袁啟鳳，陳 楠，史斌斌，嚴(yán)培玲，王紅林，李仕品，韓秀梅，馬玉華

(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹科學(xué)研究所，貴州 貴陽 550025)

【研究意義】百香果(PassifloraedulisSims.)學(xué)名西番蓮，又名雞蛋果、熱情果、巴西果，是西番蓮科(Passifloraceae)西番蓮屬(Passiflora) 多年生常綠藤本植物，屬于熱帶和亞熱帶果樹[1]，因其含有蘋果、草莓、芒果、菠蘿等多種水果香氣而得名，風(fēng)味濃郁、芳香怡人[2]?！渡帉W(xué)》中記載，百香果可用于神經(jīng)痛，失眠癥，月經(jīng)痛及下痢等癥，有麻醉及鎮(zhèn)靜作用；《四川中藥志》中記載，百香果可除風(fēng)清熱，止咳化痰，治風(fēng)熱頭昏，鼻塞流涕。百香果富含17種人體必需的氨基酸以及蛋白質(zhì)、還原糖、維生素和鈣、鐵等160多種化合物[3]，具有抗焦慮[4]、消炎[5]、止咳化痰[6]等作用，其功能性成分越來越受到廣大消費(fèi)者的青睞。紫香1號(hào)百香果果皮呈紫紅色或深紫色，表皮光滑，果肉黃色，果汁香味濃郁，酸甜可口，現(xiàn)作為鮮食品種在廣西、廣東和福建等地已成規(guī)模發(fā)展。為了滿足人們對(duì)百香果的需求，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，貴州省于2015年引進(jìn)紫香1號(hào)進(jìn)行試種，現(xiàn)種植面積逐年增加，市場(chǎng)潛力大，發(fā)展前景好，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、果農(nóng)增收方面起著不可替代的作用?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】果實(shí)品質(zhì)是決定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素，也是其適應(yīng)性評(píng)價(jià)及能否推廣栽培的基礎(chǔ)和前提。前期對(duì)貴州紫香1號(hào)果實(shí)的17種氨基酸含量進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，具有豐富的藥用氨基酸，占氨基酸總量的62.68%[7]，有機(jī)糖(蔗糖、果糖和葡萄糖)以蔗糖含量最高(3852.47 mg/100 g)，有機(jī)酸(檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸和丙二酸)以檸檬酸含量最高(99.54 mg/100 g)，維生素(維生素A、維生素B1、維生素C和維生素E)以維生素E含量最高(43.06 mg/100 g)，其次是維生素C(16.56 mg/100 g)[8]。廣西百香果紫香1號(hào)其總糖含量為9.34 g/100 g，維生素C含量為17.2 mg/100 g[9]；云南紫果百香果的可溶性固形物含量為12%～14%，總糖為6.8%[10]。【本研究切入點(diǎn)】目前未見有關(guān)貴州百香果紫香1號(hào)品質(zhì)分析的相關(guān)報(bào)道，因此對(duì)貴州9個(gè)不同產(chǎn)區(qū)的紫香1號(hào)果實(shí)外觀質(zhì)量(單果重、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、種子粒數(shù)、可食率、果皮厚度)、外觀色澤(果皮明度、紅綠值、黃藍(lán)值、色彩飽合度、色度角)和內(nèi)在品質(zhì)(可溶性總糖、可滴定酸、維生素C、可溶性固形物、糖酸比、固酸比)等指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過多元統(tǒng)計(jì)分析的主成分分析法和聚類分析法對(duì)果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的主要因素進(jìn)行分析，選出紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的主要因素，構(gòu)建科學(xué)的果實(shí)評(píng)價(jià)體系，以期為紫香1號(hào)品質(zhì)指標(biāo)的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 百香果果實(shí) 百香果紫香1號(hào)分別采自貴州惠水、鎮(zhèn)寧、羅甸、天柱、平塘、從江、晴隆、荔波和貞豐產(chǎn)區(qū)，共計(jì)9個(gè)采樣點(diǎn)。各采樣點(diǎn)隨機(jī)選取3個(gè)采樣區(qū)域采摘成熟、健康果實(shí)30個(gè)，采摘后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.1.2 主要設(shè)備 美能達(dá)CR-400全自動(dòng)色差計(jì)(日本)，梅特勒ME204E電子天平(德國)，BT4171數(shù)顯游標(biāo)卡尺(中國)，普析TU1901紫外可見分光光度計(jì)(中國)，TD-45數(shù)顯手持折光儀(中國)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)外觀品質(zhì)測(cè)定 參考陳小利等[11-12]的方法，采用經(jīng)校正的色差計(jì)圍繞果實(shí)中部測(cè)定果皮明度(L)、紅綠值(a)、黃藍(lán)值(b)，每次試驗(yàn)取10個(gè)果實(shí)樣品，每個(gè)果實(shí)測(cè)定果皮色度2次，并以測(cè)得的紅綠值(a)、黃藍(lán)值(b)計(jì)算色彩飽和度值(C)和色度角(h°)。單果重用精度為1%的電子天平稱重(g)，果實(shí)縱徑、橫徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量(mm)。

C=(a2+b2)1/2

h°=arctan(b/a)/6.2823×360°(a≥0且b≥0)

果形指數(shù)=縱徑/橫徑

可食率(%)=(果實(shí)總重-皮重)/果實(shí)總重×100%

1.2.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定 橫切剖開果實(shí)，用沙布過濾果汁，將果汁快速混合均勻并進(jìn)行以下指標(biāo)檢測(cè)，重復(fù)3次。

可溶性總糖采用蒽酮比色法測(cè)定[13]，取1 g果汁，加入5 mL蒸餾水，沸水浴30 min，冷卻后取1 mL液體于容量瓶，蒸餾水定容至250 mL，根據(jù)蒽酮比色法取0.5 mL稀釋液，于620 nm處進(jìn)行檢測(cè)?？扇苄怨绦挝锊捎糜袦囟茸詣?dòng)補(bǔ)償功能的數(shù)顯折光儀測(cè)定[14]?？傻味ㄋ岵捎脷溲趸c滴定法[15]測(cè)定，取10 g果汁于容量瓶，蒸餾水定容至100 mL，根據(jù)滴定法取10 mL稀釋液用0.01 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。Vc采用二甲苯—二氯靛酚比色法測(cè)定[16]。取10 g混勻果汁，用2%偏磷酸定容至100 mL，根據(jù)比色法取5 mL樣液，于500 nm處進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并采用SPASS 18.0進(jìn)行相關(guān)性、主成分和聚類分析[17-19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)的果實(shí)品質(zhì)

2.1.1 果實(shí)的外觀性狀 從表1看出，9個(gè)產(chǎn)區(qū)的紫香1號(hào)果實(shí)整體表現(xiàn)出縱徑略大于橫徑；果形指數(shù)平均值為1.11， 紫香1號(hào)的果形指數(shù)均大于1。果皮色澤以惠水產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)的果皮表面亮度最高；紅綠值(a)均為正值(紅色)，以鎮(zhèn)寧紫香1號(hào)的最高，荔波最低，這與肉眼看到的果實(shí)本色相同，鎮(zhèn)寧產(chǎn)的果皮紅色成分占比較多；9個(gè)產(chǎn)區(qū)果實(shí)的黃藍(lán)值(b)均呈不同程度的微黃色，且惠水和鎮(zhèn)寧兩地果實(shí)的果皮黃色成分相對(duì)較高；色彩飽合度(C)以鎮(zhèn)寧、羅甸的較高，色澤最鮮艷；色度角(h°)平均<50°，呈紅色，以從江產(chǎn)區(qū)果實(shí)的紅色程度最高，更接近果實(shí)固有色澤。果實(shí)外觀性狀各指標(biāo)間均存在一定的差異顯著水平。

2.1.2 果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì) 從表2看出，可溶性總糖含量以鎮(zhèn)寧和貞豐較高，分別為16.94%和16.57%，兩者間差異不顯著，均顯著高于其余產(chǎn)區(qū)；羅甸、晴隆、從江、荔波在14.25%～14.61%，4個(gè)產(chǎn)區(qū)間差異不顯著，均顯著高于天柱、平塘、和惠水；惠水最低，僅為12.43%，顯著低于其他產(chǎn)區(qū)。各地果實(shí)的可滴定酸含量以平塘的最高，為3.06%，其次是天柱，為2.61%，鎮(zhèn)寧最低，為1.29%；各產(chǎn)地間存在一定的差異水平。各產(chǎn)區(qū)果實(shí)的Vc平均含量在22.93 mg/100 g，以鎮(zhèn)寧的最高，為30.77 mg/100 g；其次是惠水，為28.41 mg/100 g；天柱最低，為19.39 mg/100 g；不同產(chǎn)區(qū)間差異顯著?？扇苄怨绦挝锲骄吭?7.33%，以鎮(zhèn)寧最高，為18.77%；其次是羅甸，為17.97%；平塘最低，為16.47%；各處理間差異顯著。糖酸比是果實(shí)風(fēng)味的直接體現(xiàn)，鎮(zhèn)寧產(chǎn)區(qū)果實(shí)的糖酸比最高，為13.17，貞豐次之，為11.21其余產(chǎn)區(qū)果實(shí)的糖酸比均小于10。固酸比以鎮(zhèn)寧最高，為14.58；貞豐次之，為11.86；平塘最低，為5.38。

表2 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2.2 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)因子的相關(guān)性分析

對(duì)百香果紫香1號(hào)果實(shí)外觀性狀和品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果(表3)表明，18個(gè)果實(shí)品質(zhì)因子間存在密切的相關(guān)性或相對(duì)獨(dú)立性。其中，單果重與縱徑和橫徑、果皮厚度與黃藍(lán)值和維生素C、紅綠值與色彩飽合度和可溶性固形物、黃藍(lán)值與色彩飽合度、色彩飽合度與可溶性固形物、可溶性總糖與糖酸比和固酸比、可溶性固形物與固酸比、糖酸比與固酸比間均呈極顯著正相關(guān)；可溶性總糖與可滴定酸、可滴定酸與糖酸比和固酸比間呈極顯著負(fù)相關(guān)；單果重與種子數(shù)、縱徑與橫徑、果皮厚度與紅綠值和色彩飽合度及可溶性固形物、紅綠值與糖酸比和固酸比、黃藍(lán)值與維生素C和可溶性固形物、色彩飽合度和固酸比、可溶性固形物與糖酸比間均呈顯著正相關(guān)；果皮厚度與紅綠值、色彩飽合度及可溶性固形物、紅綠值與可滴定酸、可滴定酸與可溶性固形物間呈顯著負(fù)相關(guān)。其余指標(biāo)間呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，相關(guān)性不顯著。

2.3 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)性狀的主成分分析

由表4可知，前4個(gè)主成分的特征值均大于 1，方差貢獻(xiàn)率分別為41.351%、20.910%、18.553%、11.647%，累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)92.461%，說明此4個(gè)主成分反映了原始變量的絕大部分信息。因此，提取前4個(gè)主成分代替原來的18項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)來評(píng)價(jià)百香果紫香1號(hào)果實(shí)的品質(zhì)性狀。對(duì)百香果紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)由初始的18個(gè)降為4個(gè)彼此不相關(guān)的主成分，達(dá)到降維的目的。

從表5看出，第1主成分中載荷較高的品質(zhì)指標(biāo)主要是可溶性固形物、a值、C值、固酸比和糖酸比，主要體現(xiàn)了果實(shí)色度和口感方面的指標(biāo)；這5個(gè)指標(biāo)對(duì)第1主成分產(chǎn)生正向影響，且可溶性固形物含量載荷權(quán)數(shù)最大(0.939)，a值(0.934)、C值(0.929)次之，說明第1主成分大時(shí)，可溶性固形物含量越高，色澤相關(guān)的a值與C值越大。第2主成分中縱徑的載荷權(quán)數(shù)為0.770，其次是色度角(h°)為0.739，單果重載荷權(quán)數(shù)(0.719)略低，主要反映了果實(shí)大小與色度相關(guān)的指標(biāo)，且這3項(xiàng)指標(biāo)對(duì)第2主成分的影響亦為正向。第3主成分主要體現(xiàn)的是可食率指標(biāo)，其載荷權(quán)數(shù)為-0.836，即對(duì)第3主成分產(chǎn)生負(fù)向影響，說明第3主成分大時(shí)，可食率越小。果形指數(shù)和種子粒數(shù)在第4主成分中的載荷較高，且為正，表明第4主成分大時(shí)，果形指數(shù)和種子粒數(shù)的指標(biāo)也大。

表3 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)因子的相關(guān)性分析

表4 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)特征主成分的方差貢獻(xiàn)率

表5 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的主成分載荷矩陣

2.4 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)性狀的主成分得分分析

各指標(biāo)變量的主成分載荷(表5)除以主成分相對(duì)應(yīng)的特征值開平方根(表4)，得到 4個(gè)主成分中每個(gè)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)，即特征向量，以特征向量為權(quán)重構(gòu)建4個(gè)主成分的表達(dá)函數(shù)式，其中X1～X18代表原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)后的值：

Z1=-0.043X1-0.012X2-0.035X3+0.033X4-0.038X5+0.043X6-0.106X7+0.085X8+0.125X9+0.096X10+0.125X11-0.018X12+0.088X13-0.106X14+0.080X15+0.126X16+0.111X17+0.118X18

Z2=0.191X1+0.205X2+0.177X3+0.029X4+0.148X5+0.014X6+0.014X7+0.159X8-0.015X9+0.127X10+0.019X11+0.196X12-0.107X13+0.041X14+0.183X15+0.053X16-0.048X17-0.022X18

Z3=0.164X1+0.153X2+0.191X3-0.067X4+0.007X5-0.250X6+0.014X7-0.101X8-0.040X9-0.134X10-0.064X11-0.121X12+0.161X13-0.157X14-0.013X15+0.024X16+0.155X17+0.139X18

Z4=0.077X1+0.158X2-0.123X3+0.410X4+0.340X5+0.145X6-0.169X7-0.170X8+0.032X9-0.111X10-0.003X11-0.205X12+0.080X13+0.053X14+0.022X15-0.063X16+0.005X17-0.019X18

以各個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，由主成分得分和對(duì)應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù)：Z=0.414Z1+0.209Z2+0.186Z3+0.116Z4。式中，Z為不同產(chǎn)區(qū)的綜合評(píng)價(jià)得分，根據(jù)綜合評(píng)價(jià)模型，計(jì)算出不同產(chǎn)區(qū)綜合得分和排序結(jié)果(表6)，前3位的分別為鎮(zhèn)寧、羅甸和貞豐，說明此3個(gè)產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)較優(yōu)。

2.5 不同產(chǎn)區(qū)百香果紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)性狀的聚類分析

將表1中的18個(gè)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化描述，再依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)采用離差平方和法(Ward法)對(duì)9個(gè)產(chǎn)區(qū)的紫香1號(hào)進(jìn)行聚類結(jié)果(圖1)表明，在類間距離為10時(shí)，9個(gè)產(chǎn)區(qū)的樣品分為4類：第1類聚集了羅甸、貞豐、鎮(zhèn)寧3個(gè)產(chǎn)區(qū)的紫香1號(hào)，第2類聚集了天柱和晴隆2個(gè)產(chǎn)區(qū)的樣品，第3類聚集了從江、荔波和平塘3個(gè)地區(qū)的樣品，第4類為惠水的樣品。羅甸、貞豐、鎮(zhèn)寧紫香1號(hào)的可溶性總糖和可溶性固形物含量較高，酸含量偏低，糖酸比以及固酸比較高，鮮食口感較佳；天柱和晴隆地區(qū)的紫香1號(hào)果實(shí)縱徑、橫徑以及單果重都偏小；從江、荔波和平塘果實(shí)的亮度值、黃藍(lán)值、色彩飽合度值較小，可溶性固形物含量偏低，果皮色澤和口感較其他產(chǎn)區(qū)的略差；惠水產(chǎn)的紫香1號(hào)的單果重、縱徑、橫徑、果皮厚度、亮度值、黃藍(lán)值、色度角值都較高，但可溶性總糖含量偏低，說明該區(qū)果實(shí)較大、果皮較厚，但甜度略低。

結(jié)合主成分得分與排名情況，紫香1號(hào)綜合品質(zhì)較高的3個(gè)產(chǎn)區(qū)為羅甸、貞豐和鎮(zhèn)寧。

3 討 論

百香果營(yíng)養(yǎng)成分十分豐富，富含多酚、花青素、類黃酮、類胡蘿卜素等[20-23],是一種天然的優(yōu)質(zhì)果品[24-25]，其根、莖、葉、花均可入藥[26-27]。從果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)來看，本試驗(yàn)測(cè)定的9個(gè)產(chǎn)區(qū)百香果紫香1號(hào)可溶性總糖含量在12.43%(惠水)～16.94%(鎮(zhèn)寧)，其中鎮(zhèn)寧和貞豐兩產(chǎn)地的可溶性總糖含量高于余東等[3，9，28]在西番蓮、廣西百香果紫香1號(hào)和紫香中的檢測(cè)值(9.34%～15.2%)；而可滴定酸含量則與可溶性總糖相反，其測(cè)定值在1.29% (鎮(zhèn)寧)～3.06% (平塘)，貞豐、鎮(zhèn)寧，羅甸3個(gè)產(chǎn)區(qū)的含量均低于余東等[3，29]測(cè)出的西番蓮(1.80%～4.0%)；可溶性固形物為16.47%(平塘)～18.77%(鎮(zhèn)寧)，高于蔣俊蘭等[10，30-31]所測(cè)的云南紫果百香果(12%～14%)、紫果(15.0%)和海南百香果(15.15%)；維生素C含量在19.39 mg/100 g (天柱)～30.77 mg/100 g (鎮(zhèn)寧)，與Devi等[29，32]測(cè)出的西番蓮Vc含量差別不大(19.6、32 mg/100 g)；固酸比5.38(平塘)～14.58(鎮(zhèn)寧)，只有鎮(zhèn)寧、羅甸和貞豐3個(gè)產(chǎn)區(qū)的高于Devi等[28]對(duì)西番蓮的測(cè)定值(9.6)。從外觀品質(zhì)看，不同產(chǎn)區(qū)的紅綠值(a)均為正值(紅色)，這與肉眼看到的百香果紫香1號(hào)果實(shí)本色相同；黃藍(lán)值(b)都呈現(xiàn)出不同程度的微黃色；色度角(h°)均小于50°，呈紅色；說明貴州產(chǎn)地的百香果紫香1號(hào)可溶性總糖、維生素C和可溶性固形物含量偏高，可滴定酸含量相對(duì)偏低。這些差異除與其品種自身遺傳有關(guān)外，還與種植地自然環(huán)境、栽培管理方式有關(guān)。

表6 不同產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)主成分因子得分與排名

近年來，主成分分析和聚類分析被廣泛用于蘋果[18]、獼猴桃[33]等植物的營(yíng)養(yǎng)成分分析與評(píng)價(jià)。主成分分析是采用少量綜合指標(biāo)代替原來多個(gè)指標(biāo)大部分信息的一種降維分析方法，而聚類分析是將研究對(duì)象相似程度高的合并為一類，著重區(qū)分類別內(nèi)和類別間的指標(biāo)成分，但不會(huì)對(duì)信息進(jìn)行刪減[34]。本研究運(yùn)用主成分分析法，將測(cè)定的紫香1號(hào)果實(shí)18項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)降維為4個(gè)不相關(guān)的主成分，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)92.461%，避免了繁雜數(shù)據(jù)的干擾，評(píng)價(jià)結(jié)果更為客觀、合理。通過分析得出綜合評(píng)價(jià)函數(shù)模型：Z=0.414Z1+0.209Z2+0.186Z3+0.116Z4，且主成分分析綜合得分排在前3位的產(chǎn)區(qū)分別是鎮(zhèn)寧、羅甸和貞豐。利用聚類分析的方法，將9個(gè)產(chǎn)區(qū)紫香1號(hào)分為了4類：第1類聚集了羅甸、貞豐、鎮(zhèn)寧3個(gè)產(chǎn)區(qū)，第2類聚集了天柱和晴隆2個(gè)產(chǎn)區(qū)的樣品，第3類聚集了從江、荔波和平塘3個(gè)地區(qū)的樣品，第4類為惠水的樣品。

4 結(jié) 論

不同產(chǎn)區(qū)百香果紫香1號(hào)的單果重、單果重、種子數(shù)、可食率、果皮厚度、亮度值L、紅綠值(a)、黃藍(lán)值(b)、色彩飽合度C 、色度角(h°)、可溶性總糖、總酸、維生素C含量、可溶性固形物、糖酸比和固酸存在顯著差異，這些差異與其品種自身遺傳有關(guān)外，還可能與種植地自然環(huán)境、栽培管理方式有關(guān)，這些指標(biāo)間通過相關(guān)性分析，存在一定的相關(guān)性。結(jié)合運(yùn)用主成分分析和聚類分析方法，得分排前3位的紫香1號(hào)產(chǎn)區(qū)分別是鎮(zhèn)寧、羅甸和貞豐，3個(gè)產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)的紫香1號(hào)可溶性總糖和可溶性固形物含量較高，酸含量偏低，糖酸比以及固酸比的值較高，鮮食口感較佳，這與主成分分析結(jié)果相一致。9個(gè)產(chǎn)區(qū)的聚類結(jié)果表明紫香1號(hào)果實(shí)品質(zhì)在存在地域性特征。