井岡蜜柚果實品質比較及綜合評價*

向建軍，俞熙仁，董一帆，袁麗娟，邱素艷，張大文

（江西省農業科學院農產品質量安全與標準研究所，南昌 330200）

柚（Citrus grandisOsbeck）為蕓香科柑橘亞科 柑橘屬喬木，又名文旦、香欒、朱欒、內紫等[1]。柚果實營養豐富且有保健功能，具有止咳、平喘、清熱、健脾、降血糖血脂、抗衰老、抗氧化、抗癌等功效[2]。柚在我國已有3000多年的栽培歷史，江西省吉安市位于北緯25°58′～27°57′，東經113°46′～115°56′，屬典型的中亞熱帶濕潤季風氣候區，大部分地區為蜜柚適宜栽培區[3-4]。“井岡蜜柚”是江西省吉安市全力推進的農業主導產業，經過多年發展，“井岡蜜柚”形成了桃溪柚、金沙柚、金蘭柚等主導品種，種植規模不斷擴大，成為當地果農脫貧致富的主導產業[5]。

主成分分析法是評價果實品質較常用的方法，是利用降維的思想，將多個指標轉化為相互獨立的綜合指標，以此對原數據進行綜合分析[6]。目前，基于主成分分析法對果實品質進行綜合評價的研究越來越多，劉佳夢等[7]利用主成分分析法對不同品種龍眼干品質進行評價；李偉等[8]采用主成分分析法評價不同地區35 個楊梅品種的綜合品質，從而篩選出品質較佳的楊梅品種。目前，對井岡蜜柚果實品質評價方面的相關報道較少，聶根新等[9]采用灰色關聯度法對井岡蜜柚果實品質進行了分析評價，余璇等[10]對金沙柚果實品質與土壤、葉片、果實礦質養分的相關性進行了分析，有關不同果園井岡蜜柚果實外觀品質、風味品質以及功能性物質水平的特性及差異，以及其綜合評價尚未見報道。為此，本文以97 個不同果園的井岡蜜柚果實為試材，通過測定其單果重、縱徑、橫徑和可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、柚皮苷、檸檬苦素含量等指標，并運用相關性分析、主成分分析共同構建一個科學合理的井岡蜜柚果實品質評價體系，為該地區柚類產業的可持續發展提供重要的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為97 個不同果園井岡蜜柚果實，于2020 年10 月在吉安市采集（圖1）。依據當地井岡蜜柚分布具體情況，每個地方隨機選取2 個以上果園，每個果園對角線方向選取長勢良好、處于盛果期的5 株樹作為樣株。果實成熟期，每株樣株隨機采集無病蟲害、果形端正、成熟度和大小基本一致的2 個果實，采樣方位和冠層均一致。所有樣品的果實均帶回實驗室進行相關品質測定。

圖1 井岡蜜柚采樣果園分布情況

1.2 儀器與試劑

LC-1290II-6495-MS/MS 液相色譜-串聯質譜儀，美國安捷倫公司；JY10002 電子天平（感量0.001），上海舜宇恒平科學儀器有限公司；游標卡尺，上海首豐精密儀器有限公司；U-3900 紫外可見分光光度計，日本日立公司；WYA-2W 阿貝折射儀，上海光學儀器廠；L（+）-抗壞血酸標準品（純度≥99%），西隴科學股份有限公司；柚皮苷、檸檬苦素和諾米林標準品，Sigma 公司；甲醇、乙腈（色譜純），美國TEDIA 公司；其他試劑為分析純，試驗用水為超純水。

1.3 品質測定

1.3.1 果實外觀品質測定

單果重用電子天平稱量每個果實樣品鮮重，取其平均值；果實縱徑與橫徑利用數顯游標卡尺測量，取其平均值，計算果形指數。

1.3.2 果實風味品質測定

果實可溶性固形物含量在室溫下用PAL-1 型手持袖珍折射儀測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[11]測定；可滴定酸含量參照國家標準《柑桔鮮果檢驗方法》（GB/T 8210—2011）測定，并計算糖酸比和固酸比。

1.3.3 果實功能性物質測定

果實維生素C 含量測定參照《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》（GB 5009.86—2016）中的2,6-二氯靛酚滴定法；柚皮苷、檸檬苦素、諾米林含量采用HPLC-MS/MS 進行測定，參考黃高凌等[12]的方法略作修改。

1.4 數據分析

采用Excel 2016 對數據進行整理，利用SPSS Statistics 23.0 軟件進行相關性分析、主成分分析以及方差分析，用LSD 多重比較法檢驗樣本間的差異顯著性（P＜0.05），結果以平均值±標準偏差的形式表示，每組試驗重復3 次。

2 結果與分析

2.1 井岡蜜柚果實外觀品質分析

由表1 可知，同一品種不同產地的井岡蜜柚果實單果重、縱徑、橫徑和果形指數差異明顯，其中桃溪柚單果重變化范圍為724.94～970.58 g，變異系數為11.00%，差異最大，且青原區的單果重最大，其次是泰和縣和萬安縣，新干縣最小；果實縱徑變化范圍為13.69～16.57 cm，橫徑變化范圍13.12～14.53 cm，變異系數分別為7.90%、4.18%，其中青原區、泰和縣的縱徑和橫徑較大；果形指數變化范圍為1.03～1.16，變異系數為4.44%，其中泰和縣最大。金沙柚和金蘭柚4 個果實外觀品質指標中單果重差異均最大，變異系數分別為10.50%、7.56%，其次是果實縱徑和橫徑，果形指數差異均最小，變異系數分別為1.59%和0.87%。

表1 不同產地井岡蜜柚果實外觀品質

由表2 可知，同一產地不同井岡蜜柚品種的果實外觀品質存在差異，其中青原區的3 個井岡蜜柚品種果實縱徑差異最大，變異系數為12.08%；其次是單果重和橫徑，變異系數分別為10.10%和7.19%；果形指數差異最小。金沙柚和桃溪柚比較，泰和縣的果實縱徑差異最大，變異系數為15.77%，其次是單果重和橫徑，果形指數差異最小。金沙柚和金蘭柚的外觀品質差異最小，以吉安縣來說，差異較大的是果實縱徑和橫徑，變異系數分別為1.13%和1.33%，單果重和果形指數差異較小。

表2 同一產地不同井岡蜜柚品種果實外觀品質變異系數

2.2 井岡蜜柚果實風味品質分析

由表3 可知，同一品種不同產地的井岡蜜柚果實風味品質指標可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、固酸比和糖酸比之間存在差異，其中桃溪柚差異較大的是可滴定酸含量和糖酸比，變異系數分別為12.18%和11.85%；其次是可溶性糖含量和固酸比；可溶性固形物含量差異最小，變異系數為4.49%。金沙柚差異較大的是糖酸比和可滴定酸含量，變異系數分別為36.94%和27.72%；其次是固酸比和可溶性糖含量；可溶性固形物含量差異最小，變異系數為3.88%。金蘭柚差異最大的是糖酸比，變異系數達40.89%，在20.13～45.48 之間變化，平均值為28.49，最高的是青原區；其次是固酸比和可滴定酸、可溶性糖含量，變異系數分別為36.87%、36.41%和12.09%；差異最小的是可溶性固形物含量，變異系數為6.24%。

表3 不同產地井岡蜜柚果實風味品質

糖酸比是判斷果品風味的重要參數之一，當酸度過低時，水果風味會變淡[13]。供試井岡蜜柚的糖酸比為9.77～45.48，平均值為22.24，以青原區的金蘭柚最高，井岡山市的金沙柚最低；可滴定酸含量為0.21%～0.57%，其中新干縣的金沙柚可滴定酸含量最高，吉安縣的金蘭柚最低；可溶性糖含量為4.32%～10.12%，其中青原區的金蘭柚最高，其次是安福縣的金蘭柚、吉州區的金沙柚和永新縣的金蘭柚，井岡山市的金沙柚最小；可溶性固形物含量為11.06%～12.75%，青原區的桃溪柚最高（表3）。

同一產地不同品種間的風味品質也存在差異，吉州區、泰和縣、新干縣3 個地區品種間風味品質差異較小，青原區、萬安縣、吉安縣、永新縣4 個地區品種間風味品質差異較大；不同品種間差異較大是可滴定酸含量，變異系數最高達39.23%，可溶性固形物含量差異較小，變異系數均小于10%（表4）。

表4 同一產地不同品種井岡蜜柚果實風味品質變異系數

2.3 井岡蜜柚果實功能性物質含量分析

由表5 可知，同一品種不同產地井岡蜜柚果實功能性物質含量差異明顯，其中桃溪柚果肉中柚皮苷含量差異最大，變異系數達34.56%；其次是諾米林、檸檬苦素含量，其變異系數分別為30.36%、25.18%；維生素C 含量差異最小，變異系數為10.76%。金沙柚果肉中檸檬苦素和諾米林含量的變異系數分別為17.92%和14.58%，其次是柚皮苷含量，最小的是維生素C 含量。金蘭柚中差異最大的是柚皮苷含量，其次是檸檬苦素、諾米林含量，維生素C 含量差異最小。

表5 不同產地井岡蜜柚果實功能性物質含量

維生素C 是人體必需的化合物，而水果蔬菜是人體維生素C 的重要來源[14]。本試驗結果表明，井岡蜜柚果肉中富含豐富的維生素C，維生素C 含量為457.93～713.86 mg/kg，其中維生素C 含量最高的是青原區的桃溪柚，其次是新干縣、吉州區、泰和縣的桃溪柚，井岡山市金沙柚平均維生素C 含量最低（表5）。

柚類水果中主要含有兩類苦味物質，一類是黃酮類化合物，以柚皮苷為主；另一類是三萜系化合物的衍生物檸檬苦素類化合物，以檸檬苦素和諾米林為主。這些苦味物質具有抗氧化、降低腫瘤和心血管疾病發病率等重要作用[15]。供試樣品中新干縣的桃溪柚柚皮苷含量最高，為23.69 mg/kg；其次是萬安縣和永豐縣的金沙柚，分別為18.72、18.02 mg/kg；青原區的金蘭柚柚皮苷含量最低，為7.77 mg/kg。萬安縣和泰和縣的桃溪柚檸檬苦素含量最高，分別為71.63、65.50 mg/kg；其次是峽江縣和永豐縣的金沙柚，分別為57.65、57.64 mg/kg；青原區的金蘭柚檸檬苦素含量最低，為26.23 mg/kg。諾米林含量最高的是萬安縣的桃溪柚，為46.85 mg/kg；其次是新干縣的桃溪柚和金沙柚；含量最低的是青原區的金蘭柚，僅為21.50 mg/kg（表5）。

由表6 可知，同一產地不同井岡蜜柚品種的果實功能性物質含量差異較大，其中青原區的3 個品種間果肉柚皮苷含量差異最大，變異系數為30.04%；其次是檸檬苦素和維生素C 含量，變異系數分別為23.73%和18.80%；諾米林含量差異最小。萬安縣的金沙柚和桃溪柚之間4 個功能性指標差異相對較大，差異最大的是諾米林含量，變異系數達30.20%，其次是檸檬苦素含量，柚皮苷和維生素C含量變異系數分別為21.64%和6.66%。金沙柚和金蘭柚品種間差異相對較小。

表6 同一產地不同井岡蜜柚品種果實功能性物質含量變異系數

2.4 井岡蜜柚果實品質指標相關性分析

采用Pearson 相關系數分析井岡蜜柚13 個果實品質指標之間的相關性。由表7 可知，單果重與可溶性固形物、柚皮苷、諾米林含量均呈極顯著負相關，與可溶性糖、檸檬苦素含量均呈顯著負相關，與縱徑和橫徑呈極顯著正相關，表明單果重越大，果實可溶性固形物、可溶性糖、柚皮苷、檸檬苦素、諾米林含量越低，縱徑和橫徑越大；維生素C 含量與可溶性固形物、柚皮苷、諾米林含量均呈極顯著正相關，與檸檬苦素含量相關性不顯著；其余各指標間也存在相關性，表明不同井岡蜜柚果實品質指標間的相關性較強。

表7 井岡蜜柚果實品質指標間的相關性分析

2.5 井岡蜜柚果實品質指標主成分分析及綜合評價

采用主成分分析法對井岡蜜柚的13 個果實品質指標進行分類簡化，得到5 個主成分，如表8 所示，其方差貢獻率依次為26.376%、21.662%、16.116%、9.419%和7.675%，累計方差貢獻率為81.248%，能夠代表所有指標的絕大部分信息、綜合反映井岡蜜柚果實的品質特性，可以作為井岡蜜柚果實評價的綜合指標。

表8 主成分的特征值和貢獻率

為了更好地解釋各品質指標與主成分因子之間的關系，將所提取的主成分因子進行旋轉處理，其載荷值大小反映各變量在主成分中的重要程度，分析結果見表9。第1 主成分代表了井岡蜜柚果實品質總信息的26.376%，果實縱徑、橫徑、果形指數和單果重的正向載荷權數最大，對第1 主成分起決定性作用，主要反映了井岡蜜柚果實的外觀品質，果實縱徑與單果重、橫徑和果形指數均呈極顯著正相關（表7），因此將果實縱徑作為第1 主成分的代表指標；第2 主成分代表了井岡蜜柚品質總信息的21.662%，果實可滴定酸含量負向載荷權數最大，為-0.898，固酸比和糖酸比的正向載荷權數較大，分別為0.958 和0.928，第2 主成分主要反映了井岡蜜柚果實的風味品質，可滴定酸含量與固酸比、糖酸比均呈顯著負相關，因此將可滴定酸含量作為第2 主成分的代表指標；第3、第4 主成分分別代表了井岡蜜柚品質總信息的16.116%和9.419%，果實維生素C、柚皮苷、諾米林、檸檬苦素含量正向載荷權數較大，主要代表了果實的功能性物質含量，反映了井岡蜜柚果實的抗氧化能力的信息，維生素C含量與柚皮苷、諾米林含量均呈極顯著正相關，因此將維生素C 含量作為第3、第4 主成分的代表指標；第5 主成分包含了原始信息的7.675%，其大小主要由可溶性固形物、可溶性糖含量決定，且可溶性糖含量與可溶性固形物含量呈極顯著正相關，因此將可溶性糖含量作為第5 主成分的代表指標。經過主成分分析可以得到綜合評價井岡蜜柚果實的最主要的4 個指標，分別是果實縱徑、可滴定酸、可溶性糖含量和維生素C 含量。

表9 主成分在各品質指標上旋轉后的成分矩陣

用新的5個主成分來代替原來的13個品質指標對井岡蜜柚果實品質進行綜合評價，設5 個主成分得分依次為F1、F2、F3、F4、F5，以特征向量為權重構建5 個主成分的得分表達式：F1＝0.163X1＋0.339X2＋0.320X3＋0.326X4－0.004X5＋0.021X6＋0.028X7＋0.012X8＋0.000X9＋0.037X10－0.053X11＋0.047X12＋0.094X13；F2＝0.019X1＋0.007X2＋0.003X3＋0.003X4－0.321X5－0.116X6＋0.092X7＋0.330X8＋0.350X9＋0.024X10＋0.017X11＋0.040X12－0.039X13；F3＝－0.093X1＋0.007X2－0.004X3＋0.003X4＋0.020X5＋0.087X6－0.151X7－0.008X8＋0.106X9＋0.512X10＋0.520X11＋0.173X12－0.223X13；F4＝－0.243X1＋0.036X2－0.017X3＋0.255X4－0.035X5－0.117X6＋0.044X7－0.021X8－0.059X9－0.252X10＋0.034X11＋0.398X12＋0.640X13；F5＝0.137X1＋0.027X2＋0.068X3－0.074X4＋0.145X5＋0.528X6＋0.559X7＋0.193X8－0.043X9－0.193X10－0.224X11－0.066X12－0.025X13。以5 個主成分的方差貢獻率為權重，構建井岡蜜柚果實品質綜合評價模型：F＝0.263 76F1＋0.216 62F2＋0.161 16F3＋0.094 19F4＋0.076 75F5。

通過計算得分和不同井岡蜜柚果園果實品質綜合排名得出，排名前3 的果園分別是金沙柚萬安-06、金蘭柚吉安-09 和金沙柚青原-04；排名前10的果園中有7 個果園是金沙柚，2 個桃溪柚果園代表外觀品質的第1 主成分得分最高；排名第2 的金蘭柚果園第1 主成分得分不高，但代表風味品質的第2 主成分得分遠高于其他果園，綜合得分前10果園中吉安縣和青原區果園分別占有3 個（表10）。

表10 井岡蜜柚果園果實品質預測評價結果（前10）

3 討論與結論

果實外觀品質和內在品質是評價果實品質差異的主要考察對象，兩者的好壞直接影響水果品質和消費者的選購[16-17]。井岡蜜柚因其具有獨特的風味、食用及藥用價值而受到歡迎，但由于地理以及品種的差異，井岡蜜柚不同品種間品質差異較大，對其進行比較及綜合評價將更加有利于優良品種資源的篩選以及推廣栽培。從外觀品質上看，不同產地的井岡蜜柚單果重差異最大，桃溪柚變異系數達11.00%，金沙柚為10.50%，金蘭柚為7.56%，其中青原區的桃溪柚單果重最大，達970.58 g，其次是果實縱徑，橫徑差異最小。不同產地間金蘭柚4 個外觀品質指標差異最小，從產地來看，吉安縣和永新縣兩地品種間外觀品質差異較小。風味品質方面，不同產地果實可滴定酸、可溶性糖含量差異較大，可溶性固形物含量差異最小。3 個品種中桃溪柚的可溶性糖、可滴定酸含量和糖酸比、固酸比差異程度小于金沙柚和金蘭柚。糖酸比和固酸比是影響果實風味的重要指標[18]，青原區金沙柚和吉安縣金蘭柚的糖酸比和固酸比相對較高，果實香甜可口，肉質細嫩化渣。吉州區、泰和縣、新干縣3 個地區品種間風味品質差異小于其他地區。功能性物質含量方面，井岡蜜柚維生素C 含量品種間和地區間差異變化都較小；桃溪柚新干縣和青原區兩地維生素C、柚皮苷含量均較高，青原區的維生素C 含量達713.86 mg/kg，萬安縣的檸檬苦素和諾米林含量較高；金沙柚萬安縣和永豐縣維生素C、柚皮苷、檸檬苦素、諾米林含量相對較高，井岡山市和吉水縣這4 個物質含量相對較低；而金蘭柚吉州區的維生素C、檸檬苦素、諾米林含量相對較高，吉安縣這3 個物質含量相對較低。3 個品種中，金沙柚產地間4 個功能性物質含量差異程度最小，吉安縣和永新縣4 個功能性物質含量品種間差異小于其他地區。

本研究發現，不同井岡蜜柚品種果實外觀品質中單果重差異最大，果形指數差異最小，而風味品質以糖酸比差異較大，可溶性固形物含量差異最小，功能性物質以柚皮苷、檸檬苦素、諾米林含量差異較大，維生素C 含量差異最小。產地間金蘭柚外觀品質指標差異最小，桃溪柚風味品質指標差異最小，金沙柚在功能性物質含量方面差異最小，吉安縣和永新縣兩地在外觀品質和功能性物質含量品種間差異最小。造成其品質差異的原因除了本身的遺傳特性外，還可能：一是不同產地光照條件、肥水供給狀況以及樹體結果數量影響單果重及果實營養成分；二是可能采樣過程中一些人為因素造成。這與張維等[19]、李躍紅等[20]對不同品種以及不同產地紅心獼猴桃品質研究結果相同，地理環境以及品種的不同可能導致果實在外觀、風味品質和功能性成分上的差異。

目前，主成分分析已廣泛用于果蔬、食品品質的綜合評價[21-22]，利用相關性分析與主成分分析相結合的方法，從13 個指標中篩選出4 個作為井岡蜜柚果實綜合品質評價的主要品質指標，分別為果實縱徑和可滴定酸、可溶性糖、維生素C 含量。綜合主成分分析的結果表明，桃溪柚外觀品質較好，金蘭柚在風味上更具特色，金沙柚綜合品質更具優勢，吉安縣和青原區兩地不同品種品質綜合得分高于其他地區。此外，在基于主成分分析的試驗結果基礎上，還需全面考量感官評價、問卷調查或專家評分等對井岡蜜柚品質進行較完整的綜合評價。本研究可為井岡蜜柚的優良種質篩選、種植推廣以及后續產品的綜合開發利用提供一定的理論參考。