天津市西青區6個厚皮甜瓜品種的綜合品質評價

丁永鑫 王詩儀 張悅 劉藝涵 郭小鷗

摘 要 以天津市西青區6個厚皮甜瓜品種（奶香蜜、北海一號、鳳金六號、香妃小蜜、可口蜜、久紅瑞）為試驗材料，通過對果實的外觀性狀（果形、大小、重量、果形指數、果皮顏色、果實硬度、果肉厚度和果皮厚度）及內在性狀（可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、維生素C、可溶性固形物含量）的測定，運用主成分分析法對果實品質進行綜合評價，建立甜瓜果實品質評價模型，篩選適宜西青區種植的品質優、口感好的甜瓜品種，并建立一套甜瓜果實品質分析、綜合評價的方法。結果：相關性分析表明，厚皮甜瓜硬度與VC含量呈顯著正相關，果皮厚度與果肉厚度呈顯著負相關，可溶性固形物含量與果形指數呈極顯著負相關、與重量呈顯著負相關，糖酸比與果形指數呈極顯著正相關、與果肉厚度呈顯著負相關，其余指標之間相關性不顯著。經因子分析并基于特征值大于1的原則，提取了3個主因子，累計方差貢獻率達94.482%，得到主因子得分模型：Q=0.452F1+0.318F2-0.230F3。綜合得分結果表明，北海一號得分最高，位于第一位，品質較優；奶香蜜位于最后一位，品質較差；其余品種居中。

關鍵詞 厚皮甜瓜；品質性狀；主成分分析；綜合評價；天津市西青區

中圖分類號：S652 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.19.019

甜瓜香氣濃郁、質地脆爽、營養價值豐富，倍受消費者青睞[1]。甜瓜作為世界重要的蔬菜瓜果之一，具有栽培周期較短、投入產出較高等優點，是一種高效經濟的瓜果作物，栽培甜瓜已經成為以種植業為主要經濟來源的廣大農民快速實現增收目標的一條有效途徑[2]。天津甜瓜種植面積約1 900 hm2，其中西青區甜瓜的種植面積正在不斷擴大，產業發展迅速，種植面積仍有增長空間。優良的品種是生產優質甜瓜的基礎，目前天津市西青區種植的甜瓜主要有薄皮和厚皮兩大類型，各類型的品種繁多，品種間特性差異較大[3]，為種植者及消費者選擇帶來難度。目前，對甜瓜采后貯藏[4]、鮮切處理[5-6]、栽培技術[7]、產量提升[8]和營養成分[9]報道較多，但缺乏對不同甜瓜品種營養品質評價的較為系統的研究[10]。因此，對比分析不同甜瓜品種的品質指標，對選擇優質甜瓜品種具有重要意義。本文運用主成分分析法對甜瓜果實品質進行綜合評價，建立甜瓜果實品質評價模型，篩選適宜天津市西青區種植的品質優、口感好的品種，并建立一套甜瓜果實品質分析、綜合評價的方法，為天津設施甜瓜品種選擇及品質綜合評價提供參考依據。

1? 材料與方法

1.1? 試驗材料和儀器設備

供試厚皮甜瓜為奶香蜜、北海一號、鳳金六號、香妃小蜜、可口蜜和久紅瑞等6個品種（見圖1）。

試驗儀器有游標卡尺（0～300 mm），YP10K-1天平，LX-A/C/D普通硬度計，JC18101糖度計，R-5000阿貝折光儀，UV7502C光譜儀，單反相機。試驗試劑為維生素C（VC）測試盒（A009-1-1）。

1.2? 試驗方法

1.2.1? 外觀品質性狀測定

通過肉眼觀察并記錄果皮顏色和果肉顏色；使用YP10K-1天平測量各品種的單果重，重復3次，下同；使用LX-A/C/D普通硬度計測量各甜瓜品種的果實硬度（每個果實測定赤道部位，均勻測6個點，取平均值）；使用GB/T21389—2008游標卡尺測量各品種甜瓜果肉、果皮厚度及果實橫徑、縱徑，并計算果形指數（果形指數=果實縱徑/果實橫徑）。

1.2.2? 內在品質性狀測定

用R-5000手持折光儀測定可溶性固形物；用JC18101糖度計測量可溶性糖、可滴定酸含量，并計算糖酸比（糖酸比=可溶性糖/可滴定酸）；采用 2，6-二氯酚靛酚滴定法[11]測定維生素C含量。隨機邀請26名在校大學生在不知道各甜瓜品種的前提下，從外觀、香氣、質地、口感、水分和甜度等指標，對甜瓜果實品質進行感觀評價。

1.3? 數據處理

使用Excel軟件進行數據處理和制圖，SPSS 18.0軟件進行差異顯著性分析（Duncan新復極差法）、相關性分析和因子分析。

2? 結果與分析

2.1? 甜瓜品質指標測定結果

6個厚皮甜瓜品種的外觀特征和內在品質性狀各不相同，結果見表1。可以看出，在涉及產量的單果重方面，鳳金六號和奶香蜜單果重較大，北海一號、香妃小蜜和可口蜜單果重較小；在判斷果實成熟度的關鍵指標可溶性固形物含量方面，奶香蜜、可口蜜和久紅瑞三者高于其他品種，鳳金六號低于其他品種；在決定果實口感的重要指標糖酸比方面，香妃小蜜和北海一號高于其他品種，可口蜜和奶香蜜低于其他品種。

用主成分分析法研究的甜瓜品質指標不同，單位也不同，為了消除各指標之間量綱和指標相對大小的差異對分析結果的影響，對試驗數據進行標準化處理，結果見表2。

2.2? 相關性分析

對6個厚皮甜瓜品種的品質性狀的相關性分析結果見表3。可以看出，選取厚皮甜瓜的8個質構指標間具有不同程度的相關性，其中硬度與VC含量呈顯著正相關，果皮厚度與果肉厚度呈顯著負相關，可溶性固形物含量與果形指數呈極顯著負相關、與單果重呈顯著負相關，糖酸比與果形指數呈極顯著正相關、與果肉厚度呈顯著負相關，其余指標之間相關性不顯著。

2.3? 甜瓜品質特性的因子分析

對6個厚皮甜瓜品種性狀指標的特征值及貢獻率分析結果見表4。根據表4確立各主因子的權重（主因子的權重=方差貢獻率/累計貢獻率），建立綜合得分（Q）數學模型。

Q=0.452F1+0.318F2-0.230F3 （1）

式（1）中：F1、F2、F3表示3個主因子得分。綜合得分越高，說明質地品質越佳。

對測定的8個性狀指標的數據經Z-標準化后進行因子分析。基于主因子特征值大于1的原則，提取前3個主因子，累計方差貢獻率達94.482%，表明此3個主因子能夠解釋8個指標的絕大部分信息。

經最大方差法旋轉后得到的主因子荷載矩陣（見表5），第一主因子F1方差貢獻率為42.679%，代表性指標中與之呈正荷載的有果皮厚度、糖酸比、果形指數，呈負荷載的為果肉厚度、可溶性固形物含量，定義為風味因子；第二主因子F2方差貢獻率為30.092%，代表性指標中與之呈正荷載的有硬度、VC含量、果肉厚度，呈負荷載的有果皮厚度、單果重，定義為營養因子；第三主因子F3方差貢獻率為21.711%，代表性指標中與之呈正荷載的有果肉厚度、單果重，與之呈負荷載的有可溶性固形物含量、糖酸比、VC含量，定義為徒長因子。由此，將8個指標歸納為3個更具代表性的主因子。根據表5對3個主因子進行得分模型構建：

F1=0.290X1+0.527X2-0.860X3+0.282X4+0.839X5+0.957X6+0.201X7-0.757X8 （2）

F2=0.884X1-0.825X2+0.107X3+0.860X4+0.241X5+0.071X6-0.265X7+0.249X8? （3）

F3=0.281X1-0.185X2-0.433X3-0.218X4-0.327X5+0.240X6+0.942X7+0.581X8 （4）

分別計算各主因子得分并按降序排名，結果詳見表6。F1（風味因子）得分較高的品種具有較高的果皮厚度、糖酸比、果形指數，同時表現出較低的果肉厚度、可溶性固形物含量；F1得分排名，鳳金六號得分最高，香妃小蜜排在第二位，奶香蜜得分最低。F2（營養因子）得分越高，說明硬度、VC含量、果肉厚度越高，同時果皮厚度、重量較低；北海一號和久紅瑞的F2得分較高，可口蜜位于最后一位。越高的F3（徒長因子）得分對應越高的果肉厚度、重量，同時可溶性固形物含量、糖酸比、VC含量越低；其中鳳金六號得分最高，奶香蜜排在第二，可口蜜和香妃小蜜位于倒數兩位。Q（綜合評價）得分鳳金六號排在第一位，奶香蜜排在最后一位。

3? 小結與討論

3.1? 討論

近年來，有關學者利用隸屬函數法[11]、主成分分析法[12]、模糊評判法[13]和標準化值加權法[14]等方法，分別對楊梅[15]、冰糖橙[14]、棗[11]、砂梨[16]、葡萄[17]、獼猴桃[13]、藍莓[12]、歐李[18]和櫻桃[19]等果實進行了品質分析和綜合評價。Milosevic等利用主成分分析對43種歐洲李和12種丹森李的果實品質和表型性狀進行了研究[18]；Li等應用多元方差分析、典型變量分析、主成分分析、偏最小二乘和線性判別分析研究3個桃品種的物理特性對品種之間的差異進行定量和定性分析[20]；Pestana等利用主成分分析法來評價柑橘果實品質[21]；Katya Carbone等研究了8個早熟杏品種的品質性狀、生化性質、抗輻射能力和羥基肉桂酸，并且表明主成分分析可以根據品種的品質和生化特性建立品種之間的相似性[22]。

甜瓜果實含糖、碳水化合物、多種礦物質、氨基酸、蛋白質和維生素Ｃ等[23]，果實品質的因子很多，而各個因子之間存在密切的相關性和相對獨立性，給綜合評價帶來了一定難度。目前，有關甜瓜果實品質綜合評價方面的研究鮮見報道。張波等對天津市濱海地區甜瓜品種對比試驗中，僅隨機選取了15個人對甜瓜品質進行感官評價，缺少具體數據分析[24]。因此，本文對天津市西青區6個品種的甜瓜外觀及內在品質性狀的測定，運用主成分分析法對果實品質進行綜合評價，建立甜瓜果實品質評價模型，篩選適宜西青區種植的品質優、口感好的品種，并建立一套甜瓜果實品質分析、綜合評價方法。其中關鍵因子選擇硬度、果皮厚度、可溶性固形物含量、VC含量、糖酸比、果形指數、單果重和果肉厚度。本試驗結果與史亮亮等基于主成分分析的適宜廣州地區早春栽培薄皮甜瓜品種比較[25]、王學征等對甜瓜品系主要性狀相關性和主成分分析中選擇主因子[26]結果基本一致。

張敬敬等在對河北省不同厚皮甜瓜品種的品質測定與綜合評價中，以久紅瑞為試材，測得可溶性固形物含量為11.48%[27]，與本試驗結果無較大差異；史亮亮等在基于主成分分析的適宜廣州地區早春栽培薄皮甜瓜品種比較中，以博洋九號為試驗材料，測得單果質量為0.45±0.02 kg，可溶性固形物含量為（7.70±1.31）%，果形指數為2.21±0.06[25]，均與本試驗結果無較大的差異。潘好斌等在對不同品種薄皮甜瓜成熟期果實品質分析及綜合評價中，以羊角蜜為試驗材料，測得可溶性固形物含量為10.83%，單果重為621.82 g[28]，與本試驗結果有較大差異，可能是由于產地、種植環境、溫光條件及采收期不同造成的這種現象。

葉麗琴等在不同發育階段歐李果實糖酸變化規律研究及相關性分析中，得出水果中的糖含量、酸含量直接影響著果實的風味和口感[29]；銀霞等在研究采前噴鈣對貯藏期歐李果實腐爛率及糖酸含量的影響，發現果實的風味和口感大部分由糖酸比決定[30]。本試驗對甜瓜品質進行主成分分析，表明糖酸比所占權重較高，與前人研究結果相符。

綜上所述，不同品種的甜瓜在綜合品質上有著較大的差異，根據本研究構建的綜合評價模型計算得分，厚皮甜瓜北海一號品質較優，可口蜜和奶香蜜品質較差，其余品種居中。

3.2? 小結

相關性分析表明，厚皮甜瓜硬度與VC含量呈顯著正相關，果皮厚度與果肉厚度呈顯著負相關，可溶性固形物含量與果形指數呈極顯著負相關、與單果重呈顯著負相關，糖酸比與果形指數呈極顯著正相關、與果肉厚度呈顯著負相關，其余指標之間相關性不顯著。

因子分析將厚皮甜瓜果實的品質指標降維為3個主因子，即風味因子F1、營養因子F2、徒長因子F3。主因子得分模型：Q=0.452F1+0.318F2-0.230F3，得分越高，表明品質越好。基于主因子構建的綜合得分模型可實現甜瓜果實品質的綜合評價，評價結果為鳳金六號品質較優，可口蜜和奶香蜜品質較差，其余品種居中。

參考文獻：

[1]? 郭小鷗.薄皮甜瓜果實成熟品質形成與蛋白質組學分析[D].沈陽：沈陽農業大學，2017.

[2]? 王志丹.國甜瓜產業經濟發展研究[D].北京：中國農業科學院，2014.

[3]? 葉紅霞，呂律，王同林，等.不同變種甜瓜糖分積累及蔗糖代謝酶活性動態變化[J].核農學報，2019，33（10）：1959-1966.

[4]? Ning M， Tang F， Zhang Q， et al. The quality of Gold Queen Hami melons stored under different temperatures[J]. Scientia Horticulturae， 2019， 243：140-147.

[5]? 朱銀濤，高飛飛，王斌.三種防腐劑對鮮切甜瓜品質及微生物指標的影響[J].中國果菜，2017，37（6）：1-6.

[6] Basharat Yousuf， Abhaya Kumar Srivastava， Saghir Ahmad. Application of natural fruit extract and hydrocolloid-based coating to retain quality of fresh-cut melon[J]. Journal of Food Science and Technology， 2020，57（10）：1-12.

[7]? 張光偉.不同嫁接法對厚皮甜瓜生長發育及生理特性的影響[D].泰安：山東農業大學， 2019.

[8] Ma. del Rosario A J， Isidro E V， Rafael G M， et al. Development， yield， and quality of melon fruit （Cucumis melo L.） inoculated with mexican native strains of Bacillus subtilis （Ehrenberg）[J]. Agrociencia， 2018，52（1）：91-102.

[9]? 馬光恕，劉明鑫，王萌，等.磷對薄皮甜瓜生理代謝和產量形成影響的研究[J].核農學報，2017，31（5）：1014-1021.

[10] 邵旭鵬，李寐華，沈琦，等.新疆吐魯番地區不同品種甜瓜營養成分分析及品質綜合評價[J].食品工業科技，2021，42（13）：358-365.

[11] 倪星，闞建全. 利用隸屬函數法對不同采摘時間下拐棗成分的綜合評價研究[J].陜西農業科學，2020，66（12）：4.

[12] 許文靜，陳昌琳，鄧莎，等.基于主成分分析和聚類分析的藍莓品質綜合評價[J/OL].食品工業科技：1-13[2022-04-22].

[13] 劉延嶺，鄧林，隋明.基于模糊綜合評判法的獼猴桃酒感官評價的研究[J].釀酒科技，2018（12）：52-56

[14] 唐帥，易自力，李娜，等.冰糖橙果實品質綜合評價量化模型的建立及應用[J].果樹學報，2018，35（7）：889-897

[15] 李偉，郜海燕，陳杭君，等.基于主成分分析的不同品種楊梅果實綜合品質評價[J].中國食品學報，2017，17（6）：161-171.

[16] 萬春雁，糜林，郭達，等.基于果實品質模糊綜合評判的砂梨熟期配套品種初步篩選[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2018，46（9）：99-107.

[17] 林蟬蟬，何舟陽，單文龍，等.基于主成分與聚類分析綜合評價楊凌地區紅色鮮食葡萄果實品質[J].果樹學報，2020，37（4）：520-532.

[18] Milosevic T， Milosevic N. Phenotypic diversity of autochthonous European （Prunus domestica L.） and Damson （Prunus insititia L.） plum accessions based on multivariate analysis[J]. Horticultural Science， 2012，39（1）： 8-20.

[19] 吳澎，賈朝爽，范蘇儀，等.櫻桃品種果實品質因子主成分分析及模糊綜合評價[J].農業工程學報，2018，34（17）：291-300.

[20] Li X， Zhang A， Atungulu G， et al. Characterization and multivariate analysis of physical properties of processing peaches[J]. Food and Bioprocess Technology， 2014， 7（6）：1756-1766.

[21] Pestana M， Beja P， Correia P J， et al. Relationships between nutrient composition of flowers and fruit quality in orange trees grown in calcareous soil[J]. Tree Physiology， 2005，25（6）：761-767.

[22] Katya Carbone， Roberto Ciccoritti， Mariano Paliotta， et al. Chemometric classification of early-ripening apricot （Prunus armeniaca L.） germplasm based on quality traits， biochemical profiling and in vitro biological activity[J]. Scientia Horticulturae，2018，227： 187-195.

[23] 陳克農，盛云燕，朱子成.不同甜瓜品種含糖量差異分析[J].北方園藝，2012（10）：35-38.

[24] 張波.天津市濱海地區甜瓜品種對比試驗研究[J].天津農林科技，2019（3）：19-21.

[25] 史亮亮，聶俊，李艷紅，等.基于主成分分析的適宜廣州地區早春栽培薄皮甜瓜品種比較[J].江蘇農業科學，2021，49（7）：124-129.

[26] 王學征，趙亮，李秋紅，等.甜瓜品系主要性狀相關性和主成分分析[J].東北農業大學學報，2014，45（10）：35-41.

[27] 張敬敬，李冰，高秀瑞，等.河北省不同厚皮甜瓜品種的品質測定與綜合評價[J].黑龍江農業科學，2018（4）：116-118.

[28] 潘好斌，劉東，邵青旭，等.不同品種薄皮甜瓜成熟期果實質地品質分析及綜合評價[J].食品科學，2019，40（21）：35-42.

[29] 葉麗琴，孫萌，張忠爽，等.不同發育階段歐李果實糖酸變化規律研究及相關性分析[J].食品工業科技，2017，38（5）： 5.

[30] 和銀霞，李衛東，葉麗琴，等.采前噴鈣對貯藏期歐李果實腐爛率及糖酸含量的影響[J].食品科學，2016，37（14）：247-252.

（責任編輯：易? 婧）