冬棗果實品質綜合評價

李明玥，石國朝，朱家瑞，謝 歡，李新崗

（西北農林科技大學 林學院，陜西 楊凌 712100）

冬棗Ziziphus jujubaMill.cv Dongzao是我國品質最好的鮮食棗品種，其果實營養豐富、脆甜可口、風味獨特[1]。冬棗栽植面積廣泛，原產自渤海灣地區，現主要栽培區域為山東、河北、陜西等地。20世紀90年代，陜西省大荔縣從山東沾化引進冬棗，因光熱資源豐富，水利條件優越，土壤條件適宜，已成為我國最大的冬棗規?；灾采a基地[2]，該地所產冬棗俗稱“大荔冬棗”。

露地栽培的冬棗在成熟期易遇雨裂果，造成減產減收，而且冬棗遇雨會導致果實中水分增加，可溶性固形物及總糖含量降低，通過設施栽培可以避免陰雨裂果，提升了棗果品質[3]。與露地栽培相比，設施栽培降低了自然環境的影響，通過果農的精細管理，設施栽培下果實的品質明顯優于露地栽培[4]。設施栽培在一定程度上使得葡萄果實類黃酮代謝保持相對穩定[5]，減少了櫻桃裂果的發生[6]。大荔縣2007年開始冬棗的設施栽培，取得了較好的效果，現已形成溫棚栽培、鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培等多種栽培模式[7]。設施栽培通過塑料薄膜的保溫、避風和避雨等作用，創造了適宜冬棗生長的環境條件，改變了其生命周期和發育周期，進而使其生長發育規律發生了變化[8]。另外，冬棗果實不耐儲藏，貨架期短，采后果實品質下降快，選擇合適的采收時間不僅可以保證鮮食棗的原有品質，還可以延長貨架期[9]。了解冬棗果實成熟過程中品質變化動態，可以為研究延緩采摘后果實品質降低的原因提供參考，提高生產效益和市場競爭力。

在果實的綜合品質評價上，常用到主成分分析法。近年來，科研人員采用主成分分析法對油梨[10]、軟棗獼猴桃[11]、龍眼[12]、鮮食棗[13]、桃[14]等果實的綜合品質進行了評價。目前，大多數研究是針對不同品種鮮食棗進行營養成分測定和品質評價，而對不同栽培模式和成熟時期單一品種果實評價的報道較為鮮見。本研究中以大荔縣3種栽培模式下種植的冬棗為研究對象，測定5個成熟時期的11項果實品質指標，對不同栽培模式和成熟時期冬棗果實品質進行評價，以期構建適用于冬棗果實的品質評價體系，明確最佳采收期，為提升果實品質和設施栽培科學管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2020年6—9月在陜西省大荔縣安仁鎮（109°43′E，34°36′N）進行試驗。該區為暖溫帶半濕潤、半干旱季風氣候，年平均氣溫14.4 ℃，年降水量514 mm，無霜期214 d。土壤為黃綿土，偏堿性，有機質含量和氮含量豐富。冬棗園的植株為5～6年生，處于盛果期。

1.2 樣品采集和處理

在鋼架棉被棚、普通冷棚、露地3種栽培模式下，各選擇10個種植棚進行單位面積產量的調查。每種栽培模式設置3個重復，每個重復選擇生長發育狀況良好、無病蟲害的冬棗樹10株，共90株樣樹。分別在冬棗的綠熟期、白熟期、點紅期、1/3紅期和半紅期共5個時期采樣（圖1），采集每株樣樹東、南、西、北4個方位高度一致的中部外圍果枝上的各時期冬棗果實20個，置于冰盒中，帶回實驗室，測定果實縱徑、橫徑、果形指數、單果質量、果實硬度、可溶性固形物含量。果肉研磨后置于-80 ℃冰箱保存，用于測定可溶性糖、可滴定酸、總酚、黃酮和維生素C含量。

圖1 不同成熟時期冬棗果實Fig.1 Zj Dongzao at different mature periods

1.3 指標測定

1.3.1 果實外觀性狀

用1/1 000電子天平稱量單果質量。用電子數顯游標卡尺測量果實縱徑、橫徑，以果實縱徑與橫徑的比值表示果形指數。每果選取赤道部位3個位置，使用EZ-SZ500N型物性分析儀（探頭直徑2 mm）測定果實硬度。

1.3.2 果實內在品質

使用PAL-1數顯折射儀測定可溶性固形物含量，采用蒽酮比色法[15]測定可溶性糖含量，采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量[16]，采用鉬藍比色法測定維生素C含量[17]。以可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示固酸比，以可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值表示糖酸比。

總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu方法[18]，稍有改動。吸取果實提取液10 μL，稀釋100倍后加入50 μL Folin-Ciocalteu試劑（用前1∶1稀釋），在離心管中搖勻，反應1 min后加入質量分數為20%的飽和Na2CO3溶液500 μL，混勻，避光反應2 h，以提取溶劑為對照，用分光光度計在765 nm波長下比色，測定吸光度，以沒食子酸為標準（50～1 000 mg/L），結果以沒食子酸等價值表示。每個樣品均設置3個生物學重復。

總黃酮含量的測定按照Jia等[19]的方法，稍有改動。吸取果實提取液800 μL，加入50 μL NaNO2（0.5 mol/L）溶液，50 μL AlCl3（0.3 mol/L）溶液，在離心管中振蕩混勻。反應5 min后，加250 μL NaOH（1 mol/L）溶液，在510 nm波長下測定吸光度，以蘆丁為標準（20～100 mg/L），結果以蘆丁等價值表示。每個樣品均設置3個生物學重復。

1.3.3 果實感官品質

依據棗種質資源描述規范和數據標準[20]，通過視覺、嗅覺和味覺器官來評定冬棗的感官品質。品評小組有10位成員，男女比例為1∶1，分別由老、中、青3個年齡段組成，對冬棗果實的口感、果肉質地、果肉汁液、果肉粗細、香味、光潔度以及果銹面積7個指標進行評價，具體的評價標準見表1。

表1 冬棗感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao

1.4 數據處理分析

使用Excel軟件處理數據，使用SPSS 21.0軟件采用Duncans法進行單因素方差分析、多重比較和相關性分析、主成分分析，使用Origin 2021軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 冬棗果實品質的比較

2.1.1 不同栽培模式下冬棗果實品質及產量的比較

不同栽培模式下冬棗果實品質見表2。由表2可知，3種栽培模式下冬棗單果質量16.00～22.94 g，露地栽培的單果質量最小，冷棚栽培的單果質量最大。果形指數1.00～1.03，均為近圓形。果實硬度4.91～7.56 N，露地栽培的果實硬度最大，3種栽培模式下果實硬度差異顯著。3種栽培模式下冬棗固酸比6.53～6.94，差異不顯著。糖酸比61.15～70.76，露地栽培的糖酸比最小，顯著低于鋼架棉被棚栽培。可溶性固形物含量21.45%～22.98%?？扇苄蕴呛?06.05～254.03 mg/g，鋼架棉被棚栽培的可溶性糖含量顯著高于其他2種栽培模式。可滴定酸含量3.09～3.61 mg/g，冷棚栽培的可滴定酸含量顯著低于其他2種栽培模式。3種栽培模式下冬棗總酚含量4.86～6.00 mg/g，冷棚栽培的總酚含量最高，顯著高于露地栽培。黃酮含量4.15～5.27 mg/g，冷棚栽培的黃酮含量顯著高于其他2種栽培模式。維生素C含量2.51～2.90 mg/g，鋼架棉被棚栽培的黃酮含量顯著低于其他2種栽培模式。綜上所述，設施栽培條件下冬棗果實更大，營養成分含量高于露地栽培。

表2 不同栽培模式下冬棗果實品質?Table 2 Fruit quality of Zj Dongzao under different cultivation patterns

調查結果表明，3種栽培模式下冬棗的采收頻率基本一致，為10～12次。采收時間不同，鋼架棉被棚栽培為7月初—8月初，冷棚栽培為8月中旬—9月中旬，露地栽培為9月初—10月中旬。3種栽培模式下冬棗單位面積產量為(1.51±0.25) t/hm2，冷棚栽培單位面積產量最高（1.725 t/hm2），鋼架棉被棚栽培次之（1.538 t/hm2），露地栽培最低（1.15 t/hm2）。設施栽培提升了冬棗的產量。

2.1.2 不同成熟時期冬棗果實品質的比較

不同成熟時期冬棗果實品質見表3。

表3 不同成熟時期冬棗果實品質?Table 3 Fruit quality of Zj Dongzao at different mature period

由表3可知，5個成熟時期冬棗單果質量18.59～20.99 g，隨著果實成熟度增加，單果質量呈現上升趨勢。5個成熟時期果形指數差異不大，均為1.01，近圓形，說明冬棗果實成熟后果形指數趨于穩定。果實硬度5.19～6.91 N，隨著冬棗果實成熟度增加呈現下降趨勢。固酸比5.57～7.83，綠熟期的固酸比顯著低于半紅期。糖酸比58.21～72.70，半紅期的糖酸比顯著高于綠熟期和白熟期?？扇苄怨绦挝锖?7.01%～27.50%，隨著果實成熟度增加，可溶性固形物含量呈現上升趨勢?？扇苄蕴呛?86.77～257.03 mg/g，隨著果實成熟度增加，可溶性糖含量呈現上升趨勢?？傻味ㄋ岷?.21～3.55 mg/g，各時期間差異不顯著?？偡雍?.59～6.18 mg/g，半紅期的總酚含量最低，且顯著低于綠熟期和白熟期。黃酮含量3.99～5.47 mg/g，綠熟期的黃酮含量最高，顯著高于半紅期。維生素C含量2.56～2.97 mg/g，綠熟期的維生素C含量顯著高于1/3紅期。由此可見，冬棗果實到達成熟期后，果實大小不再發生變化，單果質量繼續增大，果實內部營養物質持續積累。

2.2 冬棗果實品質的相關性分析

冬棗果實各品質指標的相關系數見表4。由表4可知，冬棗單果質量與果實硬度呈極顯著負相關，相關系數-0.681，與糖酸比和黃酮含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.397和0.334?？扇苄怨绦挝锖颗c固酸比、糖酸比、可溶性糖含量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.768、0.498和0.751，與維生素C含量呈極顯著負相關，相關系數-0.528。糖酸比與固酸比、可溶性糖含量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.647和0.716。可溶性糖含量與固酸比、可滴定酸含量呈極顯著正相關，相關系數分別為0.437和0.610，與果實硬度、總酚含量呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.619和-0.451。黃酮含量與總酚含量呈極顯著正相關，相關系數0.893。維生素C含量與總酚含量呈顯著正相關，相關系數0.321。冬棗果實品質指標間均存在不同程度的相關性和相對獨立性，需要對指標進行歸類和簡化，以提高果實品質評價的客觀性和準確性。

表4 冬棗果實品質指標的相關系數?Table 4 Correlation analysis of Zj Dongzao fruit quality

2.3 冬棗果實品質的主成分分析

對冬棗果實11個品質指標測定數據進行標準化處理和主成分分析，以特征值大于1為標準，共提取3個主成分，分析結果見表5。由表5可知，所提取3個主成分的累積貢獻率為78.409%，說明這3個主成分包括了果實品質的大部分信息。

表5 冬棗果實品質指標主成分分析結果Table 5 Principal component analysis of fruit quality index of Zj Dongzao

其中，第1主成分的貢獻率為42.711%，決定第1主成分大小的主要是可溶性糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比和固酸比，第1主成分主要與果實營養品質有關。第2主成分的貢獻率為22.594%，決定第2主成分大小的主要是單果質量、黃酮含量和總酚含量，第2主成分主要與果實外觀品質和功能品質有關。第3主成分的貢獻率為13.044%，決定第3主成分大小的主要是固酸比和可滴定酸含量，第3主成分主要與果實內在風味有關。3個主成分中，2個與果實營養品質有關，1個與果實外觀品質和功能品質有關。

3種栽培模式下冬棗果實品質指標主成分的得分和排序見表6。由表6可知，按照綜合得分由高到低（即果實品質由優到差）排序，各栽培模式依次為鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培、露地栽培，設施栽培的冬棗果實品質優于露地栽培。

表6 不同栽培模式下冬棗果實品質主成分的得分和排序Table 6 Scores of principal and ranking of fruit quality of Zj Dongzao under different cultivation patterns

5個成熟時期冬棗果實品質指標主成分的得分和排序見表7。由表7可知，按照綜合得分由高到低排序，各成熟時期依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期。

表7 不同成熟時期冬棗果實品質主成分的得分和排序Table 7 Scores of principal and ranking of fruit quality of Zj Dongzao at different mature periods

綜合來看，鋼架棉被棚栽培和半紅期冬棗果實的品質最佳，但其第2主成分排序偏低，這表明在冬棗果實品質評價中，營養品質起主要因素，外觀品質和功能品質為次要因素。

2.4 冬棗果實品質的感官評價

不同栽培模式下冬棗果實的感官評分見表8。由表8可知，按照得分由高到低排序，各栽培模式依次為鋼架棉被棚栽培、冷棚栽培、露地栽培，設施栽培得分高于露地栽培，與主成分分析結果一致。

表8 不同栽培模式下冬棗果實的感官評分Table 8 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao at different cultivation patterns

不同成熟時期冬棗果實的感官評分見表9。由表9可知，按照得分由高到低排序，各成熟時期依次為1/3紅期、半紅期、點紅期、白熟期、綠熟期，與主成分分析結果基本一致。1/3紅期冬棗果實的感官得分高于半紅期，主要因為半紅期果實脆性降低，適口度降低，口感稍差。

表9 不同成熟時期冬棗果實的感官評分Table 9 Sensory evaluation standard of Zj Dongzao at different mature periods

3 結論與討論

可溶性糖、可滴定酸含量是影響水果口感的主要因素，冬棗果實的可溶性糖含量高、可滴定酸含量低，風味偏甜，所以口感極好[21]。由于受到積溫、空氣濕度、土壤質地等因素的影響，不同栽培模式下冬棗果實品質存在明顯差異[22]。本研究結果表明，設施栽培下冬棗果實品質高于露地栽培。對不同成熟時期棗果實的品質進行比較，結果表明隨著棗果成熟，果實質量逐漸增大，硬度逐漸降低，營養物質含量增加。果實品質由優到劣，整體上依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期。

本研究中測定了11項冬棗果實的品質指標，通過主成分分析確定了冬棗果實品質評價的主要指標為營養品質指標，即可溶性固形物含量、可溶性糖含量、固酸比和糖酸比，果實的外觀品質和功能品質指標為次要指標。設施栽培下冬棗果實的品質更佳，產量也遠高于露地栽培。按照綜合得分由高到低排序，各成熟時期依次為半紅期、1/3紅期、點紅期、白熟期、綠熟期，主成分分析結果與感官評分結果基本一致。

冬棗采后代謝活躍[23]，貨架期短，不耐貯藏。半紅期果實營養物質含量最高，但半紅期采摘的果實品質劣變較其他時期更快[22]。1/3紅期果實的營養物質含量接近半紅期，在貯運過程中，由于后熟作用，營養物質含量會升高，到消費者手中時有更優的口感和更豐富的營養，冬棗的經濟價值提升。因此，1/3紅期為最佳采收時期。

目前，尚無較為具體的果實品質評價標準，評價果實品質的方法主要有主成分分析法、層次-關聯度分析法、合理-滿意度評價法等，這些評價方法各有優劣。采用主成分分析法[24-25]，可以降低人為干擾，較為客觀地篩選出評價果實品質的主要指標，有效評估和分級果品，引導消費者進行選擇。但消費者在購買水果時，受主觀方面影響較大，采用主成分分析法對果實品質進行評價不夠全面，如何構建一套完善的水果綜合評價體系仍有待進一步探索。此外，影響果實品質和商品價值的因素較多，外觀表型是刺激消費者購買的一個重要因素，因此在評價果實品質時應適當加入一些體現外觀性狀的指標，如果銹面積、果實光潔度等。在有關果實品質評價的報道中多為不同品種間的對比[26]，本研究中對3種栽培模式下單一品種冬棗5個成熟時期的果實品質進行評價，后續可將溫棚、雙膜冷棚納入研究范圍，更為細致地劃分成熟時期。地區、樹齡、施肥管理等也會影響果實品質，可選取更多角度進行對比。此外，由于果實營養成分含量的測定耗時長、成本高，可考慮借鑒一些新的檢測技術，如介電性能測定和高光譜成像，進行鮮食棗果實品質的評價。