鐘曼茜 黃綿佳 王斌 崔志富 從心黎
摘 要 為選育紅毛丹優(yōu)質(zhì)品種,以海南主栽6個不同品種的紅毛丹果實‘大紅果、‘保研2號(BR2)、‘保研4號(BR4)、‘保研5號(BR5)、‘保研6號(BR6)和‘保研7號(BR7)為研究對象,測定其外觀(果形指數(shù)、果皮厚度、單果重等)和營養(yǎng)品質(zhì)(可溶性固形物、礦物質(zhì)含量、維生素C含量等)指標(biāo),建立一套適合海南栽培的紅毛丹果實品質(zhì)的模型評價方法。結(jié)果表明:各品種間的果實品質(zhì)差異較大,‘保研6號(評價指數(shù)0.284)和‘保研2號(評價指數(shù)0.264)的外觀品質(zhì)優(yōu)于其他品種,而‘大紅果(評價指數(shù)0.388)和‘保研5號(評價指數(shù)0.315)的營養(yǎng)品質(zhì)高于其他各品種。綜合評價模型分析表明:‘大紅果和‘保研6號的評價指數(shù)分別為0.599和0.596,綜合品質(zhì)較優(yōu),是海南省值得推廣和發(fā)展的優(yōu)良品種;而‘保研4號和‘保研5號品種的評價指數(shù)較低,綜合品質(zhì)則相對較差,不宜做推廣種。
關(guān)鍵詞 紅毛丹;品種;果實品質(zhì);評價模型
中圖分類號 S667.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A
紅毛丹(Nephelium lappaceum L.),又名毛荔枝,為原產(chǎn)東南亞馬來半島的無患子科熱帶果樹。紅毛丹果肉具有極高的營養(yǎng)價值和藥用價值,富含維生素、氨基酸和多種礦物質(zhì),還具有改善腹瀉、降火、解熱等功效[1]。紅毛丹喜高溫多濕,世界紅毛丹的種植面積不斷擴(kuò)大,而中國目前只有海南省保亭引種成功,是中國紅毛丹的主要產(chǎn)區(qū)[1-2]。海南已經(jīng)培育出若干性狀優(yōu)良及適宜栽種的品種,目前關(guān)于海南本地紅毛丹品質(zhì)論證的研究較少,且如何科學(xué)、客觀、準(zhǔn)確地對其果實品質(zhì)進(jìn)行綜合評價成為難題。果實品質(zhì)的優(yōu)劣直接關(guān)系到品種的篩選及推廣,而果實品質(zhì)涉及的指標(biāo)繁多,構(gòu)建一套有效的評價模型對各項指標(biāo)進(jìn)行梳理和匯總有助于量化不同品種間的差異,從而科學(xué)合理地選擇最優(yōu)品種。鄭宏巖[3]、韓斯[4]、雷瑩[5]、董星光[6]、劉科鵬[7]等對藍(lán)莓、夏橙、南方砂梨、獼猴桃等果實品質(zhì)進(jìn)行了綜合分析,但較少使用模型評價,缺乏將各個指標(biāo)量化進(jìn)行權(quán)重比較。本研究測定海南主要栽培的6個主要紅毛丹品種的果實外觀品質(zhì)及營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo),并以此構(gòu)建一套綜合評價模型分析其品質(zhì),以期為紅毛丹優(yōu)質(zhì)品種篩選和選育,以及果實品質(zhì)的模型評價方法提供參考。
1 材料與方法
1.1 材料
供試材料為海南栽培品種‘大紅果、‘保研2號(BR2)、‘保研4號(BR4)、‘保研5號(BR5)、‘保研6號(BR6)及‘保研7號(BR7)6個不同品種的紅毛丹果實,果實采自海南省保亭?!Q?號(BR2)為黃色橢圓形,‘保研4號(BR4)為紅色橢圓形,‘大紅果、‘保研5號(BR5)和‘保研7號(BR7)為紅色圓形。各品種均來源于保亭熱帶作物研究所。
1.2 方法
1.2.1 試驗設(shè)計 挑選成熟度相對一致、無機(jī)械損傷、大小一致的紅毛丹果實,并于當(dāng)天測定果實外觀品質(zhì)指標(biāo)和營養(yǎng)成分指標(biāo),每次測定時,隨機(jī)挑選10個果實,重復(fù)3次。
1.2.2 指標(biāo)測定 (1)單果重和可食用率的測定。用萬分之一天平稱量單果重和果肉重,分別求其平均值??墒秤寐?果肉重/單果重/%。
(2)果形指數(shù)的測定。采用游標(biāo)卡尺測量果實(帶果皮)的最大縱徑和最大橫徑,果形指數(shù)=果實最大縱徑/果實最大橫徑[8]。
(3)硬度的測定。利用GY-B型果實硬度計測定紅毛丹果肉硬度,單位為:kg/cm2[9]。
(4)可溶性固形物含量(TSS)的測定。利用手持折光儀(ATAGO手持式折光計,型號N-1α,產(chǎn)自日本)進(jìn)行測定[9]。
(5)維C含量的測定。采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[9]。
(6)礦物質(zhì)含量的測定。采用原子吸收分光光度法[9]。
(7)可滴定酸的測定。依照GB/T 12293-1990測定[9]。
(8)花色素苷含量的測定。采用鹽酸甲醇法測定[10]:取5 g果皮,切碎,用1% HCL的甲醇溶液多次浸提,直至果皮無紅色,過濾并定容至100 mL,分別測定提取液在530、600 nm下的吸光值變化,以△A530~600 nm=0.1作為一個花色素苷單位。
1.2.3 評價模型構(gòu)建 本研究中,根據(jù)果實品質(zhì)所涉及的主要指標(biāo)和前人的相關(guān)研究[3-7],構(gòu)建了一套綜合評價模型,各項指標(biāo)所占的權(quán)重比例由10位專家分別討論評定得出,且以平均值表示不同品種紅毛丹果實各指標(biāo)的權(quán)重。一級評價因素分為外觀品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo),通過對紅毛丹這兩方面品質(zhì)的調(diào)研分析,其評價權(quán)重(W)分別為0.4和0.6(權(quán)重之和為1)。營養(yǎng)品質(zhì)決定果實的食用價值及口感,因此權(quán)重最高為60%;外觀品質(zhì)決定果實的大小及觀賞性,因此占據(jù)40%的權(quán)重。經(jīng)篩選外觀品質(zhì)分為6項二級評價因素,權(quán)重最高為單果重0.3,可食用率和花色素苷的權(quán)重為0.2,硬度、果形指數(shù)及果皮厚度的權(quán)重均為0.1。營養(yǎng)品質(zhì)分為10項二級評價因素,可溶性固形物、Vc含量、可滴定酸、果肉含水量、鈣、鎂、鐵、銅、錳及鋅各項所占權(quán)重均為0.1。
每一項指標(biāo)均由試驗測定,因其數(shù)值和單位不一致,需對各項指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理(0~1之間),得到可比較的評價因素值(FV)。本研究采用Hassan方法對取值越小越好的因素(如果皮厚度)和取值越大越好的因素(如單果重)分別進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換求歸一值FVmin和FVmax,具體計算公式如下[11]:
FVmin=(Vmax-Vi)/(Vmax-Vmin)
FVmax=(Vi-Vmin)/(Vmax-Vmin)
Vi為品種i在某項指標(biāo)所測得具體數(shù)值,Vmax和Vmin分別為該項指標(biāo)各品種的最大值和最小值,采用此方法能有效量化不同品種在同一項指標(biāo)中的優(yōu)劣差別。
加權(quán)評價值(E)為評價因素值與權(quán)重的乘積,計算公式為:
Eij=FVij×Wij
Eij為品種i在第j項指標(biāo)的加權(quán)評價值,Wij為其權(quán)重。
綜合評價值(TE)為各項加權(quán)評價值之和,計算公式為:
TEi=Ei1+Ei2+…+Eij+…+Eim
TEi為品種i的綜合品質(zhì)評價指數(shù),m為指標(biāo)總數(shù),可根據(jù)指數(shù)高低來判別不同品種的優(yōu)劣。
1.3 數(shù)據(jù)處理
實驗數(shù)據(jù)均為同一處理的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示,數(shù)據(jù)計算和方差分析使用Excel 2003和SPSS 18.0軟件完成,多重比較為FPLSD分級法。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同紅毛丹品種外觀品質(zhì)比較
不同品種果實縱、橫徑、果形指數(shù)、果皮厚度及花色素苷含量的差異如表1所示。果實縱徑最大為‘大紅果,最小為‘保研5號,僅29.40 mm,各品種間存在顯著性差異(p<0.05)。橫徑最大為大紅果,最小為‘保研5號。各品種間的果形指數(shù)存在顯著性差異(p<0.05),最高為‘保研7號,果形呈橢圓形,最低為‘保研4號,果形偏圓形。果皮最厚為‘大紅果,厚度達(dá)6.66 mm,最薄的是‘保研2號,僅3.75 mm。‘保研7號的花色素苷含量最高,其次為‘大紅果,‘保研2號花色素苷含量最低,‘保研7號與其他品種間花色素苷含量存在顯著性差異(p<0.05)。
不同品種單果重、可食用率及硬度的差異如表2所示?!Q?號品種單果重最小,‘大紅果品種單果重最大,約為最小值的1.84倍。‘保研5號果肉質(zhì)量最小,最大為‘保研6號,是最小果肉質(zhì)量的 2.8 倍以上。可食用率最高為保研6號,最低為‘大紅果,且達(dá)到顯著性差異(p<0.05)。各品種間果實硬度在0.67~1.37 kg/cm2,其中‘保研2號果硬度最強(qiáng),‘大紅果硬度最低。
通過模型權(quán)重分析,各品種果實外觀品質(zhì)由高到低排序依次為:‘保研6號(0.284)>‘保研2號(0.264)>‘保研7號(0.261)>‘大紅果(0.209)>‘保研4號(0.151)>‘保研5號(0.106),其中保研6號外觀品質(zhì)評價指數(shù)比保研5號高167.92%,可認(rèn)定為保研6號外觀品質(zhì)最優(yōu)。
2.2 不同紅毛丹品種營養(yǎng)品質(zhì)比較
不同品種間果實可溶性固形物、Vc及可滴定酸含量的差異如表3所示。各品種間可溶性固形物含量在17.5%~20.10%,‘保研7號可溶性固形物含量最多,與其他品種間存在顯著性差異(p<0.05),而‘保研5號的含量最低。各品種間果實的Vc含量在12.95~23.13 mg/g,含量最高為‘保研7號。各品種間可滴定酸含量存在顯著性差異(p<0.05),‘大紅果的含量最高,最低為‘保研5號。
不同品種間果實礦物質(zhì)含量的差異如表4所示。礦物質(zhì)元素是人體不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì),是肌體正常運(yùn)轉(zhuǎn)的能源物質(zhì)。紅毛丹果實富含多種礦物質(zhì),其中鐵元素含量最多,其次是錳和鋅。鈣、鐵及錳的含量以‘保研5號果為最高,分別為10.76、187.38和37.78 mg/kg且與其他品種的含量達(dá)到顯著性差異(p<0.05)。鎂含量以‘大紅果最高,含量高達(dá)11.89 mg/kg,最低為‘保研2號。大紅果的銅含量最高顯著高于其他品種(p<0.05),最低為‘保研2號。鋅含量以‘大紅果最高,最低為‘保研4號,僅16.37 mg/kg。
通過模型權(quán)重分析,各品種果實營養(yǎng)品質(zhì)由高到低排序依次為:‘大紅果(0.388)>‘保研5號(0.341)>‘保研6號(0.315)>‘保研4號(0.240)>‘保研7號(0.222)>‘保研2號(0.184),其中‘大紅果的營養(yǎng)品質(zhì)評價指數(shù)比‘保研2號高110.87%,可認(rèn)定為‘大紅果營養(yǎng)品質(zhì)最優(yōu)。
2.3 不同紅毛丹品種果實品質(zhì)綜合評價
通過模型的計算,不同品種紅毛丹的綜合品質(zhì)評價指數(shù)如圖1所示,最高為‘保研6號(0.599),其次為‘大紅果(0.596),二者相差不大,綜合評價指數(shù)最低為‘保研4號(0.391),‘保研6號比‘保研4號的評價指數(shù)高53.20%,可認(rèn)為‘保研6號為海南本地綜合品質(zhì)最優(yōu)品種。
3 討論與結(jié)論
目前國內(nèi)有不少關(guān)于果蔬品質(zhì)評價方法的研究。聚類分析法、主成分分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法及模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等已在很多品種的果實品質(zhì)評價上得以運(yùn)用。聚類分析法和主成分分析法通過篩選影響果實品質(zhì)的關(guān)鍵因子,將類似品質(zhì)的品種歸類,能減少工作量。林興娥等[12]采用聚類分析法對紅毛丹不同品系資源進(jìn)行分類研究;曹紅星等[13]采用聚類分析法將品質(zhì)指標(biāo)簡化,從而評價和篩選越南椰子優(yōu)良果實性狀品種;白沙沙等[14]采用主成分分析法對蘋果品質(zhì)進(jìn)行綜合分析研究;但這2種方法對于各品種果實的品質(zhì)孰優(yōu)孰劣,均缺乏具體分析與評價;灰色系統(tǒng)理論根據(jù)構(gòu)建“理想品種”,定義權(quán)重后通過計算各品種與“理想品種”的關(guān)聯(lián)度及加權(quán)關(guān)聯(lián)度進(jìn)行品質(zhì)評價,張學(xué)杰[15]利用該方法對不同南瓜品種制汁加工特性進(jìn)行綜合評價。但該方法本身易受到各種不確定因素的影響[16]。于平福等[17]通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論結(jié)合模糊數(shù)學(xué)原理,構(gòu)建模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)綜合評價模型用于龍眼加工性狀評價及品種分級,由于該方法受選用形狀和劃定形狀評語等級的類別界限值等因素的影響,需進(jìn)一步統(tǒng)一劃定評定標(biāo)準(zhǔn)。
考慮到不同紅毛丹品種間品質(zhì)差異較大,為了更準(zhǔn)確地進(jìn)行種質(zhì)資源評價以及后期資源的合理利用,不僅要從果實外觀品質(zhì),還需要對果實內(nèi)在品質(zhì)相關(guān)的理化性質(zhì)進(jìn)行研究[13]。
試驗在參考前人的研究基礎(chǔ)上選取了紅毛丹6個外觀品質(zhì)指標(biāo)和10個營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重評價,構(gòu)建了兩級評價模型對各項指標(biāo)進(jìn)行量化匯總,使綜合評價結(jié)果更為客觀合理。
本研究通過模型權(quán)重分析6個不同品種紅毛丹果實單果重、可食用率、果形指數(shù)等外觀品質(zhì)以及可溶性固形物、礦物質(zhì)、可滴定酸含量等營養(yǎng)品質(zhì),結(jié)果表明:‘大紅果營養(yǎng)品質(zhì)最好,外觀品質(zhì)適中,‘保研6號外觀品質(zhì)最優(yōu),營養(yǎng)品質(zhì)適中,而這2個品種的模型權(quán)重得分較高,說明其綜合品質(zhì)較優(yōu),是海南省值得推廣和發(fā)展的優(yōu)良品種,其次是‘保研2號和‘保研7號,而‘保研4號和‘保研5號品種的權(quán)重得分較低,其綜合品質(zhì)則相對較差,不宜做推廣種。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊連珍, 曹建華. 紅毛丹研究綜述[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2005, 25(1): 48-53.
[2] 邵遠(yuǎn)志, 李 雯. 溫度、 抗壞血酸、 檸檬酸和氯化鈉對采后紅毛丹果實幾種生理指標(biāo)與品質(zhì)的影響[J]. 植物生理學(xué)通訊, 2006, 42(2): 203-206.
[3] 鄭紅巖, 高 夢, 劉建蘭, 等. 不同品種藍(lán)莓果實品質(zhì)分析[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2013, 39(11): 245-249.
[4] 韓 斯, 孟憲軍, 汪艷群, 等. 不同品種藍(lán)莓品質(zhì)特性及聚類分析[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(6): 140-144.
[5] 雷 瑩, 張紅艷, 宋文化, 等. 利用多元統(tǒng)計法簡化夏橙果實品質(zhì)的評價指標(biāo)[J]. 果樹學(xué)報, 2008, 25(5): 640-645.
[6] 董星光, 田路明, 曹玉芬, 等. 我國南方砂梨主產(chǎn)區(qū)主栽品種果實品質(zhì)因子分析及綜合評價[J]. 果樹學(xué)報, 2014, 05: 815-822.
[7] 劉科鵬, 黃春輝, 冷建華, 等. ‘金魁 獼猴桃果實品質(zhì)的主成分分析與綜合評價[J]. 果樹學(xué)報, 2012(5): 867-871.
[8] 魏張奎, 陳 紅, 董夢婷, 等. 5個夏橙品種果實品質(zhì)分析[J]. 中國南方果樹, 2014, 43(2): 39-40.
[9] 李合生, 孫 群, 趙世杰, 等.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 1999.
[10] 張昭其, 龐學(xué)群, 段學(xué)武, 等. 荔枝果皮褐變過程中花色素苷含量的變化及測定[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2002, 23(1): 16-19.
[11] 吳 偉, 崔光華, 陸 彬. 實驗設(shè)計中多指標(biāo)的優(yōu)化: 星點設(shè)計和總評 “歸一值” 的應(yīng)用[J]. 中國藥學(xué)雜志, 2000, 35(8): 26-29.
[12] 林興娥, 周兆禧, 葛 宇, 等. 海南島紅毛丹栽培品系資源主要果實性狀的比較分析[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué), 2015(9): 1 993-2 002.
[13] 曹紅星, 孫程旭, 張 軍, 等. 越南椰子資源果實品質(zhì)分析及評價[J]. 熱帶作物學(xué)報, 2013, 34(12): 2 419-2 423.
[14] 白沙沙, 畢金峰, 王 沛, 等. 不同品種蘋果果實品質(zhì)分析[J]. 食品科學(xué), 2012(17): 68-72.
[15] 張學(xué)杰. 不同南瓜品種制汁加工特性的綜合評價[J]. 中國蔬菜, 2010(2): 46-50.
[16] 徐進(jìn)華. 基于灰色系統(tǒng)理論的數(shù)據(jù)挖掘及其模型研究[D]. 北京交通大學(xué), 2009.
[17] 于平福, 朱建華, 黃鳳珠, 等. 龍眼加工性狀綜合評價的模糊人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[J]. 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究, 2007, 23(1): 120-123.