黃瓜新品種在成都地區(qū)栽培的品質(zhì)對(duì)比分析

高 佳，梁根云，田玉肖，羅靜紅，羅芳耀，李躍建，劉小俊

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川 成都 610066；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，四川 成都 610066；3.農(nóng)業(yè)部西南地區(qū)園藝作物生物學(xué)及種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066；4.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川 成都 610066)

【研究意義】黃瓜(CucumissativusL.)是重要的世界性蔬菜，栽培面積大，市場(chǎng)供應(yīng)面廣，經(jīng)濟(jì)效益高，對(duì)帶動(dòng)種植戶增收和穩(wěn)定蔬菜消費(fèi)供應(yīng)影響力大。四川是全國(guó)重要的黃瓜產(chǎn)區(qū)，品種資源豐富[1]，開(kāi)展黃瓜新品種品質(zhì)性狀的測(cè)試分析對(duì)明確品種資源特性和市場(chǎng)流通適宜性具有重要作用。【前人研究進(jìn)展】現(xiàn)有研究對(duì)黃瓜品種農(nóng)藝性狀調(diào)查分析較多[2]，梁根云等[1]分析了77份四川黃瓜地方品種種質(zhì)資源的植物學(xué)特性和農(nóng)藝性狀，但并未對(duì)果實(shí)品質(zhì)性狀進(jìn)行測(cè)試。張秀榮等[3]調(diào)查了8個(gè)華南型黃瓜品種在四川種植的果實(shí)性狀和品質(zhì)性狀，探討了部分品質(zhì)指標(biāo)之間的潛在相關(guān)性，但對(duì)黃瓜重要的風(fēng)味特性尚未分析。【本研究切入點(diǎn)】當(dāng)前，市場(chǎng)消費(fèi)需求已發(fā)生重要改變，消費(fèi)者對(duì)口感型、風(fēng)味型、營(yíng)養(yǎng)型蔬菜品種日益青睞。因此，對(duì)適應(yīng)區(qū)域生態(tài)條件和消費(fèi)需求的地方主栽品種開(kāi)展采后品質(zhì)綜合分析評(píng)價(jià)非常必要。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】近年來(lái)，四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黃瓜育種團(tuán)隊(duì)先后選育出一批無(wú)苦味優(yōu)質(zhì)的華南型和華北型黃瓜新品種[4]，已在全國(guó)大面積栽培推廣。為進(jìn)一步明確新品種在成都地區(qū)栽種后的果實(shí)品質(zhì)特性，本文對(duì)比分析了8個(gè)新品種和對(duì)照品種采后外觀、營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味品質(zhì)特性。此結(jié)果以期為明確品種品質(zhì)特性提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑 黃瓜：8個(gè)黃瓜品種統(tǒng)一種植于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院新都試驗(yàn)基地。采用營(yíng)養(yǎng)杯育苗，2021年2月22日移栽，140 cm包溝開(kāi)廂，1廂種植2行，株距35 cm，垂直繩索吊蔓栽培。試驗(yàn)用黃瓜統(tǒng)一于4月23日隨機(jī)采收商品瓜，采收后2 h內(nèi)常溫運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定。

1.1.2 主要儀器設(shè)備 電子天平：JA31002，上海精天電子儀器有限公司；游標(biāo)卡尺：上海恒量量具有限公司；酶標(biāo)儀：Synergy HTX，美國(guó)Bio Tek公司；色差儀：CR-400，日本Konica Minolta公司；冷凍離心機(jī)：5424R，德國(guó)Eppendorf公司；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：Intuvo 9000-5977B，美國(guó)Agilent公司；超高液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：U3000 UHPLC-Q-Exactive Focus，德國(guó)Thermo Fisher Scientific公司；色譜柱：Waters ACQUITY UPLC BEHC18，美國(guó)Waters公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 每品種隨機(jī)挑選外觀整齊無(wú)明顯病害的9根黃瓜用于指標(biāo)測(cè)定。單果重、果形指數(shù)、可溶性固形物、瓜肉色差指標(biāo)逐一采用鮮樣測(cè)定，再將每品種9根黃瓜隨機(jī)分為3組(作為3個(gè)重復(fù))，切取腰部瓜肉測(cè)定組織含水率和Vc含量；3組重復(fù)腰部瓜肉采用液氮冷凍粉碎后保存于-80 ℃超低溫冰箱中，用于測(cè)定可溶性蛋白、反，順-2,6-壬二烯醛和葫蘆素C含量。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 (1)單瓜重和果形指數(shù)。采用稱(chēng)量法測(cè)定，果形指數(shù)記為單瓜長(zhǎng)度與腰部直徑的比值。

(2)瓜肉色差。采用色差儀測(cè)定黃瓜橫切面瓜肉色差L*、a*和b*值。

(3)組織含水率。采用烘干法測(cè)定[5]，結(jié)果記為烘干后減少質(zhì)量占鮮重質(zhì)量的百分比。

(4)可溶性固形物(TSS)。擠出瓜肉汁液采用手持式糖度計(jì)測(cè)定。

(5)Vc含量。按照國(guó)標(biāo)GB 5009.86—2016[6]中2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

(6)可溶性蛋白含量。采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[5]測(cè)定。

(7)反，順-2,6-壬二烯醛含量。參考劉春香等[7]的方法，并稍作改進(jìn)。稱(chēng)取5 g凍樣黃瓜粉末到頂空瓶中，采用頂空微固相萃取與氣質(zhì)聯(lián)用儀，利用選擇離子掃描技術(shù)測(cè)定黃瓜中特征風(fēng)味物質(zhì)反，順-2,6-壬二烯醛的含量。以反，順-2,6-壬二烯醛為標(biāo)準(zhǔn)品建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算樣品中反，順-2,6-壬二烯醛的含量。75 μm聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)萃取頭。色譜條件:色譜柱：HP-5MS(30 m0 mls mmmmlsi μm)；進(jìn)樣口溫度250 ℃，接口溫度：250 ℃；分流比：12∶1；載氣為高純氦氣，恒流流速1.0 mL/min；升溫程序：起始溫度36 ℃，然后以12 ℃/min的速率升至60 ℃，再以6 ℃/min升至140 ℃，最后以20 ℃/min升至240 ℃，保持10 min。質(zhì)譜條件：離子源溫度200 ℃，電離方式EI，電子能量70 eV。

表1 黃瓜品種信息

(8)葫蘆素C含量。稱(chēng)取0.100 g冷凍干燥后的黃瓜粉末，甲醇定容至3 mL，用0.22 μm濾膜過(guò)濾后稀釋10倍上機(jī)測(cè)定。色譜條件：waters ACQUITY UPLC BEHC18(100 mm× 2.1 mm, 1.7 μm)色譜柱；水(A, 含0.1%甲酸，1 mM甲酸銨)-甲醇(B)為流動(dòng)相，梯度洗脫(0 min，65%A，0～4 min，40%～65%A，4～4.2 min，10%～40%A，4.2～5 min，10%A，5～5.1 min，10%～65%A，5.1～6 min，65%A)；進(jìn)樣量1 μL。質(zhì)譜條件：加熱電噴霧離子源(HESI)溫度為350 ℃；毛細(xì)管電壓3.5 kV；離子傳輸管溫度350 ℃；鞘氣流速35 unit；輔助氣流速15 unit；Full MS/dd MS2掃描模式；一級(jí)質(zhì)譜分辨率為70 000，二級(jí)質(zhì)譜分辨率為17 500。

1.3 數(shù)據(jù)分析

單瓜重、果形指數(shù)、色差、TSS含量測(cè)定9個(gè)重復(fù)，組織含水率、Vc、可溶性蛋白、反，順-2,6-壬二烯醛和葫蘆素C含量測(cè)定3個(gè)重復(fù)，結(jié)果記為平均值±樣本標(biāo)準(zhǔn)差。采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和隸屬函數(shù)分析，采用IBM SPSS Statistics軟件進(jìn)行差異顯著性分析、相關(guān)性分析和聚類(lèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃瓜品種基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)據(jù)

調(diào)查測(cè)試了8個(gè)黃瓜品種果實(shí)樣品指標(biāo)(表2)，其中華南型黃瓜品種5個(gè)(川綠2號(hào)、川綠5號(hào)、川綠11號(hào)、燕白和白絲條)，華北型黃瓜品種3個(gè)(川翠3號(hào)、川脆13號(hào)和津優(yōu)1號(hào))。各測(cè)試指標(biāo)在品種間的變異系數(shù)在2.90%～44.54%，由大到小依次為：反，順-2,6-壬二烯醛含量>果形指數(shù)>蛋白質(zhì)含量>單果重>色差b*>Vc含量>可溶性固形物含量>色差L*>組織含水率，表明不同黃瓜品種樣品測(cè)試指標(biāo)間存在差異，反，順-2,6-壬二烯醛含量、果形和蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)在品種間的差異較大。現(xiàn)有研究認(rèn)為，反，順-2,6-壬二烯醛是黃瓜的特征香氣物質(zhì)，其含量的高低對(duì)黃瓜風(fēng)味具有重要影響[8]。可見(jiàn)，供試黃瓜品種在風(fēng)味和外形等指標(biāo)上與具有較大差異。

表2 黃瓜品種基礎(chǔ)指標(biāo)數(shù)據(jù)

所有測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)中，果形指數(shù)、色差(L*、a*、b*)和可溶性蛋白3項(xiàng)指標(biāo)在華南型和華北型兩類(lèi)黃瓜品種中出現(xiàn)了明顯差異。相較而言，3個(gè)華北型黃瓜品種果形指數(shù)更大，果實(shí)偏長(zhǎng)棒形，而5個(gè)華南型黃瓜品種瓜形為長(zhǎng)圓形；華南型黃瓜品種瓜肉色差L*值顯著高于華北型黃瓜品種，且a*值顯著更高，b*值顯著更低，表明華南型黃瓜品種瓜肉顏色亮度更高，綠色更淡，而華北型黃瓜品種瓜肉綠色偏深；供試華北型黃瓜品種可溶性蛋白含量顯著高于華南型黃瓜品種，含量最高的品種為川翠3號(hào)，比川綠2號(hào)高2.06倍。此外，品種外觀照片也可以看出華北型黃瓜品種瓜皮為深綠色，表面多細(xì)密刺瘤，瓜把較長(zhǎng)；而華南型黃瓜品種瓜皮顏色偏綠，表皮少刺平整，無(wú)明顯瓜把，其中白絲條品種瓜皮偏白色(圖1)。從上述指標(biāo)來(lái)看，華南型和華北型黃瓜品種不僅外觀指標(biāo)(果形、顏色)差異明顯，內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)(可溶性蛋白)也存在顯著差異。華南型和華北型是我國(guó)主要的兩種栽培類(lèi)型(CucumissativusL.var.sativus)黃瓜種類(lèi)[9]，調(diào)查表明華南型品種果實(shí)數(shù)量性狀變異系數(shù)普遍高于華北型品種，表明華南型品種果實(shí)外觀性狀較分散[10]。黃瓜皮和瓜肉顏色主要受葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量調(diào)節(jié)[9]，是重要的營(yíng)養(yǎng)與商品價(jià)值，華南型黃瓜品種間較大的外觀品質(zhì)差異可能與區(qū)域性育種目標(biāo)和消費(fèi)需求多元化有關(guān)[10]。本試驗(yàn)中，5個(gè)華南型黃瓜品種在單瓜重、外觀果形、色澤等性狀上品種間差異也更明顯。

將8個(gè)品種其余幾項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行比較，單瓜重在177～275 g，其中川綠5號(hào)、燕白和川翠13號(hào)單瓜重顯著最低；而川綠2號(hào)、川綠11號(hào)、白絲條、川翠3號(hào)和津優(yōu)1號(hào)單瓜重均在200 g以上，果實(shí)單瓜重與品種產(chǎn)量密切相關(guān)。供試品種瓜肉組織含水率在89.73%～95.97%，品種間差異不顯著。可溶性固形物和Vc是黃瓜重要的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，供試品種可溶性固形物含量均值在2.97%～3.76%，其中川綠5號(hào)在所有品種中顯著最高，口感甜，而燕白顯著最低。所有樣品中川綠2號(hào)、川綠5號(hào)、川綠11號(hào)和川翠13號(hào)瓜肉Vc含量相對(duì)較高，在16.85～17.95 mg/100g；而白絲條、川翠3號(hào)和津優(yōu)1號(hào)瓜肉Vc含量相對(duì)較低。

蔬菜的風(fēng)味主要由含有的不同芳香物質(zhì)決定，其特征風(fēng)味常常受到較少的一種或幾種化合物決定[11]。對(duì)黃瓜的特征性香味物質(zhì)反，順-2,6-壬二烯醛測(cè)定表明，多數(shù)華南型品種黃瓜風(fēng)味高于華北型品種，其中川綠5號(hào)和川綠11號(hào)瓜肉中反，順-2,6-壬二烯醛含量比對(duì)照燕白和津優(yōu)1號(hào)高1倍以上，表現(xiàn)為鮮食有較濃郁的黃瓜香味。黃瓜果實(shí)中除了特征香氣物質(zhì)，還存在一種特征苦味物質(zhì)。

研究表明，葫蘆素(Cucurbitacin)是葫蘆科蔬菜特有的苦味物質(zhì)，既存在于葉片和植株中，也存在于果實(shí)內(nèi)，葫蘆素C是存在于果實(shí)內(nèi)的苦味物質(zhì)[12]。測(cè)試了黃瓜果實(shí)中葫蘆素C含量表明，8個(gè)品種中僅有川綠2號(hào)、燕白和白絲條果實(shí)中檢測(cè)出葫蘆素C含量，鮮食口感表現(xiàn)為瓜肉有明顯苦味；其余5個(gè)品種均未檢出葫蘆素C含量，鮮食瓜肉無(wú)苦味。黃瓜的風(fēng)味形成受到品種遺傳特性、環(huán)境條件、栽培管理水平等多種因素影響[12]，作為鮮食黃瓜，育種家和消費(fèi)者更傾向于選擇香味濃郁、無(wú)苦味、口感甜的黃瓜品種。

2.2 品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性分析

剔除葫蘆素C含量指標(biāo)，對(duì)樣品測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析表明(表3)，瓜肉色差a*和b*值呈極顯著負(fù)相關(guān)性，色差L*和b*值呈顯著負(fù)相關(guān)性；果形指數(shù)和色差L*、a*、b*值均表現(xiàn)出顯著相關(guān)性；可溶性蛋白和果形指數(shù)、色差L*、a*、b*值也表現(xiàn)出顯著相關(guān)性；反，順-2,6-壬二烯醛含量與色差a*值呈顯著正相關(guān)；其余指標(biāo)間無(wú)顯著相關(guān)性。張秀榮等[3]對(duì)8個(gè)華南型黃瓜品種品質(zhì)分析表明，可溶性糖含量與含水量顯著正相關(guān)，Vc與含水量、可溶性糖顯著負(fù)相關(guān)，而本實(shí)驗(yàn)中測(cè)試品種品質(zhì)指標(biāo)間未出現(xiàn)類(lèi)似結(jié)果。可見(jiàn)，不同品種測(cè)試指標(biāo)間相關(guān)性關(guān)系存在差異，擴(kuò)大測(cè)試品種樣本量和增加測(cè)定指標(biāo)數(shù)量更有利于結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。

表3 黃瓜測(cè)試指標(biāo)間的相關(guān)性

2.3 品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)分析與排序

隸屬函數(shù)分析可反應(yīng)樣本間多個(gè)測(cè)試指標(biāo)構(gòu)成的綜合性狀水平，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)黃瓜品種樣品測(cè)試的4種品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，將所有指標(biāo)定義為優(yōu)良品質(zhì)指標(biāo)，即值越大越好，計(jì)算樣品的平均隸屬函數(shù)值(表4)。8個(gè)黃瓜品種平均隸屬函數(shù)值由大到小依次為：川綠5號(hào)、川綠11號(hào)、川翠13號(hào)、川翠3號(hào)、白絲條、川綠2號(hào)、津優(yōu)1號(hào)和燕白。上述結(jié)果表明，川綠5號(hào)和川綠11號(hào)在所有供試品種中綜合品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu)，平均隸屬函數(shù)值均大于0.64，表現(xiàn)為甜度高、營(yíng)養(yǎng)好、風(fēng)味濃、無(wú)苦味；而燕白綜合品質(zhì)表現(xiàn)相對(duì)最低。

表4 各品種品質(zhì)綜合比較分析

2.4 黃瓜品質(zhì)形狀的聚類(lèi)分析

將8個(gè)黃瓜品種所有測(cè)試指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，采用Word聚類(lèi)方法計(jì)算歐氏距離(圖2)。可以清晰看出，8個(gè)品種首先被分成2大類(lèi)，第I類(lèi)包括5個(gè)華南型黃瓜品種，第II類(lèi)包括3個(gè)華北型黃瓜品種。第I類(lèi)華南型黃瓜品種組隨后被分為2個(gè)亞類(lèi)，第一亞類(lèi)包括川綠2號(hào)、燕白和白絲條，綜合品質(zhì)一般，果肉有苦味；第二亞類(lèi)包括川綠5號(hào)和川綠11號(hào)，綜合品質(zhì)較優(yōu)，風(fēng)味濃，無(wú)苦味。第II類(lèi)華北型黃瓜品種組也被分為2個(gè)亞類(lèi)，第一亞類(lèi)包括川綠13號(hào)和津優(yōu)1號(hào)；第二亞類(lèi)包括川翠3號(hào)。上述結(jié)果表明，華南型黃瓜和華北型黃瓜品種采后品質(zhì)存在明顯差異，采用聚類(lèi)方法可以將兩種黃瓜類(lèi)型進(jìn)行品質(zhì)分類(lèi)。李虹[13]對(duì)74份黃瓜材料測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析表明，通過(guò)形態(tài)學(xué)指標(biāo)也可以將不同來(lái)源的華南型、華北型黃瓜進(jìn)行區(qū)分。可見(jiàn)，華南型和華北型黃瓜在遺傳特性、形態(tài)特性、品質(zhì)特性等方面均存在較大差異，可以通過(guò)相關(guān)測(cè)定指標(biāo)對(duì)品種進(jìn)行輔助分類(lèi)。

3 結(jié) 論

(1)測(cè)定了5個(gè)華南型和3個(gè)華北型黃瓜品種在成都地區(qū)種植的采后外觀、營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)，表明品種間反，順-2,6-壬二烯醛、果形指數(shù)和蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)變異系數(shù)較大，品種間存在明顯差異；華南型和華北型品種在外觀形態(tài)、色澤、可溶性蛋白、風(fēng)味等指標(biāo)上差異明顯；華南型川綠5號(hào)和川綠11號(hào)黃瓜果肉中反，順-2,6-壬二烯醛含量顯著高于其他品種，且未檢出葫蘆素C含量。

(2)測(cè)試指標(biāo)的相關(guān)性分析表明，瓜肉色差與果形指數(shù)、可溶性蛋白含量間存在顯著相關(guān)性，反，順-2,6-壬二烯醛含量與色差a*值呈顯著正相關(guān)性，為進(jìn)一步通過(guò)瓜肉顏色預(yù)測(cè)果實(shí)品質(zhì)和風(fēng)味提供了潛在可能性。

(3)采用隸屬函數(shù)法對(duì)黃瓜樣品內(nèi)在品質(zhì)綜合分析表明，川綠5號(hào)和川綠11號(hào)在供試品種中綜合品質(zhì)最優(yōu)，表現(xiàn)為風(fēng)味濃、無(wú)苦味、口感甜。

(4)對(duì)供試黃瓜品種所有測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析，8個(gè)品種被清晰分為華南型和華北型兩大類(lèi)，該方法可以作為黃瓜品種的品質(zhì)分類(lèi)方法。