，水分質量分數和可滴定酸質量分數呈負向分布；即在PC1坐標正向值越大，水分質量分數和可滴定酸質量分數越小，固酸比和總糖含量越大，風味越佳，故PC1可命名為風味因子。第2主成分（PC2）方差貢獻率為24.855%，黃酮含量和ABTS陽離子自由基清除能力具有較大載荷值，因此PC2可命名為抗氧化因子。第3主成分（PC3）方差貢獻率為13.668%，主要包含可食率和VC含量的信息，因此PC3可命名為加工因子。第4主成分（PC4）中方差貢獻率為11.325%，且總酚含量有較大載荷值，故PC4可命名為總酚因子。

2.6 不同品種枇杷果實性狀綜合得分分析結果

表 6 不同品種枇杷果實品質預測評價結果Table 6 Predictive evaluation of loquat fruit from different cultivars

將4 個主成分大小依次排序，可權衡每個因子在每個品種中所處的位置與重要性，從而較直觀地判斷不同品種的特性。由表6可知，11 個枇杷品種中風味因子PC1得分前3 名排序為‘長崎早生’＞‘津云’＞‘ADVANCE’；抗氧化因子PC2得分前3 名排序為‘CHAMPAGNE’＞‘森本’＞‘ADVANCE’；加工因子PC3得分前3 名分別為‘津云’＞‘瑞穗’＞‘GOLD NUGGET’；而總酚因子PC4中前3 名分別為‘森本’＞‘福原早生’＞‘ADVANCE’。

以主成分方差貢獻率（α/100）α1、α2、α3、α4作為權數，建立果實品質預測評價方程F綜＝α1F1+α2F2+α3F3+α4F4，即主成分綜合方程：F綜＝0.358F1+0.249F2+0.137F3+0.113F4，在主成分分析的基礎上，根據綜合得分方程計算不同品種枇杷果實的綜合得分。綜合排名前3 名的品種依次為‘ADVANCE’、‘津云’和‘CHAMPAGNE’，且10 個日本引種枇杷排名均高于當地品種‘麥后黃’。

2.7 不同品種枇杷果實品質特性的聚類分析結果

利用各品種提取的4 個主成分得分對10 個日本引種枇杷果實進行聚類分析，以期能更好地解讀數據本質，數據采用不轉換方式，聚類方法為離差平方和法（圖1）。在歐氏距離10處，將10 個品種枇杷果實聚為5 類，其中‘CHAMPAGNE’、‘ADVANCE’聚為第1類，綜合排名靠前，抗氧化活性最強，適宜開發其保健功效；第2類包括‘白茂木’、‘福原早生’和‘森本’，綜合品質處于中等水平，但水分質量分數、可滴定酸質量分數及VC含量較高，可考慮作為加工果汁、果醋類飲料的原料；第3類為‘長崎早生’和‘瑞穗’，綜合排名靠前，其中可滴定酸質量分數較低，固酸比和總糖含量較高，更適宜鮮食；‘津云’和‘GOLD NUGGET’為第4類，加工因子得分較高；第5類為‘長生早生’；與主成分分析得到的結果相似。

圖 1 不同品種枇杷聚類分析樹狀圖Fig. 1 Cluster analysis dendrogram of different loquat cultivars

3 討 論

果實的風味、色澤及營養是評價果實品質差異和選育優良品種的主要考察因素[36]。Ercisli等[32]為明確土耳其不同品種枇杷的開發利用價值，從果實感官品質、營養成分和抗氧化活性等方面展開品質評價。林建城等[4]研究福建省5 個主栽枇杷品種，結果表明‘解放鐘’和‘烏躬白’果實中總酸含量較高，紅肉類枇杷維生素含量相對較高，‘白梨’枇杷含糖量較高。Xu Hongxia等[22]評價12 個浙江栽植枇杷品種，其中營養價值較高的品種為‘田中’。對巴西6 個品種枇杷果實酚類及抗氧化活性的研究表明，‘瑞穗’果實中酚類含量最高[37]。而在一定程度上影響果實的風味、色澤、營養及功能成分的因素主要包含3 個方面：一是品種自身特性和基因表現而導致果實品質的不同；二是由于獨特的地理位置、氣候條件和生態環境（土壤、光照、雨水）等使果實品質表現有所差異，如日照時間的延長和晝夜溫差的增大有利于果實成熟期糖度的積累；三是田間管理的實施情況。

日本引種枇杷‘CHAMPAGNE’與‘解放鐘’有性雜交育成‘早鐘6號’新品種，其結合了父本與母本的優點，表現出特早熟、果實大、品質優、抗逆性強等特點[38]；‘津云’和‘瑞穗’雜交育成新品種‘富房’；‘福原早生’是設施栽培的專用枇杷品種，其果實大、風味優，但易發生紫斑[39]。陜西安康地區栽植品種‘ADVANCE’和‘CHAMPAGNE’實際產量較低，容易受到低溫凍害的影響。福建引種的品種‘CHAMPAGNE’則不存在凍害現象，其結果早、品質好[40]。本研究中綜合排名靠后的品種有‘白茂木’和‘GOLD NUGGET’，其中‘白茂木’為晚熟品種，具有耐貯運、抗葉斑病的特點，是優良白肉枇杷品種[41]；‘GOLD NUGGET’果實單果大、色澤佳。結合品質評價與生產實踐，可依據果實不同成熟期及品種的特點調整枇杷種植結構，引種其他地區優良枇杷品種或進行新品種培育實驗。早熟品種‘長崎早生’和‘長生早生’、中熟品種‘津云’、晚熟品種‘森本’和‘白茂木’與其他品種‘瑞穗’、‘福原早生’、‘GOLD NUGGET’在當地均適宜推廣種植。

本研究通過單果質量、可溶性固形物質量分數、水分質量分數等22 項指標評價陜西安康地區10 個日本引種枇杷果實的品質特性，發現枇杷果實品質指標間存在一定的相關性，通過有目的地選取指標并進行主成分分析，可以簡化指標因子。針對果實品質測定指標的繁瑣性，今后可通過方差分析、相關性分析及主成分分析結合的方法，更加科學地選擇品質評價因子。

通過比較10 個日本引種枇杷在陜西安康地區的果實品質差異，以期為當地枇杷品種開發類型選育及有效利用提供新的途徑和依據。研究結果表明：‘ADVANCE’和‘CHAMPAGNE’功能性成分含量及抗氧化活性相對較高；‘長崎早生’中可溶性固形物質量分數及總糖含量較高；‘福原早生’硬度最大；‘森本’VC含量最高；‘ADVANCE’果實中β-胡蘿卜素含量最高。對11 個枇杷品種選取10 個品質指標進行主成分分析，提取出4 個主成分，并得到枇杷果實品質評價綜合得分，排名依次為：‘ADVANCE’、‘津云’、‘CHAMPAGNE’、‘長崎早生’、‘瑞穗’、‘森本’、‘長生早生’、‘福原早生’、‘GOLD NUGGET’、‘白茂木’和‘麥后黃’。根據聚類分析明確了10 個日本引種枇杷的分類及用途，其中第1類具有一定的保健價值；第2類可考慮作為加工果汁、果醋類飲料的原料；第3類是適宜鮮食的品種。