馬若寒,謝雪曼,肖若余,雷世梅,韓 剛,林 鈞,楊治友,宋明華,蔣 猛,曾維英,羅雪峰,韋潔敏,白 娟,李純凡,楊曉紅
1. 南方山地園藝學教育部重點實驗室/西南大學 園藝園林學院,重慶 400715;2. 重慶市農業技術推廣總站,重慶 400020;3. 重慶市農業信息中心,重慶 401121;4. 重慶市永川區經濟作物技術推廣站,重慶 永川 402160;5. 重慶市涪陵區果品辦公室,重慶 涪陵 400800;6.西南大學 工程技術學院,重慶 400715;7. 重慶市永川區勝利路街道農業服務中心,重慶 永川 402160;8. 重慶市渝北區經濟作物技術推廣站,重慶 401120
龍眼(DimocarpuslonganLour.)是常綠喬木,生長在熱帶及亞熱帶地區,是我國南方重要的經濟果樹之一. 龍眼為我國衛生部公布的藥食雙重功效的植物,果實鮮食清甜濃香,入藥后可益心脾、補氣血、安神益智,素有“南方人參”的美譽,是久負盛名的果中珍品[1]. 我國是龍眼的原產地,具有豐富的龍眼品種資源,據不完全統計,全國約有300多個品種(系),大多種植在廣西、廣東、海南、云南、四川等氣候溫暖濕潤的地區[2-3]. 重慶屬我國內陸龍眼經濟栽培最北緣區域,因其得天獨厚的區位優勢和特殊的亞熱帶季風濕潤氣候,重慶龍眼成熟期可比廣西、廣東等主產區推遲1個月,能錯季向市場推出晚熟的優質龍眼[4],延長貨架時間,甚至可彌補南方龍眼小年缺產供應不足的問題. 近來年,重慶龍眼種植面積增大,已達0.82萬hm2,產量也在逐年提高,但仍存在產業大而不強、品種混雜、深加工技術欠缺的問題[5]. 不同種植環境和不同的龍眼品種,其果實的顏色、大小、形狀、風味及營養成分都有所區別,這些內外因素是導致果實品質差異表現的重要原因[6]. 目前,對重慶主栽龍眼品種的研究主要集中在抗寒性和病蟲害防治上,而對果實品質的研究報道較少,對果實品質評價體系也尚未提出新的思考. 因此,重慶主栽龍眼品種的果實品質重要特征有哪些? 品種間是否有較大差異及如何科學地挑選優質的品種用于不同的生產和消費目標? 這些都是重慶龍眼研究與生產實踐中必須回答的重要問題,對推動重慶龍眼產業的持續發展具有重要意義.
本研究以重慶市主栽龍眼的6個品種為研究對象,分別測定其外觀品質及內在品質,研究不同品種的果實品質差異性及相關性,并采用主成分分析及模糊隸屬函數方法對試驗材料的果實品質進行綜合評價,為優質龍眼品種的選育及龍眼果實品質評價體系的科學構建提供理論參考.
試材為重慶永川朱沱鎮張壩村(105°49′45.87″E,29°4′26.01″N)的6個主栽龍眼品種(黃殼、青殼、蜀冠、儲良、油潭本和大烏圓). 于2019年10月7—8日采集各個品種的成熟鮮果,從每個果園中各品種隨機選取3棵10年以上的結果龍眼樹,從樹冠的4個不同方位分別隨機采集3個果穗,共12穗果,低溫裝箱立即送實驗室. 果樣采齊后,各品種分別隨機取果形良好、果面潔凈、無病蟲害和機械損傷的成熟果實400粒,混合均勻后,各樣品再隨機取40粒用于分析,3次重復.
1.2.1 外觀品質指標測定
表觀特征:參考《熱帶作物種質資源數據標準》[7],對果皮、果肉的顏色、質地等特征通過肉眼觀察并結合品嘗進行詳細描述.
果實縱橫徑、果形指數:縱徑為果實果基至果頂間的最大距離,橫徑為果實最大橫切面的最大直徑,使用游標卡尺進行測量,單位為mm,精確到0.01 mm. 果形指數=橫徑/縱徑,果形指數為0.6~0.8時果實形狀為扁圓形,0.8~0.9時為圓形或近圓形,0.9~1.0時為橢圓形或圓錐形,大于1.0時為長圓形[2].
皮厚率、肉厚率:使用游標卡尺測量并計算. 將完整果實分離,得到完整的果皮、果肉,均取果皮、果肉赤道面4個不同方位進行厚度測量,計算果皮厚度及果肉厚度的平均值.
皮厚率(%)=皮厚×2/長橫徑×100%,肉厚率(%)=肉厚×2/橫徑×100%[8]
單果質量:采用直接稱質量法,利用分析天平稱量單個果實質量.
果皮鮮質量、果肉鮮質量、果核鮮質量:采用電子分析天平稱量. 取完整龍眼果實,分離得到完整果肉及果皮,分別立即稱取質量,單位為g,精確到0.01 g.
果肉干質量:將完整果肉稱取鮮質量后,裝入已烘干的鋁盒內,放入105 ℃烘箱內,烘干后取出稱量干質量,單位為g,精確到0.01 g.
果肉含水量(%)= (果肉鮮質量-果肉干質量)/果肉鮮質量×100%
可食率(%)=[果實總質量-(果皮質量+果核質量)]/果實總質量×100%
1.2.2 內在品質指標測定
可溶性固形物質量分數用LH-B55數顯糖量計測定(陸恒生物),維生素C質量分數采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[9],可滴定酸(總酸度)采用堿測定法測定[10].
每個品種試驗均測定40個果實,3次重復,取所測數據的平均值,試驗數據統一記為平均值±標準差. 采用Excel 2016統計數據,并使用SPSS 19.0軟件對所測的果實品質特征進行統計學分析、主成分分析、相關性分析和隸屬函數分析.
變異系數(%)=標準差/平均值×100%
使用SPSS 19.0軟件進行變量間Person相關性分析,對提取的主成分因子旋轉后進行貢獻率計算. 累計貢獻率為各主成分的貢獻率之和.
通過觀察比較6個品種龍眼果皮及果肉的表觀特征,發現不同品種果皮顏色及果紋有較大差異,果皮顏色大多為黃褐色. 其中,青殼除黃褐色外,有些呈青褐色,油潭本中部分果皮呈灰褐色,大烏圓果皮顏色普遍較深,除黃褐色外,有些呈褐色;儲良果皮上具有明顯的龜裂紋,油潭本和大烏圓果皮上有稍明顯的龜裂紋,其他品種則沒有. 大部分品種果肉顏色為乳白色,青殼部分果實果肉呈淺黃色,而大烏圓果肉為蠟白色;通過觀察發現,除黃殼、儲良的果肉不透明外,其余品種果肉為半透明;青殼果肉質地與其他品種的爽脆不同,為軟、韌質地. 通過品嘗進行風味鑒評,儲良、油潭本和蜀冠果肉濃甜,黃殼和青殼果肉風味清甜,而大烏圓果肉味淡(圖1、圖2、表1).

表1 不同龍眼品種表觀特征
6個龍眼品種中,大烏圓的橫徑、縱徑及單果質量均高于其他品種,蜀冠果形指數高于其他品種,油潭本及大烏圓肉厚率高于其他品種,而皮厚率則低于其他品種,差異有統計學意義(圖1,表2). 6種龍眼果實果形指數范圍為0.88~1.06,變異系數為7.20%;其中儲良和油潭本果形指數相近,為0.88左右,形狀為圓形或近圓形;黃殼、青殼及大烏圓果形指數為0.9~1.0,為橢圓形或圓錐形;而蜀冠果形指數大于1.0,為長圓形. 6種龍眼果實單果質量差距較大,變異系數為31.22%,大烏圓、油潭本和儲良單果質量均大于13 g,其余3個品種單果質量小于10 g,其中黃殼單果質量最小,為7.62 g. 不同品種間肉厚率差異性較大,變異系數為21.93%,油潭本及大烏圓肉厚率大于33.95%,蜀冠肉厚率最低,僅18.85%;黃殼、青殼、蜀冠皮厚率較高,蜀冠皮厚率高達8.05%,而油潭本皮厚率最低,為4.81%.

圖1 不同龍眼品種果皮、果肉外觀比較

圖2 不同龍眼品種果實外觀比較
由表2可知,儲良和大烏圓果殼鮮質量大于2.19 g,高于其他品種,且差異有統計學意義;不同品種龍眼果核鮮質量及大小有明顯區別(圖3),變異系數為21.56%,其中大烏圓果核鮮質量最大,為2.21 g,大于其他品種,黃殼果核鮮質量最小,僅1.21g;龍眼果肉鮮質量約為5.03~11.44 g,變異系數為37.24%,油潭本和大烏圓果肉鮮質量高于10.71 g,高于其他品種,而黃殼、青殼和蜀冠果肉鮮質量低于油潭本及大烏圓,且差異有統計學意義. 果肉烘干后,果肉干質量變異系數高達49.87%,其中儲良果肉干質量最高,為1.37 g,而黃殼果肉干質量最低,為0.34 g. 果實可食率為59.59%~75.17%,油潭本可食率最高,為75.17%;大烏圓果實次之,為71.32%;儲良位居第3,為69.07%;其他品種果實可食率在65%或更低的水平,蜀冠可食率最低,為59.59%.

圖3 不同龍眼品種果核大小比較

表2 不同龍眼品種果實外觀品質比較
比對結果發現,6種主栽龍眼品種果實外在品質差異較大,表觀特征作為最直觀的果實外觀品質特征,發現不同品種間果皮顏色、果紋、果肉質地、透明度及風味均有差異,其中通過肉眼直接觀察果實大小、果皮顏色及果紋等外觀特征,能夠分辨黃殼、青殼、油潭本、大烏圓、儲良等品種;通過肉眼觀察果肉顏色或品嘗果肉風味能夠明顯區分出大烏圓品種,該品種果大、果肉蠟白色且味淡,與其他品種存在顯著差異.
試驗結果看出,龍眼果實果肉含水量很高,約為85%~93%,其中黃殼和蜀冠最高,果肉含水量高于91.73%,而儲良果肉含水量顯著低于其他組,為85.04%;果肉的可溶性固形物含量最高為儲良,達22.46%,顯著高出其他品種,最低為大烏圓,僅為17.08%,其余品種含量大約在18%~20%. 從可溶性固形物與果肉含水量的比值中看出,儲良比值最高,其果肉含水量低,但可溶性固形物高,風味濃甜;其次是油潭本、黃殼、青殼、蜀冠,比值約為0.20~0.22,果肉含水量高,可溶性固形物比例中等,風味清甜;而大烏圓比值最低,僅為0.19±0.02,果肉含水量較高,可溶性固形物比例低,風味偏淡. 果實的維生素C質量分數范圍約為6.83~10.14 mg/kg,變異系數為16.84%;蜀冠及黃殼的維生素C質量分數高于10.05 mg/kg,高于其他品種且差異有統計學意義;油譚本的維生素C質量分數為7.20 mg/kg,大烏圓的維生素C質量分數僅為6.83 mg/kg,油譚本與大烏圓的維生素C質量分數低于其他品種且差異有統計學意義. 6個品種可滴定酸范圍為0.04%~0.08%,變異系數為25.23%;其中大烏圓可滴定酸最高,為0.08%,其次是油潭本,為0.07%,儲良可滴定酸最低,為0.04%(表3).

表3 不同龍眼品種果肉含水量、可溶性固形物、維生素C質量分數和可滴定酸比較
將所測15個品質特征進行Person相關性分析,挑選出11個表現出高度相關性的特征進行歸納. 結果看出,多項品質特征間存在統計學意義上的相關關系,單果質量與橫徑、縱徑之間存在正相關關系,r≥0.963**(p<0.01),與果肉鮮質量存在正相關關系,r=0.991**(p<0.01),但與可食率為中度相關關系,r=0.750,這一數據說明果大、果肉重的品種不一定可食率高. 可食率與皮厚率存在負相關關系,r=-0.940**(p<0.01),與肉厚率之間存在正相關關系,r=0.937**(p<0.01),與果肉鮮質量呈正相關,r=0.831*(p<0.05),這說明皮薄肉厚、果肉重的品種可食率較高. 維生素C為果實內在品質,與外觀品質也有相關性,其中與單果質量、果肉鮮質量存在負相關關系,r≥-0.943**(p<0.01),與可食率呈負相關,r=-0.855*(p<0.05),這說明果大、果肉重且可食率高的品種其維生素C質量分數較低. 內在品質中可溶性固性物與可滴定酸呈負相關關系,r=-0.842*(p<0.05),這說明可溶性固形物高的品種其總酸度較低(表4).

表4 龍眼果實主要品質指標相關性分析
將所測的15個龍眼果實品質指標提取主成分后進行因子分析,并旋轉因子使得每個指標的載荷系數能夠反映其在各主成分中的重要程度. 分析結果表明,所測果實品質特征分為3個主成分,累積貢獻率超過95%,且各因子的載荷系數絕對值大于0.70,能夠反映6個龍眼品種的果實品質特征且可作為龍眼果實評價的綜合指標. 第一主成分因子有能夠反映果實大小、質量的外觀品質及以維生素C為主的內在品質,貢獻率為41.54%;第二主成分因子有果形指數、肉厚率、皮厚率和可食率,貢獻率為35.95%;第三主成分因子有果肉含水量、可溶性固形物及可滴定酸,貢獻率為17.62%(表5).

表5 3個主成分旋轉后的因子、載荷系數、方差貢獻率及累積貢獻率
根據主成分分析,各因子的載荷系數大小能夠反映該指標對綜合指標貢獻的大小,挑選出各主成分中具較大的載荷系數的因子,并結合相關性分析結果,挑選出果形指數、單果質量、果肉鮮質量、可食率、可溶性固形物、維生素C及可滴定酸(載荷系數≥0.70)進行隸屬函數分析. 根據主要指標隸屬函數值求得綜合指數,并對其進行品質排序,6種龍眼品種中品質由高到低為:儲良、油潭本、大烏圓、黃殼、青殼、蜀冠(表6).

表6 龍眼果實主要品質特征隸屬函數值
果實品質是一個較為復雜的綜合性狀,包括以果皮、果肉顏色、質地、風味等為主的表觀特征,以果實大小、質量、形狀、可食率等為主的外觀品質及以糖、維生素C和酸度為主的內在品質[11]. 研究果樹種質資源及選育優質新品種需要將果實品種通過內外品質差異進行科學歸類[12]. 通過對果實表觀性狀進行評測,結合數量性狀分析,從主、客觀兩個方面描述果實品質. 選測的6個龍眼品種的果實采集地條件一致,管理基本一致,排除地域生態條件和管理水平因素帶來的影響,這些龍眼品種表現出來的特征是其固有的遺傳特征,測評結果可靠性較強. 外觀品質差異較明顯,可從果實大小、果皮顏色、龜裂紋狀、果肉顏色等基本分辨品種;但部分外觀數量性狀變異較大,如單果質量、果肉鮮質量、果肉干質量等數量性狀變異系數高于30%,內在品質如果肉含水率、可食率和可溶性固形物變異系數等于或小于10%;該研究結果與黃愛萍等[13]認為龍眼種子資源豐富多樣、質量性狀多樣性小、數量性狀變異較大的觀點基本吻合.
品質指標之間存在較為復雜的關系,表現為既有差異性也有相關性. 本研究發現龍眼果實外觀品質中同類指標之間有較多相關性,其中單果質量與果肉鮮質量極顯著正相關,而與可食率相關性不高,這說明果實質量和果肉質量不能直接反映可食率的高低,如大烏圓品種果型最大,果肉重,但可食率卻不是最高的;在龍眼果實的內在品質中,可滴定酸與可溶性固形物顯著負相關,可溶性固形物比例較高的品種其總酸度較低;不同類型的指標也有存在極顯著正相關性,可能存在遺傳上的一致性,如通過感官判斷的果肉風味與可溶性固形物具有顯著相關性,可溶性固形物比例高的品種,風味為濃甜,如儲良和油潭本,可溶性固定物比例低的品種,風味較淡,如大烏圓. 這一結果與韓冬梅等[14]對品種間品質變異類型的穩定性、豐富性和相關性的觀點也基本相同.
分析果實品質的指標多種多樣,單一的指標有局限性,不足以概括該果實的綜合品質. 已有研究報道,針對多個樣品及多個指標,采用主成分分析能夠更綜合、客觀地對品質進行分類和簡化分析[7,15-17]. 本研究中將測定的15個品質特征歸類成3個主成分,不同主成分的貢獻率有差異,第一主成分及第二主成分累積貢獻率近80%,能夠較全面表達果實品質的信息,而第三主成分都為內在品質特征,因變異系數較小,貢獻率相對較低. 不同主成分中各因子載荷系數能表現出該特征對果實品質評價的重要性,如第三主成分中果肉含水量的載荷系數僅為0.70,顯著低于可溶性固形物,因此在綜合評價時可溶性固形物可作為內在品質的重要特征參選. 貢獻率差異不是絕對的參考標準,數據經過科學處理而得出的結論僅是客觀反映各品質特征之間的本質聯系,在實際品質評價時,評價標準具有主觀能動性,根據人們實際需求而產生不同的評價結果,如在第一主成分中貢獻較小的維生素C,作為果實營養價值方面的指標,是很重要的品質特征,因此,綜合評價及應用時還要考慮到需求目標,這樣更符合市場價值評估要求.
隸屬函數能夠在測定了多指標的基礎上,通過模糊理論將測定值轉化成普通的清晰量,以便于對植物性狀進行綜合評價[15,18]. 隸屬函數使得評價結果不是絕對的肯定或否定,而是以一個模糊集合表示,在品種綜合評價和選優工作中應用廣泛[19-20]. 根據隸屬度值發現作為外觀品質較好、果型最大的大烏圓品種其內在品質不占優勢,而儲良、油譚本、黃殼等中小型品種其內在品質則各有優勢,該研究結果與大果趨于高可食率、中小果趨于可溶性固形物含量高的結論一致[21]. 儲良和油潭本的綜合品質最好,其表現為中等果型、肉較厚、可食率較高、中高糖含量,適合鮮食;在測評中其他品種在某些品質特征表現上比較優異,但均存在一定的缺陷,如大烏圓果型最大、肉厚、可食率高,但糖含量較低,作為鮮食口感較次,品質次于油潭本和儲良;蜀冠、黃殼和青殼的果型較小、果肉較薄、果皮較厚、可食率較低,但果肉含水量、中高糖含量、維生素C質量分數較高,更適合加工為干果或罐頭. 果實大、果肉厚、可食率高、含糖量高、維生素C質量分數高的果實更符合市場需求,是理想的果實品質. 測定的6種龍眼品種中未有完全符合這一品質要求的品種,且發現單果質量高、肉厚且可食率高的品種其可溶性固形物比例和維生素C質量分數偏低,而可溶性固形物比例高、維生素C質量分數高的品種果較小,可食率較低. 從市場主要需求出發,綜合考慮鮮食或加工特性,可將綜合品質排名靠前的儲良和油譚本作為重慶龍眼優良晚熟品種育種及品質改良的備用品種.
通過分析比較不同的龍眼品種品質性狀指標,結合相關性分析、主成分分析后篩選出的7個龍眼果實品質關鍵指標為:果形指數、單果質量、果肉鮮質量、可食率、可溶性固形物、維生素C及可滴定酸. 對7個關鍵指標進行隸屬函數分析,根據綜合指數進行排名,綜合品質排名由高到低為:儲良、油潭本、大烏圓、黃殼、青殼、蜀冠.