網紋甜瓜果實成熟過程中主要品質指標的變化

摘 要：為了分析網紋甜瓜成熟過程中主要品質的變化并進行綜合評價，本文以天津市‘碧龍’和‘瑞龍’兩種品種網紋甜瓜花后15、30、45、50、55、60 d的果實為試驗材料，通過對不同生長階段果實的外形性狀及品質性狀指標的測定，運用主成分分析法對果實品質進行綜合評價，為天津市設施網紋甜瓜的采收提供理論依據。經主成分分析，‘碧龍’提取了2個主成分，累計方差貢獻率達91.257%。主成分分析綜合得分模型顯示，‘碧龍’花后50 d的果實評分排名第一，花后45 d的果實排名第二，花后55 d的果實排名第三，結合分析口感和營養排名，‘碧龍’最佳品嘗時期為花后45～55 d。‘瑞龍’提取了2個主成分，累計方差貢獻率達89.957%。主成分分析綜合得分模型顯示，‘瑞龍’花后55 d的果實評分排名第一，花后60 d的果實排名第二，結合分析品質和外形排名，得出‘瑞龍’最佳品嘗時期為花后55～60 d。

關鍵詞：網紋甜瓜;品質性狀;主成分分析;綜合評價;成熟度

中圖分類號：S652.4 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）03-0034-09

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.03.006

Changes in Main Quality Indicators of Netted Melon Fruits"During Ripening Process

BAI Hongrui1， LI Haicheng1， LIU Shuchang1， HAN Lin1， HAO Sen1， GUO Xiaoou1*， CUI Xiaohui2*

（1. College of Horticulture and Landscape， Tianjin Agricultural University， Tianjin 300392， China;"2. Tianjin Academy of Eco-environmental Sciences， Solid Waste and Soil Environment"Research Center， Tianjin 300191， China）

Abstract： In order to analyze the changes in main quality indicators during the ripening process of netted melon and conduct a comprehensive evaluation， this article took the fruits of two varieties， ‘Bilong’ and ‘Ruilong’， from Tianjin as experimental materials at 15， 30， 45， 50， 55， 60 d after flowering. By measuring the appearance traits and quality traits of fruits at different growth stages， comprehensive evaluation of fruit quality used principal component analysis provides a theoretical basis for the harvesting of greenhouse netted melon in Tianjin. After factor analysis， ‘Bilong’extracted two main factors， with a cumulative variance contribution rate of 91.257%. The comprehensive score model of factor analysis showed that‘Bilong’ ranks first in fruit score on 50 d after flowering， the second was on 45 d after flowering， and the third was on 55 d after flowering. Based on the analysis of taste and nutritional ranking， the best tasting period for ‘Bilong’ was between 45-55 d after flowering. ‘Ruilong’ extracted two main factors， with a cumulative variance contribution rate of 89.957%. The factor analysis comprehensive score model showed that‘Ruilong’ ranks first in fruit score on 55 d after flowering， and the second was on 60 d after flowering. Based on the analysis of quality and appearance ranking， the best tasting period for ‘Ruilong’ was between 55-60 d after flowering.

Keywords： Netted melon; quality traits; principal component analysis; comprehensive evaluation; maturity

網紋甜瓜（Cucumis melo L. var. reticulatus Naud.）是葫蘆科甜瓜屬的一個變種[1]，是一種厚皮甜瓜，果實質脆香甜，汁水豐富，香氣獨特，具有極高的經濟價值[2]，位居世界十大水果之列[3]。因為成熟果實的表皮有網狀裂紋，所以稱為網紋甜瓜[4]，甜瓜是當今世界農業領域中的重要水果作物，帶有絲絲奶香，受到廣大消費者的熱愛。天津位于亞歐中緯度大陸東岸，屬于大陸性溫帶季風氣候，春夏降雨較少，白天陽光較多，晝夜溫差較大[5]，適合甜瓜生長，因此生產的甜瓜品質好、產量高。

果實品質的優劣直接影響網紋甜瓜的經濟效益[6-8]，許多研究者對于甜瓜成熟過程品質指標的變化進行了研究[9-12]。鄭賀云等[13]對‘西州蜜25號’甜瓜花后39 d內品質的動態變化研究發現，可溶性糖含量除蔗糖外均先升后降，可溶性固形物含量、蔗糖含量、VC含量、甜度均逐漸上升，硬度和有機酸含量逐漸下降，可溶性蛋白質含量先降后升。李旺雄等[14]對3種甜瓜不同貯藏期品質的動態變化研究發現，在可溶性固形物含量方面，‘甘甜3號’在貯藏1～5 d先降后升至最大值，而后下降，盛開花品種5～7 d略微上升，其余時間均下降;3個品種的糖酸比在貯藏1～5 d均上升。馬慧[15]對‘樓蘭王’甜瓜花后品質的動態變化研究發現，橫縱徑在花后36 d內均上升，且果形指數無明顯變化，可溶性總糖與蔗糖含量先升后降。

目前，天津地區甜瓜栽培面積約達1 900 hm2，厚皮甜瓜品種繁多且種植面積逐年增加。因此，研究甜瓜品質變化，對篩選抗病性強、產量高、品質優的優良品種具有重要意義。本研究以天津市‘碧龍’和‘瑞龍’兩種品種網紋甜瓜花后15、30、45、50、55、60 d的果實為試驗材料，通過對不同生長階段果實的外形性狀（果形指數、單果質量、果肉厚度、果皮厚度、果實硬度）及品質性狀（糖酸比、VC含量、可溶性固形物含量、內源乙烯釋放量）指標的測定，建立數學模型分析其變化趨勢，結合變化趨勢分析不同成熟度網紋甜瓜的生理生化變化特征，為天津市設施網紋甜瓜的采收提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

網紋甜瓜品種‘碧龍’和‘瑞龍’，花后15、30、45、50、55、60 d的果實。

糖度計，JC18101，邢臺智冠機械科技有限公司;硬度計，LX-A/c/D，東莞市科銳儀器科技有限公司;阿貝折光儀，R-5000，廣州市愛宕科學儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 外觀品質性狀測定

用游標卡尺對果實在橫縱徑最大值進行測量，并按照公式（1）計算果形指數。將整個果實放在電子天平上稱量，取二分之一，用游標卡尺對果皮和果肉的厚度分別進行測量。用硬度計測量果實硬度，測定每個果實的赤道部位，均勻取6個點，結果取平均值，每個品種重復3次。

果形指數=" " " " " " " （1）

1.2.2 內在品質性狀測定

將花后15、30、45、50、55、60 d共六個時期的甜瓜果實去皮，取部分赤道部位的果肉切碎，然后用研缽研磨榨汁，再使用紗布過濾后進行測量。用糖度計測定可溶性糖和可滴定酸含量，并求出糖酸比，使用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定VC含量[16]，用阿貝折光儀測定可溶性固形物含量。各時期樣品重復3次。采用氣相色譜法測定內源乙烯釋放含量[17]。

1.3 數據處理

使用Excel 2019對數據進行處理和繪圖，再使用SPSS 23.0進行差異顯著性分析、因子分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種果實成熟過程中的品質變化

2.1.1 ‘碧龍’果實成熟過程中品質變化

由表1可知，‘碧龍’單果質量在45 d時達到最大值，其中30～45 d增速最快，每日平均增加23.129～26.277 g。糖酸比在45 d達到最大，說明45 d的‘碧龍’口感最好。VC含量在45 d達到最大。對果實成熟度有影響的可溶性固形物含量在45 d時最大，其中30～45 d增速最快，每日平均增加0.295%～0.305%。內源乙烯釋放量在45 d達到最大。

2.1.2 ‘瑞龍’果實成熟過程中品質變化

由表2可知，‘瑞龍’單果質量在55 d達到最大值，其中50～55 d單果質量增速最快，每日增加75.092～100.100 g。糖酸比在55 d達到最大值，說明瑞龍在55 d的口感最好。VC含量在55 d達到最大值。其中對果實成熟度有影響的可溶性固形物含量在55 d時是最大值，其中50～55 d增速最快，每日平均增速1.338%～1.370%。內源乙烯釋放量在55 d達到最大值。

由表1和表2可知，2個品種的甜瓜在外觀性狀和內在品質方面各不相同。在單果質量方面，‘瑞龍’單果質量較大，‘碧龍’在花后45 d停止增長，‘瑞龍’在花后55 d停止增長;在可溶性固形物含量方面，‘碧龍’最大值是在45 d，‘瑞龍’達到最大值的時間為55 d，可以判斷出‘碧龍’成熟度提升更快于‘瑞龍’，將先于‘瑞龍’;‘碧龍’糖酸比的最大值高于瑞龍，因此在糖酸比方面，‘碧龍’的口感要強于‘瑞龍’。

2.2 不同品種果實成熟過程中品質性狀的相關性及特征因子分析

2.2.1 ‘碧龍’成熟過程中品質性狀相關性分析

由表3可知，在‘碧龍’成熟前的9個質構指標之間存在相關關系。其中，果形指數與果皮厚度之間具有極顯著的負相關，與單果質量、糖酸比、可溶性固形物之間存在顯著負相關;單果質量、果肉厚和果皮厚三者具有極顯著的正相關，并且這三種物質與VC含量、可溶性固形物含量、內源乙烯釋放量、果形指數都具有極顯著的正相關，與硬度具有極顯著的負相關;硬度同除果形指數、內源乙烯釋放量外的所有指標均呈極顯著負相關，與內源乙烯釋放量呈顯著負相關;糖酸比與VC含量、可溶性固形物含量、內源性乙烯釋放量具有極顯著正相關關系;VC含量和可溶性固形物含量、內源性乙烯釋放量存在極顯著正相關;可溶性固形物含量同內源乙烯釋放量呈極顯著正相關;其余各項指標無明顯相關性。

從表4可知，在‘碧龍’成熟后的9個品質指標之間存在相關關系。其中，果肉厚度與硬度、糖酸比、VC含量都有極顯著正相關;果皮厚與內源乙烯釋放量存在極顯著負相關關系;硬度與VC含量之間存在著極顯著的正相關性，而與可溶性固形物含量之間存在著顯著的負相關性;糖酸比與VC含量呈顯著性正相關;其余指標間均無明顯相關性。

2.2.2 ‘碧龍’成熟過程品質特性的主成分分析

在‘碧龍’成熟期的6個階段，對各主要性狀的特征值和貢獻率進行了分析，得出了相應的結論。根據表5確定各主成分的權重（主成分權重=方差貢獻率/累計貢獻率），構建一個綜合評分（Q1）的數學模型。

Q1=0.911F1+0.089F2（2）

式中，F1和F2為2個主成分的分值。甜瓜的總分較高，說明其綜合質量越好。

在測量的9個性狀指標中，將前兩個主成分進行提取，累積貢獻率達到了91.257%，說明這兩個主成分可以對9個指標中的多數信息進行解釋。為消除性狀間的相關性對評價產生的影響，對碧龍的9個性狀進行主成分分析，根據特征值的大小，確定2個主成分，累計貢獻率為91.257%。

利用正交旋轉法后求出主成分荷載矩陣（表6），第1主成分的特征值為7.481，貢獻率為83.127%，對應的特征向量以果肉厚的值最大，其次是糖酸比，說明第1主成分主要是與果肉厚和糖酸比相關的性狀，其特征向量間的關系表明，‘碧龍’的果肉厚和糖酸比增高會提高VC含量、單果質量、內源乙烯釋放量的值;第2主成分的特征值為0.732，貢獻率為8.130%，對應的特征向量以硬度的負值最大，其次是果皮厚，說明第2主成分主要是與硬度和果皮厚相關的性狀。

第一主成分F1與之成正比的是單果質量、果肉厚度、果皮厚度、糖酸比、VC含量、可溶性固形物含量、內源乙烯釋放量，具有負荷載作用的果形指數和硬度，定義為口感因子;第二個主成分F2與其具有正荷載的是單果質量、果肉厚度、果皮厚、糖酸比、VC含量、可溶性固形物含量、內源乙烯釋放量，呈負荷載的有果形指數、硬度，定義為營養因子。

將9個質構指標總結成2個更具代表性的主成分。依據表6建立2個主成分得分模型，見式（3）（4）。

F1=-0.712X1+0.693X2+0.959X3+0.525X4-0.225

X5+0.835X6+0.801X7+0.604X8+0.703X9" " " " " " " " " " （3）

F2=-0.428X1+0.712X2+0.203X3+0.795X4-0.961X5+

0.502X6+0.528X7+0.784X8+0.594X9" " " " " " " " " " "（4）

分別計算各主成分得分并將Q1得分按降序排列（表7），對于F1口感因子得分，花后第50天得分最高，第45天得分第二，第55天得分第三，第15天得分最低，說明‘碧龍’綜合口感在第45～55天最好;對于F2營養因子得分，花后第55天得分最高，說明此時‘碧龍’的整體營養最為充分。綜合評價（Q1）得分第一位是花后第50天，第二位是花后第45天，第三位是花后第55天，結合分析口感和營養，‘碧龍’最佳品嘗時期為花后45～55 d。

2.2.3 ‘瑞龍’成熟過程品質相關性分析

由表8可知，在‘瑞龍’成熟前的9個品質指標間有不同程度的相關性。果形指數與內源乙烯釋放量呈極顯著負相關;單果質量與果肉厚、果皮厚、VC含量、糖酸比、可溶性固形物含量、內源乙烯釋放量具有極顯著正相關關系，與硬度、果形指數均有極顯著負相關關系;果肉厚度與硬度、果形指數存在極顯著負相關關系，和果皮厚度、糖酸比、VC含量、可溶性固形物以及內源乙烯釋放量都具有極顯著正相關關系;果皮厚與糖酸比、VC含量、可溶性固形物和內源乙烯釋放量都存在著極顯著的正相關性，與果形指數和果實硬度存在著極顯著的負相關性;硬度與VC含量、可溶性固形物、內源性乙烯釋放量存在著極顯著的負相關性，與糖酸比存在顯著的負相關性，與果形指數存在著極顯著的正相關性;糖酸比與VC含量、可溶性固形物、內源乙烯釋放量呈極顯著正相關;VC含量和可溶性固形物和內源乙烯釋放量均呈極顯著正相關;可溶性固形物與內源乙烯釋放量呈極顯著正相關，與果形指數呈極顯著負相關;其余各項指標均無明顯相關性。

由表9可知，在‘瑞龍’成熟后的9個質構指標間有不同程度的相關性。其中果肉厚與VC含量呈正顯著相關;硬度與糖酸比呈正顯著相關;其余指標間相關性均不明顯。

2.2.4 ‘瑞龍’成熟過程品質特性的主成分分析

對‘瑞龍’成熟過程6個時期性狀指標的特征值及貢獻率分析結果見表10。以表10為依據，確定各主成分的權重，并構建出綜合得分（Q2）的數學模型，見公式（5）。

Q2=0.902F3+0.098F4" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （5）

式中，F3、F4表示2個主成分得分。

對測定的9個性狀指標，抽取前2個主成分，累計貢獻率共計89.954%。

通過正交旋轉法，獲得了主成分荷載矩陣（表11），第1主成分的特征值為7.301，貢獻率為81.123%，對應的特征向量以VC含量和可溶性固形物的值最大，其次是糖酸比，說明第1主成分主要是與VC含量、可溶性固形物和糖酸比相關的性狀，其特征向量間的關系表明，‘瑞龍’的VC含量、可溶性固形物和糖酸比增高會提高果皮厚、單果質量、內源乙烯釋放量的值;第2主成分的特征值為0.795，貢獻率為8.831%，對應的特征向量以果形指數的負值最大，其次是果肉厚，說明第2主成分主要是與果形指數和果肉厚相關的性狀。

第一主成分F3與其成正荷載的是單果質量、果肉厚度、果皮厚度、糖酸比、VC含量、可溶性固形物、內源乙烯釋放量，呈負荷載的有果形指數、硬度定義為品質因子;第二個主成分F4與其成正荷載的有單果質量、果肉厚度、果皮厚度、糖酸比、VC含量、可溶性固形物、內源乙烯釋放量，呈負荷載的有果形指數、硬度定義為外形因子。

把9個質構指標總結成2個更有代表性的主成分。按照表11建立2個主成分得分模型，見公式（5）（6）。

F3=-0.245Z1+0.763Z2+0.495Z3+0.686Z4-0.757Z5+

0.8Z6+0.938Z7+0.938Z8+0.662Z9（5）

F4=-0.954Z1+0.631Z2+0.862Z3+0.569Z4-0.419Z5+

0.403Z6+0.288Z7+0.314Z8+0.66Z9（6）

分別計算各主成分得分并將Q2得分按降序排列（表12），對于F3品質因子得分，花后55 d得分最高，60 d得分第二，說明‘瑞龍’綜合品質在55～60 d最好;對于F4外形因子得分，花后55 d得分最高，說明此時‘瑞龍’的外形更整齊。綜合評價（Q2）得分第一位是花后55 d，第二位是花后60 d，結合分析品質和外形排名，‘瑞龍’最佳品嘗時期為花后55～60 d。

3 討論

近年來，大部分研究者使用了主成分分析法[18]、隸屬函數法[19]、標準化值加權法[17]等方法對拐棗[16]、葡萄[19]、冰糖橙[20]、梨[21]、蘋果[22]等果實進行了品質分析和綜合評價。Milosevic等[23]利用多元分析法對‘歐洲李’和‘丹森李’的果實品質進行分析和評價;Nazari等[24]利用主成分分析法對櫻桃的物理化學特征進行了分析。目前利用主成分分析法研究網紋甜瓜的文獻較少，本文通過主成分分析法，得到了兩個品種的品質最佳期，為天津市設施網紋甜瓜的采收提供理論依據。

大量研究表明，果實成熟過程中品質不斷變化，影響果實采收期。糖酸比是一個重要的因素，可以影響水果的口味，糖酸比越大，味道就越甜，風味也就越好[25，26]。VC可以延緩果實衰老[27]，并且是人體可利用的天然抗氧化劑[28]。梁水連等[29]在香蕉果實成熟過程中研究發現，‘桂蕉1號’果實在不同的成熟期，其香氣物質的類型和相對含量差異很大，當果實的成熟度越高，其香味的種類也有明顯的變化，綠熟期和過熟期是香味物質最豐富的階段，也是食品香精開發的最佳階段。李三培等[12]在對甜瓜果實的成熟過程進行了研究，結果表明，甜瓜的果肉在質地和細胞微觀結構上存在著明顯的差異;甜瓜的果肉的味道與果肉的肉質和細胞的大小有著很大的關系，也就是說，細胞越小，甜瓜的肉質就越堅硬。李世軍等[8]在對蘋果果實成熟期變化規律的研究中發現，果實品質主要被劃分為兩種類型，一種是外觀品質，另一種是內在品質，主要包括了果實的著色面積、顏色、果實糖酸含量、硬度等指標，可以根據這些指標的變化來確定果實的成熟度。齊紅巖等[30]研究發現在薄皮甜瓜果實成熟過程中嫁接只是影響了成熟果實的糖酸含量。

李秀秀等[31]研究表明，‘瑞龍’品種成熟期為50 d，本研究發現‘瑞龍’品種成熟期為55 d;呂敬剛等[32]研究表明，‘碧龍’品種成熟期為50 d，本研究發現‘碧龍’品種的成熟時間為45 d。果實成熟期出現差異的原因，可能是由于種植時間和氣候不同導致成熟期不一致，其次可能是在長期選育的情況下，部分調控果實成熟的基因發生了突變。

綜上所述，甜瓜在成熟過程中的不同時期品質相關性有著不同的差異。根據本試驗的結果，不同品種的甜瓜在不同時期成熟。‘碧龍’品種在45～50 d期間品質最佳;‘瑞龍’品種在55～60 d品質最佳。

4 結論

通過相關性分析得出甜瓜成熟過程中各品質指標之間的相關性。將‘碧龍’甜瓜的各項性狀指標歸結為2個主成分，F1為口感因子，F2為營養因子。主成分得分模型顯示Q1=0.911F1+0.089F2，品質隨著分數的增加而改變。用Q1模型可以對‘碧龍’果實的質地品質進行綜合評價，結果表明‘碧龍’品種在45～50 d期間內口感最佳。把‘瑞龍’的各種性狀指標歸為2個主成分，品質因子F3和外形因子F4。主成分得分模型顯示：Q2=0.902F3+

0.098F4，品質隨著分數的增加而改變。此模型可以對‘瑞龍’果實質地品質進行綜合評價，綜合評價結果顯示‘瑞龍’品種在55～60 d口感最佳。本研究通過分析不同成熟度網紋甜瓜的生理生化變化特征，旨在為天津市設施網紋甜瓜的采收提供理論依據。

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基金項目：天津市大學生創新訓練計劃項目（202210061112）;天津科技重大專項與工程經濟薄弱村與示范村項目（22ZXBTSN00030）

第一作者簡介：白鴻瑞（1999—），女，本科，主要從事設施蔬菜栽培生理研究工作

*通信作者簡介：郭小鷗（1990—），女，講師，博士，主要從事設施蔬菜栽培生理研究工作

崔曉輝（1990—），男，助理工程師，博士，主要從事農田土壤改良研究工作