21 份金柑種質的果實品質分析與綜合評價*

楊 柳，黎曼緹，易自力，朱洺志，黃紅梅

（1 湖南農業大學生物科學技術學院，長沙 410128）（2 湖南農業大學園藝學院）

金柑（Fortunella）屬蕓香科（Rutaceae）柑橘亞科（Aurantioideae）柑橘族（Citreae）柑橘亞族（Citrinae）真正柑橘類植物，原產于我國，主要有湖南瀏陽，廣西融安、陽朔，浙江寧波，江西遂川，福建尤溪等6 個主產區[1]。國家統計局數據顯示，2020 年我國共生產水果28 692.4 萬t，其中柑橘產量5 121.9 萬t，占全國水果總產量的17.9%。根據廣西壯族自治區陽朔縣農業農村局統計，全國金柑種植面積達2.994 83 萬hm2，其中廣西融安縣是全國最大的滑皮金柑和脆蜜金柑生產基地，2021 年金柑種植面積達1.382 691 萬hm2。目前，主栽品種有山金柑（F.hindsiiSwingle）、圓金柑（F.japonicaSwingle）、羅浮（F.margaritaSwingle）、長葉金柑（F.polyandraTanaka）4 個種和金彈（F.crassifoliaSwingle）、長壽金柑（F.obovataTanaka）2 個雜交品種[2-3]。金柑果形呈橢圓形、卵圓形或球形，成熟時果皮顏色為橙色或黃色，皮甘，偶有辛辣，果肉酸甜可口，是最小的、唯一皮肉可同食的柑橘類水果，其果實營養豐富，富含維生素C 等營養元素，并具有很高的藥用價值[4-6]，廣受消費者的歡迎，為我國著名的水果之一[7]。

果實品質包括內在品質、外觀品質和外延品質等，構成這些品質的具體指標包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、礦物質和芳香物質等內在品質，果實色澤、單果重、果形指數等外觀品質以及精油組分和生物活性物質等在內的外延品質[8]。優質金柑主要指果實大小一致、果形整齊、風味濃甜、化渣、維生素C 含量豐富，具有該品種固有的色澤、香氣等[9]。隨著消費水平的提高，人們對水果的品質提出了更高的要求，市場對諸如金柑這類較高營養價值的水果需求日益增加。研究人員對金柑果實的品質做了較多研究，陳金印等[10]對遂川金柑果實的糖、酸、氨基酸、維生素和人體必需的礦質元素等營養成分進行了測定分析。潘騰飛等[11]對比了融安滑皮金柑和融安金柑，融安滑皮金柑單果重大于融安金柑，兩者的可溶性固形物含量都高于16%，融安金柑的維生素C 含量高于融安滑皮金柑，總體來看，融安滑皮金柑果實品質優于融安金柑。潘雪燕[12]研究發現，滑皮金柑的可溶性固形物含量較普通金柑高20%，總酸含量顯著低于普通金柑。高興等[13]研究表明，脆蜜金柑的外觀品質和內在品質均優于融安金柑和滑皮金柑，是一個極具推廣潛力的金柑新品種。馬張正等[14]比較分析了滑皮金柑和融安金柑的外觀、風味及營養成分。這些研究為金柑品質的分析提供了方法和思路。目前，圍繞金柑品質的影響因素及優質品種的研究越來越多，但對不同金柑種質品質的差異研究較少，沒有建立科學的評價方法。因此，本研究對21 份金柑種質的內在品質和外觀品質進行了分析比較，并結合主成分分析法進行分析，旨在探究21 份金柑種質的果實品質以及不同種質間的差異，并對其果實品質進行綜合評價，為提高金柑產業競爭力及深加工提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試的21 份金柑種質如表1 所示，果實采自湖南農業大學金柑種質資源圃。

表1 供試的21 份金柑種質

1.2 試驗方法

1.2.1樣品采集

分別從樹冠上部東、南、西、北4 個方向，采集無病蟲害、無損傷、大小一致、完全成熟的果實，每份種質采集10個果實，用密封袋分裝后置于4 ℃冰箱保存，次日測定果實各項指標。

1.2.2果實外觀品質測定

每份種質取10 個果實，采用精度為0.01 mm 的游標卡尺測量果實縱橫徑，并計算果形指數，用電子天平稱量單果重，各指標重復測定3 次，取平均值。果形描述參照中華人民共和國農業行業標準《柑橘種質資源描述規范》（NY/T 2930—2016）。

1.2.3果實內在品質測定

內在品質指標包含可食率、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C 含量及固酸比和糖酸比等，每個指標重復測定3 次。可溶性固形物含量采用手持式折光儀（日本）測定，可溶性糖含量采用蒽酮試劑法測定，可滴定酸含量采用氫氧化鈉溶液滴定法（以檸檬酸計）測定，維生素C 含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[15]測定，并統計種子（顆粒飽滿）數。

可食率（%）=［（樣品果總重量－樣品果種子重量）/樣品果總重量］×100

1.2.4果實色澤測定

果實色澤利用色彩色差儀（柯尼卡美能達CR-400，日本）測定，每份種質選取5 個果實，測定赤道部位3 個方向的色差值（L*、a*、b*值）。L*值表示光澤明亮度，值越大，亮度越高；a*值代表紅綠值，正值越大，紅色越深，負值越小，綠色越深；b*值代表黃藍值，正值越大，黃色越深，負值越小，藍色越深。

色澤指數（CCI）=1 000×［a*/（L*×b*）］

1.3 數據處理與分析

用Microsoft Excel 2019 對數據進行初步整理，所有試驗數據采用SPSS 25.0 統計分析軟件進行顯著性差異分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同金柑種質果實外觀品質比較

由表2 可知，供試的21 份金柑種質的果形有卵圓形、球形、橢圓形、高扁圓形、扁平形5 種，以卵圓形和球形居多；單果重為6.47～73.13 g，公孫橘最大，寧波羅紋CQ 和寧波羅紋CS 較小；果實縱橫徑以公孫橘（39.25、57.47 mm）最大，均顯著大于其他種質，寧波羅紋CQ 縱徑（20.81 mm）最小，寧波羅紋CS 橫徑（21.83 mm）最小；果形指數最大的是大果羅浮1，達1.32，最小的是金橘（0.51）。綜合果實外觀品質比較結果，公孫橘的單果重和縱橫徑均高于其他種質，是供試金柑中果型最大的種質。

表2 21 份金柑種質的果實外觀品質

2.2 不同金柑種質果實內在品質比較

由表3 可以看出，供試21 份金柑種質的果實可食率為92.22%～98.40%，融安脆蜜和金柑雜種的可食率較高，分別為98.40%、98.24%，二者間差異不顯著，但均顯著高于其他種質，寧波羅紋CQ 的可食率最低。可溶性固形物含量為8.13%～22.87%，金柑雜種的可溶性固形物含量最低，顯著低于其他種質，而滑皮金柑的可溶性固形物含量最高。可溶性糖含量為5.71%～10.18%，溫州羅浮和大果羅浮2 的可溶性糖含量分別為10.18%和10.01%，均顯著高于其他種質（瀏陽金柑CQ、壽星橘除外），二者間沒有顯著差異，金柑雜種的可溶性糖含量顯著低于除花葉金柑以外的其他種質。可滴定酸含量為0.06%～2.02%，融安脆蜜的可滴定酸含量顯著低于其他種質，野生金柑的可滴定酸含量顯著高于其他種質。融安脆蜜的固酸比和糖酸比分別為363.83 和140.50，均顯著高于其他種質，其次糖酸比較高的是滑皮金柑（130.43），它們之間糖酸比的差異不顯著；而金柑雜種的固酸比和糖酸比均最低，分別為4.90、3.44，其次糖酸比較低的是野生金柑（4.30），它們之間的糖酸比沒有顯著差異。維生素C 含量最高的是金橘，達395.6 mg/kg，溫州羅浮的維生素C含量最低，僅為55.1 mg/kg，是金橘的13.93%。融安脆蜜的種子數最少（1.33 粒），符合少核標準，公孫橘的種子數最多（18.22 粒），二者差異達顯著水平。

表3 21 份金柑種質的果實內在品質

綜合果實內在品質，融安脆蜜的可食率、固酸比、糖酸比均高于其他種質，滑皮金柑的可溶性固形物含量、溫州羅浮的可溶性糖含量和金橘的維生素C 含量均顯著高于其他種質。種子數≤1.80 粒的金柑種質可食率均在96.93%以上，其中融安脆蜜的種子數最少，可食率最高（98.40%）；而公孫橘的種子數最多，其可食率僅92.60%。綜上所述，因融安脆蜜種子數更少或無的特點使其可食率更高，且其固酸比和糖酸比均最高，所以融安脆蜜最符合鮮食需求，公孫橘不太適合鮮食。

2.3 不同金柑種質果實色澤比較

由表4 可以看出，供試21 份金柑種質的果皮亮度（L*值）為58.01～70.14，果皮亮度最高的是寧波金彈CQ，金橘最低。果皮紅色度（a*值）最高的是金橘，為33.10，表明其果皮紅色成分最高，果皮綠色成分最低；最低的是花葉金柑，為11.33。果皮黃色度（b*值）最高的是寧波金彈CQ（73.97），表明其果皮顏色最黃，最低的是金橘（57.21）。供試21 份金柑種質的色澤指數（CCI）均為正值，最高的是金橘（9.99），最低的是花葉金柑（2.32）。綜合來看，21 份金柑種質的果皮亮度、果皮紅色度和果皮黃色度均為正值，表明金柑果皮色澤明亮，以紅色和黃色為主色調，其中金橘和寧波金彈CQ的果實色澤均優于其他種質。

表4 21 份金柑種質的果實色澤

2.4 不同金柑種質果實品質的主成分分析

通過多項單一指標的對比，各個種質均存在優劣，難以選出具有競爭優勢的金柑種質，因此需要采用科學的綜合評價方法對果實品質進行評價分析，本研究利用SPSS 統計軟件對21 份金柑種質的12 個實測值（表2、表3 和表4 中除了果形指數、固酸比、糖酸比和色澤指數等合成指標），采用降維的因子分析進行主成分分析，可選出金柑果實品質評價的主要指標。

由表5 可知，經PCA 提取的前3 個主成分的特征值均大于1，其中第1 主成分的特征值為5.693，方差貢獻率為47.443%，是重要的主成分，第2、3主成分的特征值依次降低，方差貢獻率分別為19.230%和14.538%，前3 個主成分的累計貢獻率為81.211%，可代表原品質性狀的絕大部分信息，基本反映了21 份金柑種質12 個品質指標的大部分初始信息。因此，選用前3 個具有代表性的主成分作為金柑果實品質分析的有效成分。

表5 總方差解釋表

由表6 可知，決定第1 主成分大小的主要是b*值、L*值和a*值，反映果實的果皮色澤；決定第2主成分的主要是單果重、縱橫徑和種子數，其特征值分別為0.891、0.917、0.794、0.803，反映果實的外觀品質；決定第3 主成分的主要是可溶性固形物、可溶性糖、維生素C 含量和可滴定酸含量，反映果實營養價值及口感。綜合以上結果，金柑果實的果皮色澤在品質評價中具有最為重要的作用。

表6 旋轉后的成分矩陣

表7 是根據回歸算法計算出來的成分得分函數的系數，根據該表可得因子得分函數：

表7 主成分得分系數矩陣

根據這3 個因子得分函數自動計算各樣本的3個因子得分見表8，其計算公式為：F＝0.474 43F1＋0.192 30F2＋0.145 38F3，按綜合評價函數計算出21 份種質的綜合得分及排名，根據綜合分值（F）的排名可知前5 位分別是：金橘、公孫橘、野生金柑、融安金柑和壽星橘，說明這5 份種質的綜合品質均高于其他種質。通過該評價體系，可以較便捷地選出具有競爭優勢的金柑種質，同時為豐富金柑品種和深層加工提供參考價值。

表8 各種質的因子得分

3 討論

金柑果實品質是決定其市場競爭力的重要因素，而品種特性對果實品質起決定性作用。隨著消費者對自身健康的日益關注及消費水平的提高，培育風味佳、營養高的高端特色品種是金柑育種的必然趨勢。對不同金柑種質果實品質進行分析，能更好地了解品種特性，為深層加工和品種選育提供科學參考。

目前金柑仍以鮮食為主，相比加工和藥用而言，鮮食金柑更注重果實的口感和外觀。在內在品質方面，可食率、可溶性固形物、可滴定酸等指標對于鮮食金柑至關重要。根據國家標準《地理標志產品 尤溪金柑》（GB/T 22738—2008）規定，鮮食金柑應滿足可溶性固形物含量≥11%、可滴定酸含量≤1.0%、固酸比≥11 的條件。本研究表明，供試21 份金柑種質的可溶性固形物含量為8.13%～22.87%，可滴定酸含量為0.06%～2.02%，固酸比為4.90～363.83，除野生金柑和金柑雜種的可滴定酸含量較高和固酸比較低，金柑雜種的可溶性固形物含量較低外，其他種質均滿足鮮食要求。滑皮金柑、融安金柑和溫州金彈的可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可食率和維生素C 含量與楊蕾等[16]的研究結果不一致，這可能與采果時間、植株生長環境等因素不同有關。糖酸比是果實內在品質的重要評價指標[17]，21 份金柑的糖酸比介于3.44～140.50，融安金柑的糖酸比為9.93，這與李俊等[18]的研究結果不一致，這可能主要由產地生態環境的差異所致。

研究表明，世界鮮食柑橘的優質品質目標主要是無核、易剝皮、風味濃和有香味[19]。其中融安脆蜜的可食率、固酸比及糖酸比等指標具有明顯的優勢；可滴定酸含量為0.06%，種子數為1.33，均顯著低于其他種質，這與高興等[13]的研究結果相似。融安脆蜜風味濃郁且少核，鮮食價值更高，更受市場青睞，適合推廣栽培。

外觀品質是評價果實綜合品質的直觀指標。本研究中，公孫橘的單果重和縱橫徑均顯著高于其他種質，果形呈高扁圓形，其果形與其他種質存在顯著差異。大果羅浮1 的果形指數顯著高于其他種質，是唯一為橢圓形的金柑。當果形指數≥1 時，果形呈橢圓形、卵圓形或者球形；果形指數＜1，果形呈高扁圓形或者扁平形，所以通過果形指數有助于判斷出果形。

果實色澤作為一個重要的外觀品質和內質性狀，是金柑育種和栽培的重要目標性狀[20]。本研究表明，寧波金彈CQ 的果皮亮度和果皮黃色度均顯著高于其他種質，說明其果皮色澤光亮，著色偏黃；金橘的果皮紅色度和色澤指數（CCI）均顯著高于其他種質，說明其果皮色澤偏深，著色偏紅；它們的觀賞價值高。融安金柑、滑皮金柑的果實色澤與馬張正等[14]的研究結果不一致，這可能與種質差異、果實成熟度及采摘時間等有關。此外，影響金柑果實色澤的具體因素和機制有待進一步探究。

果實品質研究是當前市場提出的重要課題，常規指標結合簡單的統計方法不能真實有效地反映其品質，需要整合多項指標進行綜合評價。因此，本研究通過主成分分析對21 份金柑種質進行分析，選出金柑果實品質評價的主要指標，為金柑果實品質評價體系的建立提供理論依據。不同柑橘類水果中各項品質指標的貢獻率不完全一致，王靚鈺等[21]對19 個柑橘品種的9 個品質性狀進行綜合評價，發現第1 主成分包含了可溶性固形物、可溶性糖、維生素C、總糖含量，貢獻率為38.267%。本研究分析結果顯示，第1 主成分中果皮紅色度、果皮黃色度和果皮亮度等指標的貢獻率高。這與鮑江峰[9]評價紐荷爾臍橙品質的研究結論相似，說明主成分分析的結果得到進一步驗證。

4 結論

本研究對21 份金柑種質果實的外觀品質和內在品質進行比較分析以及利用主成分分析實現果實品質綜合評價。公孫橘、金橘和寧波金彈CQ 的外觀品質較好，適合加工和觀賞；融安脆蜜內在品質較高，適合鮮食及深加工；采用主成分分析對金柑進行綜合評價，金橘和公孫橘綜合品質高于其他種質；果皮紅色度、果皮黃色度和果皮亮度等指標可作為評價金柑的核心品質指標，為金柑選育和資源開發利用提供依據。