寧夏各產地‘紅嘎啦’蘋果品質分析

李芳紅，張曉煜，，陳仁偉，馮蕊，李紅英

（1.寧夏大學農學院，寧夏 銀川 750021；2.中國氣象局旱區特色農業氣象災害監測預警與風險管理重點實驗室，寧夏 銀川 750002；3.寧夏氣象科學研究所，寧夏 銀川 750002）

蘋果是寧夏的傳統種植產業，也是寧夏眾多特色優勢產業之一，截至2018年底，種植面積為3.73萬hm2左右，涉及9.3萬戶果農和加工企業，年產值達10億元；主栽品種有富士系、元帥系品種，還有多個小眾品種，如嘎啦、喬納金、澳洲青蘋等［1，2］。雖然蘋果產業已逐漸成為農民增收的“金蘋果”，但是仍然存在很多品質問題［3］，如果品品質欠佳、果品產后商品化處理滯后、市場評級不到位等。

嘎啦蘋果（Malus domestica Borkh.）引自新西蘭，是目前世界蘋果主栽品種之一。近年來，由嘎啦培育而成的品種成熟期從早熟、中熟到中晚熟，如皇家嘎啦、帝國嘎啦、麗嘎啦、紅嘎啦、太平洋嘎啦等品種，呈現品系化栽培［4］。‘紅嘎啦’蘋果是由嘎啦蘋果育成的早熟新品種，完熟時果面呈濃紅色，果肉黃色，肉質松脆，酸甜適口，香氣濃郁，屬中小果型，品質高；樹體豐產性、抗性強，7月底至8月中下旬成熟，此時正是蘋果斷檔季節，市場效益高，適合我國北方栽培［5］。

關于嘎啦蘋果的研究，趙德英等研究了不同中間砧嘎啦蘋果的樹體形態和不同根系養分分布特征，揭示了樹體矮化與根系礦質營養分布和積累之間的關系［6，7］；Marcon等評估了不同長度的EM-9中間砧對嘎拉蘋果產量和果實特性的影響［8］，以達到優化蘋果品種結構、調整嘎啦蘋果產業結構的目的。另外還研究了植物生長調節劑對嘎啦蘋果采后貯藏生理、果實品質的影響和作用［9］、果品顏色改善［10］以及樹體重茬問題的解決［11］，以期提高嘎啦蘋果品質及其商品價值和潛力，如李猛等通過研究不同采收期對嘎啦蘋果采后果實品質的影響，確定了嘎啦蘋果的最佳采收期［12］；冉軍艦等基于主成分分析與聚類分析對35個蘋果品種多酚進行綜合評價，并將‘紅嘎啦’蘋果與其他34個品種的多酚進行比較，以期為優良品種篩選提供理論依據［13］；趙祎等通過對貯藏及貨架期果實各項指標的測定和分析，確定不同貯藏溫度對嘎啦蘋果采后品質的影響程度及貨架期的長短［14］。但目前有關同一采收期鮮食‘紅嘎啦’蘋果品質分析評價方面的研究較少，尤其是對不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質的對比分析報道甚少。

本研究利用方差分析、相關性分析、主成分分析以及聚類分析綜合評價寧夏各產地‘紅嘎啦’蘋果品質，初步明確寧夏各小產區‘紅嘎啦’蘋果品質差異性，以期為寧夏地區紅富士蘋果營養品質指標的評價和調控提供支撐，給鮮果儲存企業和廣大消費者提供采購、銷售建議，為‘紅嘎啦’蘋果產業的優化布局提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于2020年在中國氣象局旱區特色農業氣象災害監測預警與風險管理重點實驗室完成。參試嘎啦蘋果品種為‘紅嘎啦’，采自寧夏回族自治區12個采樣地的蘋果園。具體采樣地1—12號依次為吳忠市的青銅峽廣武、青銅峽甘城子、扁擔溝、吳忠林場、利通區中苗果業，中衛市的中寧大戰場、中寧鳴沙、沙坡頭區，銀川市的靈武農場、興慶區，固原市的彭陽縣、原州區。選擇成熟度一致、樹齡相當（均為8～10年）、株行距相同（3 m×4 m）、管理水平較一致、套袋、無病蟲害的果園進行采樣。采用隨機取樣法于果實成熟期（2019年8月20日前后）取樣，在蘋果園中選取非邊行的東、西、南、北、中5個方位果樹隨機采15個果，保存于取樣箱中帶回實驗室檢測。

1.2 試驗方法

1.2.1 生物學及外觀品質測定 果形指數（A1）以果實縱徑和橫徑比值表示，果實縱、橫徑使用精度為0.02 mm的游標卡尺（16FN，廣州）測量；一般果形指數在0.60～0.80為扁圓形，0.80～0.90為圓形或近圓形，0.90～1.00為橢圓形或圓錐形，1.0以上為長圓形［15］。單果重（A2）用電子天平（E5500X，Sartorius）測定，單位為g。果實偏斜度（A3）參照陳小明［16］的方法使用精度為0.02 mm的游標卡尺（16FN）進行測量并計算所得，單位為%；偏斜度小于5%為端正果，在5% ～30%范圍內為偏斜果，大于30%為畸形果。果實去皮硬度（A4）用果實硬度計（CY-1，Italy）測得，單位為kg／cm2。

1.2.2 果實營養品質測定 pH值（A5）采用筆式電子pH計（KedidGT-6023）測定；可溶性固形物（A6）采用ATAGOPAL-1手持糖度儀測定，單位為%；可溶性糖（A7）采用斐林試劑熱滴定法（GB／T 15038—2006）測定，單位為g／L；可滴定酸（A8）根據酸堿中和原理［17］采用滴定法測定，單位為g／L；維生素C（A9）采用鉬藍比色法測定［19］，單位為mg／kg；固酸比（A10）為可溶性固形物含量與可滴定酸含量之比；糖酸比（A11）為可溶性糖含量與可滴定酸含量之比［18］。各指標測定時均做3個重復。

1.3 數據統計與分析

用Microsoft Excel 2010進行數據整理與計算以及圖表制作。用SPSS 18.0統計軟件進行顯著性分析（Duncan’s多重比較法）和相關性分析，用Origin 2019軟件進行主成分分析和聚類分析，并以選取的主成分對應的方差貢獻率為權重，將各處理主成分得分和相應的權重進行線性加權構建綜合評價模型，計算各處理的綜合評價得分。

2 結果與分析

2.1 不同產地‘紅嘎啦’果實品質差異性和描述性分析

2.1.1 產地間差異性 寧夏不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質存在顯著性差異（表1）。大部分產地的‘紅嘎啦’蘋果果形指數集中在0.80～0.90之間，為圓形或近圓形；中衛沙坡頭區的‘紅嘎啦’蘋果果形指數最高（0.91），果型為橢圓形或圓錐形；銀川興慶區的果形指數最小，果型為扁圓形（0.77）。固原原州區‘紅嘎啦’蘋果單果重最大，為242.70 g；固原彭陽和中衛沙坡頭次之，分別為207.25、205.88 g；中寧大戰場‘紅嘎啦’蘋果的單果重最小，僅144.85 g。銀川靈武農場的‘紅嘎啦’蘋果果實偏斜度顯著高于其他產地，高達7.53%，可判定此產地偏斜果較多；其他產地果實偏斜度均＜5%，可視為端正果。青銅峽甘城子和中寧鳴沙‘紅嘎啦’蘋果果實去皮硬度明顯高于其他產地，分別為10.70、10.40 kg／cm2；銀川靈武農場的果實去皮硬度最小，僅為6.00 kg／cm2。pH值最大和最小的‘紅嘎啦’蘋果分別來自吳忠林場（3.90）和固原彭陽縣（3.13），其余產地差異不顯著。青銅峽市甘城子的‘紅嘎啦’蘋果可溶性固形物（16.00%）、可滴定酸（7.15 g／L）、維生素C（83.0 mg／kg）含量明顯高于其它產地的，而青銅峽市廣武的可溶性糖含量（98.5 g／L）、固酸比（4.23）和糖酸比（32.83）顯著高于其他產地；銀川靈武農場‘紅嘎啦’蘋果的可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量以及中衛市‘紅嘎啦’蘋果的維生素C含量、固酸比和糖酸比均顯著低于其他產地。

2.1.2 品質變異性分析 由表1看出，11個品質指標中，果實偏斜度的變異程度最大，離散程度最高，變異系數高達44.89%；其次是糖酸比，變異系數為30.65%；果形指數的變異程度最低，變異系數僅為3.99%；pH 值變異系數也只有6.23%。說明果實偏斜度和糖酸比受產地因素（如氣候、地形、地理位置及土壤等）影響最大，果形指數和pH值受產地影響較小。其余7項指標的變異系數在10.46% ～24.80%之間，受產地影響程度不一。

2.2 ‘紅嘎啦’蘋果果實品質指標間的相關性

如表2所示，可溶性固形物與果實去皮硬度、可溶性糖和可滴定酸含量，可溶性糖含量與果實去皮硬度，糖酸比與固酸比，均存在極顯著正相關關系，相關系數分別為0.490、0.551、0.807、0.544、0.970。固酸比和糖酸比均與可溶性固形物、可滴定酸含量呈極顯著負相關關系，相關系數分別為-0.511、-0.885和-0.480、-0.815。可溶性固形物含量與單果重，可滴定酸含量與果實去皮硬度，維生素C含量與果實偏斜度、可滴定酸含量，固酸比與pH值，糖酸比與可溶性糖含量，均呈顯著正相關；固酸比與維生素C含量呈顯著負相關。

表1 不同產地’紅嘎啦’蘋果品質比較分析結果

表2 ‘紅嘎啦’蘋果11個品質指標的相關性分析結果

2.3 主成分分析

對不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質指標進行主成分分析，按特征值＞1的原則選取了4個主成分（表3）：第一主成分特征值為3.721，貢獻率為33.826%；第二主成分特征值為2.217，貢獻率為20.153%；第三主成分特征值為1.553，貢獻率為14.119%；第四主成分特征值為1.302，貢獻率為11.838%。4個主成分累計貢獻率為79.936%，因此，可用這4個主成分概括這11項指標的主要信息。

可溶性固形物和可滴定酸含量在第一主成分上有較高的載荷量，載荷系數分別為0.817和0.978，說明可溶性固形物和可滴定酸含量在蘋果品質評價方面起關鍵作用；在第二主成分中可溶性糖的載荷系數最高，達0.870，說明可溶性糖含量在果實品質方面起著不可或缺的作用；第三主成分主要決定因素是維生素C含量和pH值，可定義為功能因子，說明功能因子在果實品質評價中占比較大，不可忽視；第四主成分主要反映單果重和果形指數等外觀品質指標，說明外觀品質對蘋果品質評價結果有重要影響。

為能夠更直接地反映寧夏不同產地‘紅嘎啦’蘋果的品質差異，以4個主成分的得分及權重構造綜合評價模型：F綜＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4。據此對不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質進行綜合評價，結果（表4）顯示，在第一、第二、第三、第四主成分下得分最高的‘紅嘎啦’蘋果產地分別為青銅峽甘城子、青銅峽廣武、青銅峽甘城子、固原原州區；‘紅嘎啦’蘋果品質綜合得分最高的是青銅峽甘城子，其次是固原原州區，中寧大戰場的‘紅嘎啦’蘋果品質綜合得分最低。僅據品質指標綜合評價寧夏4個地級市的‘紅嘎啦’蘋果綜合表現，結果為固原市＞吳忠市＞中衛市＞銀川市。

表3 不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質指標主成分分析結果

表4 不同產地‘紅嘎啦’蘋果品質指標各主成分得分及綜合得分

2.4 聚類分析

根據‘紅嘎啦’蘋果11項品質指標數據的標準化處理結果，利用Origin 2018的離差平方和法（Ward法）對寧夏12個‘紅嘎啦’蘋果產地進行系統聚類分析，當距離為0.005時聚為4類（圖1）。第1類僅包含銀川靈武農場一個產地，該產地‘紅嘎啦’蘋果果實偏斜度最大，偏斜果較多，可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量均最少，維生素C含量較高，說明該產地的‘紅嘎啦’蘋果外觀品質和內在營養品質均欠佳，適合加工制作高VC制品；第2類聚集了9個產地，分別有固原原州區、固原彭陽、中衛沙坡頭、中寧鳴沙、吳忠中苗果業、中寧大戰場、吳忠林場、銀川興慶區和吳忠扁擔溝，此類產地的‘紅嘎啦’蘋果各品質指標差異不顯著，且均在中等偏上水平，說明此類產地的‘紅嘎啦’果實風味酸甜適宜，從口感方面更容易贏得消費者喜愛，果實適合于鮮食銷售；第3類產地只包括青銅峽甘城子，此類產地果實中可溶性固形物、可滴定酸和維生素C含量最高，去皮硬度最大，鮮食口感較差，單果重較小，此類果實適合加工蘋果休閑食品和高VC保健品；第4類聚集了青銅峽廣武一個產地，該產地果品中可溶性糖含量、固酸比和糖酸比最高，其他指標處于中等水平，既可加工蘋果醋等飲品，也可作為鮮食果出售。

圖1 寧夏‘紅嘎啦’蘋果不同產地聚類分析結果

3 討論

蘋果品質表現受到品種、土壤、栽培管理方式以及氣候條件等多種因素共同影響［20］。各產地品質表現差異明顯的原因可能在于品質指標類別偏少、采樣的隨機性、氣候差異以及產地果園管理水平不一致等條件。本研究選取寧夏4個地級市12個產地的‘紅嘎啦’蘋果，在品種、采樣成熟度基本一致的情況下，最大可能地保證園地管理條件差異較小，以最大限度地確保蘋果品質差異來源于產地因素。產地因素涵蓋地理位置、氣象因子及土壤條件等，有研究表明可溶性糖含量和固酸比與溫度以及可溶性固形物含量、可溶性糖含量、硬度和維生素C含量與日照時數呈正相關，可滴定酸含量和維生素C含量與溫度、果實硬度和可滴定酸含量與光照強度呈負相關［21，22］。本研究中各產地蘋果各指標間均存在顯著性差異和不同程度的相關關系，說明產地因素在蘋果種植栽培中起著至關重要的作用，這將是今后研究的重點。

風味是蘋果關鍵的內在品質評價因子，前人研究中通常選擇可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量及固酸比和糖酸比作為其評價因子［23，24］。本研究中通過主成分分析將可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C含量和果形指數等指標篩選為果實評價因子，這與前人研究結果相似。本研究只有一年的品質數據，樣本量較少，并且評價的指標因子偏少，在今后的研究中將進一步豐富指標數量，使得結果更具可信度，以期指導寧夏‘紅嘎啦’蘋果的栽培生產和市場銷售，指導蘋果基地的科學布局。

4 結論

寧夏12個產地的‘紅嘎啦’蘋果品質存在顯著差異，并且11項品質指標間存在不同程度的相關關系；篩選出單果重及可溶性糖、可滴定酸和維生素C含量作為寧夏地區‘紅嘎啦’蘋果品質評價的關鍵指標；通過4個主成分的得分及權重構造綜合評價模型F綜＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4，并基于此對各產地’紅嘎啦’蘋果品質進行綜合評價，綜合品質表現依次為青銅峽甘城子＞固原原州區＞中寧鳴沙＞中衛沙坡頭＞吳忠扁擔溝＞吳忠中苗果業＞固原彭陽縣＞吳忠林場＞青銅峽廣武＞銀川興慶區＞銀川靈武農場＞中寧大戰場；通過聚類分析將12個產地聚成4類，并根據每類產地品質指標提出果品后期銷售的建議。