中國(guó)不同地區(qū)‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)

匡立學(xué)，聶繼云,2，李銀萍，程楊，沈友明

中國(guó)不同地區(qū)‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)

匡立學(xué)1，聶繼云1,2，李銀萍1，程楊1，沈友明1

（1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（興城）/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品及苗木質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（興城），遼寧興城 125100；2青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院/青島市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)質(zhì)量與安全工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266109）

【】確定‘富士’蘋果核心品質(zhì)指標(biāo)，建立‘富士’蘋果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型。從河北、河南、遼寧、寧夏、山東、山西、陜西、新疆等8個(gè)蘋果主產(chǎn)省（區(qū)）68個(gè)市（縣）的代表性果園采集176份‘富士’蘋果樣品進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定，共測(cè)定單果重、帶皮硬度、去皮硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、維生素C含量、山梨醇含量、葡萄糖含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度、固酸比、糖酸比、甜酸比等15項(xiàng)指標(biāo)。通過主成分分析和聚類分析法確定‘富士’蘋果核心品質(zhì)指標(biāo)，運(yùn)用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，采用灰色關(guān)聯(lián)度法建立‘富士’蘋果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型。不同產(chǎn)區(qū)間‘富士’蘋果品質(zhì)指標(biāo)存在差異性，新疆‘富士’蘋果硬度、維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、山梨醇含量、果糖含量、蔗糖含量、甜度值等8項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均高于其他省（區(qū)）‘富士’蘋果。維生素C含量、山梨醇含量、蔗糖含量和甜酸比的變異系數(shù)均大于30%，可溶性糖含量的變異系數(shù)最小（僅為9.8%）。‘富士’蘋果某些品質(zhì)指標(biāo)間存在極顯著的相關(guān)性，可滴定酸含量與固酸比、糖酸比之間相關(guān)系數(shù)分別為-0.844、-0.854，果糖和甜度值之間相關(guān)系數(shù)達(dá)0.963，固酸比與糖酸比之間相關(guān)系數(shù)為0.941。通過主成分分析和聚類分析，確定單果重（X1）、去皮硬度（X2）、可滴定酸含量（X3）、固酸比（X4）和果糖含量（X5）為‘富士’蘋果核心品質(zhì)指標(biāo)。通過灰色關(guān)聯(lián)度法建立了‘富士’蘋果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型=0.26011+0.13782+0.08193+0.26014+0.26015。單果重、去皮硬度、可滴定酸含量、固酸比和果糖含量為‘富士’蘋果核心品質(zhì)指標(biāo)，以其建立的評(píng)價(jià)模型可用于‘富士’蘋果品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。

‘富士’蘋果；主產(chǎn)區(qū)；品質(zhì)評(píng)價(jià)；核心指標(biāo)；評(píng)價(jià)模型

0 引言

【研究意義】蘋果是中國(guó)第一大水果，中國(guó)是全球最大的蘋果生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)[1]。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2017年，我國(guó)蘋果總面積約為1.947×106hm2，總產(chǎn)量為4 139.0萬t，占園林水果總產(chǎn)量的16.4%，其中陜西、山東、山西、河南、遼寧和河北蘋果產(chǎn)量分別占我國(guó)蘋果總產(chǎn)量的26.4%、22.7%、10.8%、10.5%、5.8%和5.5%，新疆和寧夏蘋果產(chǎn)量雖然不是很高，但卻是特色產(chǎn)區(qū)。‘富士’蘋果是我國(guó)現(xiàn)階段晚熟蘋果主栽品種之一，占我國(guó)蘋果總產(chǎn)量的72.7%，同一品種蘋果因產(chǎn)地和氣候的不同，其品質(zhì)存在較大差異[2]。蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)方法主要有感官評(píng)價(jià)和儀器分析兩種。感官評(píng)價(jià)易受人為因素影響，而儀器分析則比較客觀。建立基于儀器分析指標(biāo)的蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)方法成為當(dāng)前研究者關(guān)注的重點(diǎn)方向。【前人研究進(jìn)展】目前關(guān)于‘富士’蘋果品質(zhì)研究，多集中在栽培措施方面，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇方面雖有報(bào)道，但測(cè)定指標(biāo)較少且不夠系統(tǒng)和深入[3-8]。通過多指標(biāo)構(gòu)建科學(xué)合理、客觀實(shí)用的果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法將會(huì)是未來發(fā)展的主要方向。主成分分析法和聚類分析法可將檢測(cè)出的多指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)化[9-11]。層次分析法可根據(jù)各評(píng)價(jià)因子對(duì)結(jié)果影響的重要程度，通過計(jì)算得到不同評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，從而使各評(píng)價(jià)因子在評(píng)價(jià)中得到充分體現(xiàn)[12]。灰色關(guān)聯(lián)度分析法是針對(duì)灰色系統(tǒng)以決定因素主次及其相關(guān)聯(lián)程度的一種方法，近年來，層次分析和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的方法在西瓜、甜瓜、葡萄、桔類等果品的品質(zhì)評(píng)價(jià)中得到應(yīng)用[13-15]。王軒[16]應(yīng)用層次分析和灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合的方法對(duì)來自全國(guó)9個(gè)主產(chǎn)市（縣）的‘富士’蘋果品質(zhì)進(jìn)行比較研究，但未對(duì)不同省份的‘富士’蘋果進(jìn)行大樣本的采集和品質(zhì)分析。【本研究切入點(diǎn)】此前我國(guó)涉及‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究涵蓋品質(zhì)指標(biāo)和采樣區(qū)域有限、系統(tǒng)性和全面性相對(duì)不足，針對(duì)全國(guó)主產(chǎn)區(qū)的‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)研究尚未見報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究的樣品采自我國(guó)8個(gè)主產(chǎn)省（區(qū)）68個(gè)主產(chǎn)市（縣）的176份‘富士’蘋果樣品，檢測(cè)15項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，通過主成分分析和聚類分析篩選適宜的蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重，最后采用灰色關(guān)聯(lián)度法建立‘富士’蘋果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型。初步明確我國(guó)不同產(chǎn)區(qū)的‘富士’蘋果品質(zhì)差異性，為‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)和蘋果品種結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2018年在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所進(jìn)行。

1.1 材料來源

于各地區(qū)‘富士’蘋果適采成熟期，從河北、河南、遼寧、寧夏、山東、山西、陜西、新疆8個(gè)主產(chǎn)省（區(qū)）分別選取8、6、5、8、14、6、13和8個(gè)重點(diǎn)市（縣），每個(gè)重點(diǎn)市（縣）選取代表性果園進(jìn)行采樣（表1）。在果園的中間和4個(gè)角的方向定5個(gè)點(diǎn)采樣（避免在邊行和每行距離兩端1.0 m內(nèi)采樣），在所選采樣點(diǎn)上有選擇地采樣，避免采有病、過小或未成熟的果實(shí)，并且在蘋果樹的各部位（上、下、內(nèi)、外、向陽面、背陰面）采樣。果實(shí)摘下后，當(dāng)日包裝好，快遞運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，4℃下貯藏。每批樣品運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室后，3日內(nèi)檢測(cè)完畢。

表1 蘋果數(shù)量與產(chǎn)地

1.2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法

1.2.1 主要試驗(yàn)設(shè)備 PL602-L型電子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；PR-101α型數(shù)顯式全糖儀（日本ATAGO公司）；HWS28型恒溫水浴鍋（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；電子萬用爐（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）；Milli-Q Direct 8實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)（美國(guó)Millipore公司）；905型全自動(dòng)電位滴定儀（瑞士萬通公司）；ICS-5000型離子色譜儀（美國(guó)戴安公司）；艾德堡GY-4型果實(shí)硬度計(jì)（長(zhǎng)沙騰揚(yáng)儀器儀表有限公司）。

1.2.2 試驗(yàn)方法 單果重、硬度、維生素C、可滴定酸、可溶性固性物和可溶性糖含量的測(cè)定參照聶繼云等[17-18]的方法，山梨醇、葡萄糖、果糖和蔗糖的測(cè)定參照鄭麗靜[19]的方法。甜度值（Sv）按式(1)計(jì)算，式中，1、1.75、0.7和0.4分別為蔗糖、果糖、葡萄糖和山梨醇甜度值，、、和分別代表蔗糖、果糖、葡萄糖和山梨醇，各糖分含量單位%。固酸比、糖酸比和甜酸比分別為可溶性固形物、可溶性糖、甜度與對(duì)應(yīng)的蘋果可滴定酸的比值。

=×1＋×1.75＋×0.7＋×0.4 （1）

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用數(shù)據(jù)分析軟件SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選 應(yīng)用主成分分析累計(jì)方差貢獻(xiàn)率的數(shù)值確定核心評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)，然后根據(jù)聚類分析法選擇相應(yīng)數(shù)量的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3.2 指標(biāo)權(quán)重的確定[12, 20]基于層次分析法中的1—9標(biāo)度法，根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)品質(zhì)評(píng)價(jià)影響的重要程度構(gòu)建判斷矩陣，通過計(jì)算得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。為了保證結(jié)果的合理性，需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，在層次分析法中引入隨機(jī)一致性比率CR，當(dāng)CR＜0.10時(shí)，便認(rèn)為判斷矩陣具有可接受的一致性，否則需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整和修正。

1.3.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析[21]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，用式（2）求灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)。將灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)和指標(biāo)權(quán)重（1.3.2）代入式（3），求得加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

式中，()：關(guān)聯(lián)系數(shù)；Δ()：第個(gè)樣品第個(gè)指標(biāo)無量綱化處理的測(cè)量值與理想值的絕對(duì)差值；：分辨系數(shù)，常取0.5。

式中，γ：第個(gè)樣品的灰色關(guān)聯(lián)度；()：關(guān)聯(lián)系數(shù)；：此指標(biāo)的權(quán)重值。

2 結(jié)果

2.1 方差分析

利用SPSS 19.0的Duncan多重比較方法在0.05水平下對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析，由表2可以看出，除單果重外，不同產(chǎn)地間‘富士’蘋果的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)間均存在顯著性差異。新疆和陜西的‘富士’蘋果去皮硬度和帶皮硬度均較大，高于其余產(chǎn)地的‘富士’蘋果；新疆‘富士’蘋果的Vc含量顯著高于其余產(chǎn)地‘富士’蘋果，含量為6.37 mg/100 g，其次是寧夏、陜西和山東的‘富士’蘋果，其余產(chǎn)地‘富士’蘋果Vc含量較低且各產(chǎn)地之間無顯著差異；新疆‘富士’蘋果的可溶性固形物和可溶性糖含量顯著高于其余產(chǎn)地‘富士’蘋果，遼寧產(chǎn)地的‘富士’蘋果可溶性固形物和可溶性糖含量最低；河南產(chǎn)地的‘富士’蘋果可滴定酸含量最低，其余各產(chǎn)區(qū)‘富士’蘋果可滴定酸含量無顯著差異；新疆‘富士’蘋果的山梨醇含量最高，其余產(chǎn)區(qū)蘋果山梨醇含量較低且無顯著性差異；河北、河南、山東、陜西和新疆‘富士’蘋果葡萄糖含量較高，遼寧和山西次之，寧夏蘋果含量最低；河南、陜西和新疆‘富士’蘋果果糖含量較高，寧夏和山東次之，河北、遼寧和山西蘋果果糖含量較低；新疆‘富士’蘋果的蔗糖含量顯著高于其余產(chǎn)地‘富士’蘋果，其余各省之間亦無顯著差異；新疆、河南和陜西‘富士’蘋果甜度值遠(yuǎn)高于其余產(chǎn)區(qū)，其余產(chǎn)區(qū)間無顯著差異；河南‘富士’蘋果的固酸比和糖酸比均最高，分別為55.48和47.79，高于其余各省（區(qū)），其余各省（區(qū)）之間亦無顯著差異；河南和新疆‘富士’蘋果的甜酸比高于其余產(chǎn)地，其余產(chǎn)地間無顯著性差異。

2.2 描述性分析

檢測(cè)的15項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的均值、變幅、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)列于表3。由表3可知，15項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)存在不同的變異情況。其中，單果重、去皮硬度、帶皮硬度、可溶性固形物、可溶性糖的變異系數(shù)分別為16.0%、12.3%、10.6%、10.2%和9.8%，離散程度較小，說明這5項(xiàng)指標(biāo)受產(chǎn)地影響相對(duì)較小。其余10項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)均＞20%，這說明不同產(chǎn)地蘋果多數(shù)品質(zhì)指標(biāo)差異較大。

表2 不同地區(qū)‘富士’蘋果品質(zhì)比較

不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05） Different lowercase letters indicate significant differences (＜0.05)

表3 蘋果品質(zhì)性狀及分布

2.3 相關(guān)性分析

檢測(cè)的15項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果見表4。從表4可以看出，單果重與去皮硬度、帶皮硬度均呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明單果重越大，去皮硬度、帶皮硬度相對(duì)越小；去皮硬度和帶皮硬度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.688；Vc含量與可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.600、0.447和0.257；可溶性固形物和可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.735；可滴定酸含量與固酸比、糖酸比和甜酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.844、-0.854和-0.684；除葡萄糖與蔗糖之間相關(guān)性不顯著以外，其他各糖組分之間均呈極顯著正相關(guān)，果糖和甜度相關(guān)系數(shù)達(dá)0.963，極顯著正相關(guān)；固酸比與糖酸比、甜酸比均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.941和0.742，甜酸比與糖酸比、糖度的相關(guān)系數(shù)分別為0.741和0.672，均呈極顯著正相關(guān)。

表4 蘋果品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性分析

**＜0.01（極顯著相關(guān)）；*＜0.05（顯著相關(guān)） **Correlation is highly significant at＜0.01; *Correlation is significant at＜0.05

2.4 主成分分析

將176份‘富士’蘋果樣品的15項(xiàng)指標(biāo)用于主成分分析，前5個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到84.189%，可以代表原始數(shù)據(jù)的大部分信息。由表5可知，第1主成分包含了原來信息量的30.315%，主要代表Vc、可溶性固形物、可溶性糖、山梨醇、果糖、蔗糖和甜度值；第2主成分包含了原來信息量的26.742%，主要代表去皮硬度、帶皮硬度、可滴定酸、固酸比、糖酸比和甜酸比；第3、4、5主成分涵蓋的信息分別包含了總信息量的12.653%、8.729%和5.750%，包含了其余品質(zhì)指標(biāo)信息。

表5 15項(xiàng)指標(biāo)的主成分分析結(jié)果

2.5 聚類分析

采用SPSS 19.0的離差平方和法（Ward法）對(duì)15個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析（圖1）。根據(jù)主成分分析的結(jié)果，前5個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到84.189%，所以在聚類時(shí)可將指標(biāo)聚為5類。第1類聚集了甜度值、山梨醇、果糖和蔗糖；第2類聚集了固酸比、糖酸比、甜酸比和葡萄糖；第3類聚集了去皮硬度、帶皮硬度、可溶性固形物、可溶性糖和維生素C；第4類代表可滴定酸；第5類代表單果重。根據(jù)相關(guān)性分析，聚為一類的各指標(biāo)間具有高度相關(guān)性，為達(dá)到簡(jiǎn)化的目的，可選用其中較重要的1個(gè)指標(biāo)代表其他指標(biāo)。第1類中，雖然甜度值是4種糖組分共同計(jì)算的結(jié)果，但其計(jì)算復(fù)雜，且與果糖的相關(guān)系數(shù)為0.963，所以選擇果糖作為第1類指標(biāo)的代表。第2類中，可溶性固形物比可溶性糖和甜度測(cè)定簡(jiǎn)單，并且第1類中果糖已經(jīng)能夠反映‘富士’蘋果的甜度值，所以選擇固酸比為第2類的代表性指標(biāo)。因?yàn)楣麑?shí)硬度是反映果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的重要指標(biāo)，去皮硬度能更好地反映果實(shí)硬度，所以選擇去皮硬度作為第3類的代表性指標(biāo)。最終確定果糖、固酸比、可滴定酸、去皮硬度和單果重作為‘富士’蘋果品質(zhì)的核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.6 權(quán)重賦予

邀請(qǐng)5名本領(lǐng)域的著名專家在充分分析5個(gè)核心指標(biāo)對(duì)蘋果品質(zhì)影響重要程度的基礎(chǔ)上利用層次分析法中的1—9（表6）標(biāo)度法對(duì)每組指標(biāo)的重要性進(jìn)行評(píng)分，得到最終的判斷矩陣，并對(duì)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，即用CI=(λmax-n)/(n-1)，一致性比率CR= CI/RI，式中：λmax為判斷矩陣最大特征根；n為判斷矩陣階數(shù)；RI為與n對(duì)應(yīng)的平均隨機(jī)一致性取值（n=5，RI=1.12）。經(jīng)計(jì)算，最大特征根和一致性比率結(jié)果分別為5.0099和0.0022，CR小于0.1，認(rèn)為判斷矩陣具有良好的一致性。判斷矩陣和各指標(biāo)的權(quán)重值見表7。可滴定酸、固酸比和果糖的權(quán)重均為0.2601，去皮硬度的權(quán)重為0.1378，單果重的權(quán)重為0.0819，表明可滴定酸、固酸比和果糖代表的風(fēng)味指標(biāo)對(duì)蘋果品質(zhì)的影響最大，單果重相對(duì)較小。

2.7 灰色關(guān)聯(lián)度分析

2.7.1 構(gòu)造理想蘋果 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論，需構(gòu)造一個(gè)參考數(shù)列進(jìn)行比較。硬度、單果重和果糖都屬于在適宜范圍內(nèi)越大越好的指標(biāo)，所以硬度和果糖取各指標(biāo)測(cè)量值中的最大值作為“理想蘋果”的參考值，單果重根據(jù)專家意見確定270 g作為理想值。可滴定酸和固酸比的選擇參考賈定賢等[22]對(duì)蘋果風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究結(jié)果，選定的值分別為0.5%和55。將“理想蘋果”的各指標(biāo)值作為參考序列X0，以各省蘋果指標(biāo)平均值構(gòu)成比較數(shù)列（表8）。

圖1 系統(tǒng)聚類的系統(tǒng)樹狀圖

表6 元素重要程度比例標(biāo)度

表7 判斷矩陣及權(quán)重值

表8 供試蘋果與“理想蘋果”主要性狀指標(biāo)平均值

2.7.2灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算和品質(zhì)評(píng)價(jià) 根據(jù)公式（2）計(jì)算出關(guān)聯(lián)系數(shù)，其中maximaxkΔi(k)為0.46，miniminkΔi(k)為0，分辨系數(shù)取0.5。根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)和層次分析法得到的權(quán)重值，由公式（3）計(jì)算出各產(chǎn)區(qū)樣品的加權(quán)關(guān)聯(lián)度（表9），按照關(guān)聯(lián)分析的原則，加權(quán)關(guān)聯(lián)度越大，與“理想蘋果”越接近。從計(jì)算結(jié)果可以看出，加權(quán)關(guān)聯(lián)度由高到低依次為：新疆樣品＞河南樣品＞陜西樣品＞山西樣品＞山東樣品＞寧夏樣品＞河北樣品＞遼寧樣品。

3 討論

層次分析法、灰色系統(tǒng)理論等學(xué)科的發(fā)展為綜合評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建提供了理論基礎(chǔ)。層次分析法可以根據(jù)專家的經(jīng)驗(yàn)，將主觀感覺數(shù)量化，再通過計(jì)算確定評(píng)價(jià)因子的相對(duì)權(quán)重[23]。對(duì)比利用其他權(quán)重賦予方法，層次分析法更加科學(xué)、合理。對(duì)果品而言，風(fēng)味對(duì)品質(zhì)的影響最大，所以篩選出的風(fēng)味代表性指標(biāo)（可滴定酸、固酸比和果糖）的重要性大于硬度和單果重，硬度是決定蘋果質(zhì)地的重要指標(biāo)，單果重主要影響消費(fèi)者的可接受程度。灰色關(guān)聯(lián)分析法可以較為真實(shí)全面地對(duì)客觀系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，采用灰色系統(tǒng)理論對(duì)蘋果的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估，通過參考文獻(xiàn)、專家建議以及現(xiàn)有蘋果果實(shí)的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)品質(zhì)指標(biāo)設(shè)定理想值，通過比較各省蘋果樣品與理想蘋果的差距，得出各省（區(qū)）‘富士’蘋果的綜合排名。本研究通過將層次分析和灰色關(guān)聯(lián)分析相結(jié)合，以及合理的選擇參考數(shù)列，能夠使構(gòu)建的‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)模型及品質(zhì)排序更客觀、合理，能夠全面地反映‘富士’蘋果品質(zhì)的優(yōu)劣。

表9 關(guān)聯(lián)度排序

蘋果品質(zhì)性狀受到品種、產(chǎn)地和栽培管理方式等多種因素共同影響[24]。本研究選取全國(guó)8個(gè)主產(chǎn)省的‘富士’蘋果，在品種、采樣成熟度基本一致的情況下，盡量保證栽培管理?xiàng)l件差異較小，以最大限度的確保蘋果的品質(zhì)差異來源于產(chǎn)地因素。產(chǎn)地因素一般包括海拔、光照、氣溫、降雨量及土壤條件等，一般來說，含糖量和固酸比與溫度呈正相關(guān)，可溶性固形物含量、含糖量、硬度和Vc含量與日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)，含酸量和Vc含量與溫度呈負(fù)相關(guān)，果實(shí)硬度和可滴定酸與光照呈負(fù)相關(guān)[25-27]。新疆地區(qū)日照時(shí)間為2 500—3 500 h，日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大，有利于果實(shí)中糖等營(yíng)養(yǎng)成分的積累。本研究中，新疆‘富士’蘋果的帶皮硬度、去皮硬度、Vc、可溶性固形物、可溶性糖、山梨醇、果糖、蔗糖和甜度值均高于其他主產(chǎn)省，風(fēng)味品質(zhì)最好，在本研究中排列首位。

關(guān)于蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)因子的選擇，前人也做了相關(guān)研究，徐吉花等[28]選用‘新紅星’‘秦冠’‘弘前富士’等10個(gè)代表性蘋果品種對(duì)果實(shí)的單果重、果面色澤、可溶性固形物、可滴定酸等15個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，采用主成分分析和聚類分析相結(jié)合的分析方法，將果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)化為單果重或果形指數(shù)、硬度、可溶性固形物、可滴定酸和果面色澤5個(gè)主要指標(biāo)。趙玉等[29]以‘富士’蘋果為試材，最終選擇了硬度、可溶性固形物、固酸比和水分含量作為其核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。魏欽平等[30]將‘長(zhǎng)富2號(hào)’蘋果的評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)化為單果重、果皮花青苷、去皮硬度、果形指數(shù)和可溶性固形物或總糖。鄭麗靜等[31]研究表明，可滴定酸、可溶性糖和固酸比3項(xiàng)指標(biāo)可用于蘋果風(fēng)味的科學(xué)評(píng)價(jià)與分類。聶繼云等[24]對(duì)不同蘋果品種的鮮食品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行選擇，簡(jiǎn)化為果實(shí)硬度、可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比和Vc含量5項(xiàng)核心評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合來看，單果重和果形指數(shù)選擇一個(gè)，硬度選擇去皮硬度，可溶性固形物和可溶性糖二者選一和可滴定酸是大多數(shù)研究者普遍選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)。蘋果的風(fēng)味是重要的內(nèi)在品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)，以往的研究中通常選擇可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、固酸比和糖酸比作為其評(píng)價(jià)指標(biāo)。但是，蘋果風(fēng)味不是甜味和酸味的簡(jiǎn)單疊加，是糖和酸共同作用的結(jié)果，既取決于糖和酸的含量水平，也取決于糖和酸的種類及比例[32-35]。蘋果中的糖主要是山梨醇、葡萄糖、果糖和蔗糖，本研究中4種糖含量高低順序?yàn)楣牵菊崽牵酒咸烟牵旧嚼娲迹驗(yàn)楣堑暮孔罡撸移涮鹞稄?qiáng)度最高，為1.75。本研究中，甜度計(jì)算較復(fù)雜，果糖與甜度的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.958，所以選擇果糖作為其核心評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，反映果實(shí)甜度，彌補(bǔ)了以往研究中的不足。

4 結(jié)論

本研究對(duì)來自全國(guó)8個(gè)蘋果主產(chǎn)省（自治區(qū)）不同區(qū)域的176份‘富士’蘋果樣品進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定，不同產(chǎn)地間‘富士’蘋果的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)間均存在顯著性差異，單果重（X1）、去皮硬度（X2）、可滴定酸（X3）、固酸比（X4）、果糖（X5）是蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)。通過灰色關(guān)聯(lián)度法建立了‘富士’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)模型=0.26011+0.13782+0.08193+ 0.26014+0.26015。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，加權(quán)關(guān)聯(lián)度由高到低依次為：新疆樣品＞河南樣品＞陜西樣品＞山西樣品＞山東樣品＞寧夏樣品＞河北樣品＞遼寧樣品。

[1] 聶繼云. 蘋果的營(yíng)養(yǎng)與功能. 保鮮與加工, 2013, 13(6): 56-59.

NIE J Y. Nutritional components of apple and their physiological functions to human health., 2013, 13(6): 56-59. (in Chinese)

[2] 李卓, 郭玉蓉, 孫立軍, 劉婧琳, 李景景, 付成程. 不同產(chǎn)地長(zhǎng)富2號(hào)蘋果品質(zhì)差異及其與地理坐標(biāo)的相關(guān)性. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 40(4): 98-103.

LI Z, GUO Y R, SUN L J, LIU J L, LI J J, FU C C. Quality differences of ‘Nagafu 2’ apple from different habitats and its correlation with geographical coordinates., 2012, 40(4): 98-103. (in Chinese)

[3] Róth E, Berna A, Beullens K, YARRAMRAUB S, LAMMERTYN J, SCHENK A, NICOLA? B. Postharvest quality of integrated and organically produced apple fruit., 2007, 45(1): 11-19.

[4] Iwanami H, Ishiguro M, Kotoda N, Takahashi S, Soejima J. Optimal sampling strategies for evaluating fruit softening after harvest in apple breeding., 2005, 144(1/2): 169-175.

[5] PETKOVSEK M M, STAMPAR F, VEBERIC R. Parameters of inner quality of the apple scab resistant and susceptible apple cultivars (Borkh.).2007, 114(1): 37-44.

[6] MIR J I, AHMED N, SINGH D B, PADDER B A, SHAFI W, ZAFFER S, HAMID A, BHAT H A. Diversity evaluation of fruit quality of apple (×Borkh.) germplasm through cluster and principal component analysis., 2017, 22(2): 221-226.

[7] LV Y R, TAHIR I I, OLSSON M E. Factors affecting the content of the ursolic and oleanolic acid in apple peel: Influence of cultivars, sun exposure, storage conditions, bruising and penicillium expansum infection., 2016, 96(6): 2161-2169.

[8] HAMPSON C R, QUAMME H A, HALL J W, MACDONALD R A, KING M C, CLIFF M A. Sensory evaluation as a selection tool in apple breeding., 2000, 111(2): 79-90.

[9] CURRIE A J, GANESHANANDAM S, NOITON D A, GARRICK D, SHELBOURNE C J A, ORAGUZIE N. Quantitative evaluation of apple (×Borkh.) fruit shape by principal component analysis of fourier descriptors.2000,(3)221-227.

[10] 公麗艷, 孟憲軍, 劉乃僑, 畢金峰. 基于主成分與聚類分析的蘋果加工品質(zhì)評(píng)價(jià). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2014, 30(13): 276-285.

GONG L Y, MENG X J, LIU N Q, BI J F. Evaluation of apple quality based on principal component and hierarchical cluster analysis., 2014, 30(13): 276-285. (in Chinese)

[11] LYU J, LIU X, BI J F, JIAO Y, WU X Y, RUAN W H. Characterization of Chinese white-flesh peach cultivars based on principle component and cluster analysis., 2017, 54(12): 3818-3826.

[12] 鄧健康, 劉璇, 吳昕燁, 畢金峰, 焦藝, 鐘耀廣. 基于層次分析和灰色關(guān)聯(lián)度法的蘋果（等外果）汁品質(zhì)評(píng)價(jià). 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2017, 17(4): 197-208.

DENG J K, LIU X, WU X Y, BI J F, JIAO Y, ZHONG Y G. Quality evaluation of apple (substandard) juice from different cultivars based on analytic hierarchy process and grey interconnect degree analysis., 2017, 17(4): 197-208. (in Chinese)

[13] 弓成林, 郭愛民, 汪小偉, 李駿, 蔡智勇. 灰色關(guān)聯(lián)度和層次分析法在葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)上的應(yīng)用. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2002, 15(1): 79-82.

GONG C L, GUO A M, WANG X W, LI J, CAI Z Y. Integrated evaluation of grape quality by the method of gray related degree analysis and analytic hierarchy process., 2002, 15(1): 79-82. (in Chinese)

[14] 陳永芳, 弓成林, 程昌鳳. 18個(gè)桔類品種果實(shí)品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)分析. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào), 2000, 2(18): 157-159.

CHEN Y F, GONG C L, CHENG C F. Analysis evaluation of eighteen orange varieties orange fruit quality by grey related degree., 2000, 2(18): 157-159. (in Chinese)

[15] 張傳珂. 灰色系統(tǒng)理論在甜瓜品種綜合評(píng)估中的應(yīng)用. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 33(7): 1214, 1311.

ZHANG C K. Application of the gray systematic theory in the comprehensive assessment of muskmelon variety., 2005, 33(7): 1214, 1311. (in Chinese)

[16] 王軒. 不同產(chǎn)地紅富士蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)及加工適宜性研究[D]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2013.

WANG X. Research on quality evaluation and processing suitability of Fuji apple from different chinese origins [D]., 2013. (in Chinese)

[17] 聶繼云, 毋永龍, 李海飛, 王昆, 李靜, 李志霞, 徐國(guó)鋒. 蘋果品種用于加工鮮榨汁的適宜性評(píng)價(jià). 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(17): 271-278.

NIE J Y, WU Y L, LI H F, WANG K, LI J, LI Z X, XU G F. Suitability evaluation of apple cultivars for fresh juice-processing., 2013, 29(17): 271-278. (in Chinese)

[18] 聶繼云, 閆震, 李志霞. 果品及其制品質(zhì)量安全檢測(cè)·營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和功能成分. 北京: 中國(guó)質(zhì)檢出版社, 2017.

NIE J Y, YAN Z, LI Z X.. Beijing: China Quality Inspection Press, 2017. (in Chinese)

[19] 鄭麗靜, 聶繼云, 閆震, 徐國(guó)鋒, 王昆, 高源, 葉孟亮. 蘋果可溶性糖組分及其含量特性的研究. 園藝學(xué)報(bào), 2015, 42(5): 950-960.

ZHENG L J, NIE J Y, YAN Z, XU G F, WANG K, GAO Y, YE M L. Studies on the characteristics of the composition and content of soluble sugars in apple fruit., 2015, 42(5): 950-960. (in Chinese)

[20] 劉遵春, 包東娥, 廖明安. 層次分析法在金花梨果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)上的應(yīng)用. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2006, 34(8): 125-128.

LIU Z C, BAO D E, LIAO M A. Application of analytic hierarchy process in evaluating Jinhua pear quality., 2006, 34(8): 125-128. (in Chinese)

[21] 張海英, 韓濤, 劉潔, 劉曉偉, 王有年. 應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法評(píng)價(jià)桃果實(shí)品質(zhì). 北方園藝, 2008(12): 9-13.

ZHANG H Y, HAN T, LIU J, LIU X W, WANG Y N. Evaluation of peach fruit quality by grey related degree., 2008(12): 9-13. (in Chinese)

[22] 賈定賢, 米文廣, 楊儒琳, 陳素芬, 張鳳蘭. 蘋果品種果實(shí)糖、酸含量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)味的關(guān)系. 園藝學(xué)報(bào), 1991, 18(1): 9-14.

JIA D X, MI W G, YANG R L, CHEN S F, ZHANG F L. Sugar and acid content of fruit and its classification standard associated with favor in different apple cultivars., 1991, 18(1): 9-14. (in Chinese)

[23] 焦藝, 劉璇, 畢金峰, 陳芹芹, 吳昕燁, 阮衛(wèi)紅. 基于灰色關(guān)聯(lián)度和層次分析法的油桃果汁品質(zhì)評(píng)價(jià). 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2014, 14(12): 154-162.

JIAO Y, LIU X, BI J F, CHEN Q Q, WU X Y, RUAN W H. Quality evaluation of nectarine juice based on grey interconnect degree analysis and analytic hierarchy process., 2014, 14(12): 154-162. (in Chinese)

[24] 聶繼云, 李志霞, 李海飛, 李靜, 王昆, 毋永龍, 徐國(guó)峰, 閆震, 吳錫, 覃興. 蘋果理化品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 45(14): 2895-2903.

NIE J Y, LI Z X, LI H F, LI J, WANG K, WU Y L, XU G F, YAN Z, WU X, QIN X. Evaluation indices for apple physicochemical quality., 2012, 45(14): 2895-2903. (in Chinese)

[25] 段曉鳳, 張磊, 金飛, 衛(wèi)建國(guó), 杜紅娟. 氣象因子對(duì)蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究進(jìn)展. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2014, 30(7): 33-37.

DUAN X F, ZHANG L, JIN F, WEI J G, DU H J. Research progress of effects of meteorological factors on apple yield and quality., 2014, 30(7): 33-37. (in Chinese)

[26] 劉燦盛, 蒲永義. 元帥系蘋果品質(zhì)與氣象條件關(guān)系的研究. 園藝學(xué)報(bào), 1987, 14(2): 73-80.

LIU C S, PU Y Y. Studies on the relationship between apple fruit quality of ‘delicious’ strains and meteorological conditions., 1987, 14(2): 73-80. (in Chinese)

[27] 王貴元. 生態(tài)因子與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系研究進(jìn)展. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè), 2009(9): 103-104.

WANG G Y. A review of relationship between environment and fruit quality., 2009(9): 103-104. (in Chinese)

[28] 徐吉花, 趙政陽, 王雷存, 高華, 劉振中, 樊紅科. 蘋果果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)因子的選擇研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2011, 29(6): 269-274.

XU J H, ZHAO Z Y, WANG L C, GAO H, LIU Z Z, FAN H K. Selection of factors for apple fruit quality evaluation., 2011, 29(6): 269-274. (in Chinese)

[29] 趙玉, 劉東茹, 任亞梅, 胡馨木, 任小林. 蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)體系的建立. 北方園藝, 2018 (19): 32-41.

ZHAO Y, LIU D R, REN Y M, HU X M, REN X L. Establishing an index system of physiochemical quality evaluation in apples., 2018(19): 32-41. (in Chinese)

[30] 魏欽平, 程述漢, 丁殿東. 蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)因素的選擇. 中國(guó)果樹, 1997, 4(4): 14-15.

WEI Q P, CHENG S H, DING D D. The choice of apple quality evaluation factors.1997, 4(4): 14-15. (in Chinese)

[31] 鄭麗靜, 聶繼云, 李明強(qiáng), 康艷玲, 匡立學(xué), 葉孟亮. 蘋果風(fēng)味評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選研究. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(14): 2796-2805.

ZHENG L J, NIE J Y, LI M Q, KANG Y L, KUANG L X, YE M L. Study on screening of taste evaluation indexes for apple., 2015, 48(14): 2796-2805. (in Chinese)

[32] 王海波, 李林光, 陳學(xué)森, 李慧峰, 楊建明, 劉嘉芬, 王超. 中早熟蘋果品種果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)和風(fēng)味品質(zhì). 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 43(1): 2300-2306.

WANG H B, LI L G, CHEN X S, LI H F, YANG J M, LIU J F, WANG C. Flavor compounds and flavor quality of fruits of mid-season apple cultivars., 2010, 43(1): 2300-2306. (in Chinese)

[33] RóTH E, BERNA A, BEULLENS K, YARRAMRAJU S, LAMMERTYN J, SCHENK A, NICOLA? B. Postharvest quality of integrated and organically produced apple fruit., 2007, 45(1): 11-19.

[34] HARKER F R, MARSH K B, YOUNG H, MURRAY S H, GUNSON F A, WALKER S B. Sensory interpretation of instrumental measurements 2: Sweet and acid taste of apple fruit., 2002, 24(3): 241-250.

[35] WU J H, GAO H Y, ZHAO L, LIAO X J, CHEN F, WANG Z F, HU X S. Chemical compositional characterization of some apple cultivars., 2007, 103(1): 88-93.

Quality Evaluation of ‘Fuji’ Apples Cultivated in Different Regions of China

KUANG LiXue1, NIE JiYun1, 2, LI YinPing1, CHENG Yang1, SHEN YouMing1

(1Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Laboratory of Risk Assessment on Fruit Quality and Safety (Xingcheng), Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Quality Inspection and Test Center for Fruit and Nursery Stocks (Xingcheng), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Xingcheng 125100, Liaoning;2College of Horticulture, Qingdao Agriculture University/Qingdao Key Lab of Modern Agriculture Quality and Safety Engineering, Qingdao 266109, Shandong)

【】The aim of this study was to determine the key quality indexes of ‘Fuji’ apple and to establish the comprehensive evaluation model for ‘Fuji’ apple quality.【】One hundred and seventy six ‘Fuji’ apple samples were collected from orchards of 8 main ‘Fuji’ apple producing areas, including Hebei, Henan, Liaoning, Shandong, Shanxi, Shaanxi, Ningxia and Xinjiang. Fifteen indexes were tested for each sample, including single fruit weight, fruit firmness with skin, fruit firmness without skin, total soluble solid, soluble sugar, titratable acidity, vitamin C, sorbitol, glucose, fructose, sucrose, sweetness value, the ratio of total soluble solid to titratable acidity (RTT), the ratio of soluble sugar to titratable acidity (RST), and the ratio of sweetness value to titratable acidity. The key quality indexes of ‘Fuji’ apple were identified by principal component analysis (PCA) and cluster analysis (CA). The index weight of each quality was estimated by analytic hierarchy process. And the comprehensive evaluation model was established by grey interconnect degree analysis (GIDA). 【】There was a quality difference between ‘Fuji’ apples from different areas. The quality of ‘Fiji’ apple from Xinjiang was superior to those from other areas in indexes of fruit firmness, vitamin C, total soluble solid, soluble sugar, sorbitol, fructose, sucrose, and sweetness value. The variable coefficients of ‘Fuji’ apple quality indexes of vitamin C, sorbitol, sucrose, and sweetness value were all over 30%, and that of quality index of soluble sugar was the smallest one with 9.8%. There was significant correlation coefficient (R) between some ‘Fuji’ apple quality indexes, such as the correlation coefficient between titratable acidity and RTT (-0.844) or RST (-0.854), the correlation coefficient between fructose and sweetness value (0.963), and the correlation coefficient between RTT and RST (0.941). Five quality indexes of ‘Fuji’ apple were screened to be key indexes by PCA and CA, including fruit weight (1), fruit firmness without skin (2), titratable acidity (3), RTT (4) and fructose (5). The comprehensive evaluation model for ‘Fuji’ apple quality was established by GIDA, which was=0.26011+0.13782+0.08193+0.26014+0.26015. 【】Fruit weight, fruit firmness without skin, titratable acidity, RTT and fructose were the key quality indexes of ‘Fuji’ apple, and the established comprehensive evaluation model was useful and valuable for the quality evaluation of ‘Fuji’ apple produced in main producing area in China.

‘Fuji’ apple; main producing area; quality evaluation; key index; comprehensive evaluation model

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.11.011

2019-11-07；

2020-02-23

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金（CARS-27）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP）、國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估項(xiàng)目（GJFP2018003）、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（1610182019031）

匡立學(xué)，E-mail：lixuekuang99@163.com。通信作者聶繼云，E-mail：jiyunnie@163.com

（責(zé)任編輯 趙伶俐）