周雙，孫蘭英，楊光，焦奎寶，孫偉，段亞東，張鹍，宋鵬慧，李鵬舉，張靜華，王明潔

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 鄉(xiāng)村振興科技研究所，黑龍江 哈爾濱 150027）

樹莓（Rubus spp.）為薔薇科（Rosaceae）懸鉤子屬（Rubus.L.）多年生灌木果樹。樹莓因其果實(shí)內(nèi)富含豐富的生理活性物質(zhì)，而被譽(yù)為“黃金水果”[1]。樹莓果實(shí)中含有多種對(duì)人體有益的微量元素，其中鉀、鋅、鐵、銅、錳等是酶的輔助因子；樹莓果實(shí)中還含有多種營(yíng)養(yǎng)活性成分，如黃酮類、茶多酚、烯烴、花青素、鞣花酸、水楊酸、超氧化物歧化酶等，具有抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)、抗衰老、預(yù)防心血管疾病、提高免疫力、抗菌、抗病毒等活性作用[2-4]。樹莓果實(shí)除鮮食外，還可加工制成果汁、果醬、冰淇淋、奶酪等產(chǎn)品，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)深受歡迎，供不應(yīng)求。果實(shí)的品質(zhì)是影響加工特性的關(guān)鍵。適宜鮮食的品種需具備含糖量較高、糖酸比適宜、硬度大、大小均勻一致等特點(diǎn)；適宜加工果汁、果酒類的產(chǎn)品需具備出汁率高、適宜的糖酸比、充足的芳香物質(zhì)、蛋白質(zhì)含量少等特點(diǎn)；適宜加工罐頭類產(chǎn)品需具備果實(shí)體積適中、大小均勻一致、硬度相對(duì)較高、色澤鮮紅、穩(wěn)定性較好、風(fēng)味純正等特點(diǎn)；果脯類產(chǎn)品則要求原料含水量相對(duì)較少，固形物含量高，花色苷含量高，色澤穩(wěn)定性好，風(fēng)味良好，硬度、糖酸比適宜。不同加工產(chǎn)品對(duì)樹莓的果實(shí)品質(zhì)需求不同。選育適宜的加工品種是提高樹莓商品價(jià)值的關(guān)鍵[5-10]。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者在樹莓的農(nóng)藝性狀評(píng)價(jià)，營(yíng)養(yǎng)性狀的分析和提取，藥用機(jī)理等方面做了大量工作[11-12]。杜鵬飛[13]對(duì)30個(gè)樹莓品種的田間生物學(xué)性狀進(jìn)行研究，探究得到了在所調(diào)查性狀中影響樹莓品種評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，并確定了在所調(diào)查性狀中對(duì)樹莓品種評(píng)價(jià)的主要影響因子。李鵬舉[14]對(duì)26個(gè)樹莓品種的物候期、果實(shí)品質(zhì)、抗病性進(jìn)行了綜合分析。宋建新等[11]利用聚類分析對(duì)15個(gè)品種樹莓的加工特性進(jìn)行了分析，初步篩選不同加工用途的品種。主成分分析在作物多項(xiàng)指標(biāo)中應(yīng)用廣泛，可進(jìn)行數(shù)據(jù)降維、主成分得分判定[15-16]。而主成分分析在樹莓等相關(guān)性狀的應(yīng)用研究中鮮見報(bào)道。本研究對(duì)20份不同品種的樹莓品質(zhì)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，旨在選出適于不同加工需求的樹莓。

1 材料與方法

1.1 材料

20份樹莓均由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄉(xiāng)村振興科技研究所樹莓課題組保存，取材時(shí)間為第一結(jié)果盛期，樹莓品種類型及來源見表1。

表1 20份樹莓品種類型Table 1 Name and type of 20 raspberry varieties

1.2 儀器與設(shè)備

全自動(dòng)折光儀（A650）、分光光度計(jì)（752N）：上海菁華科技儀器有限公司；水浴鍋（HHH-2）：常州天瑞儀器有限公司；超聲波清洗器（KH5200B）：昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司。

1.3 主要品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

1.3.1 外觀品質(zhì)

參照文獻(xiàn)[17]《樹莓種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)果實(shí)的外觀品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。

（1）果實(shí)顏色：成熟果實(shí)顏色污白、淡黃、黃、淡紅、紅、紫紅、黑；

（2）平均單果重：以試驗(yàn)區(qū)為觀測(cè)對(duì)象，隨機(jī)稱取各品種10個(gè)果實(shí)的質(zhì)量，計(jì)算平均單果重，重復(fù)3次，并計(jì)算變異系數(shù)。

用變異系數(shù)分成五級(jí)確定果實(shí)的整齊度：1整齊（10.0%）；2較整齊（10.1%～20%）；3中等整齊（20.1%～30%）；4較不整齊（30.1%～40%）；5不整齊（≥40%）。

1.3.2 果實(shí)品質(zhì)

（1）果實(shí)風(fēng)味：采后立即品嘗果實(shí)的甜酸味道，確定材料的果實(shí)風(fēng)味。品嘗者選5位年齡30歲～35歲、口齒健康且味覺靈敏的工作人員。果實(shí)風(fēng)味分為酸甜、甜酸、酸、極酸。品嘗者首先用礦泉水漱口，品嘗后再次用礦泉水漱口。

（2）出汁率：隨機(jī)選取30個(gè)～50個(gè)樹莓果實(shí)進(jìn)行打漿，準(zhǔn)確稱取果實(shí)總體質(zhì)量m，勻漿離心，稱取汁液質(zhì)量m1，出汁率計(jì)算公式如下。

（3）可溶性固形物（Brix）測(cè)定：全自動(dòng)折光儀。

（4）可溶性糖含量測(cè)定：蒽酮比色法。

（5）可滴定酸測(cè)定：酸堿中和滴定法[18]。

（6）維生素C含量測(cè)定：直接碘量法[19]。

（7）花青素含量測(cè)定：超聲波輔助提取法[20]。

（8）根據(jù)可溶性固形物含量和可滴定酸含量比值計(jì)算糖酸比，根據(jù)可溶性糖含量和可滴定酸含量比值計(jì)算固酸比。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用EXCEL進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、SPSS 20.0軟件進(jìn)行主成分分析與聚類分析，同時(shí)評(píng)選出優(yōu)質(zhì)、綜合性狀優(yōu)良的品種。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)外觀品質(zhì)分析

果實(shí)外觀品質(zhì)分析見表2。

由表2可知，不同品種樹莓的外觀品質(zhì)存在顯著性差異。20個(gè)品種樹莓的平均單果重為1.82 g～3.75 g，其中“美特”的平均單果重最大，為3.75 g；“DNS9”的平均單果重最小，為1.82 g；夏果型樹莓“美特”的平均單果重最大，秋果型樹莓“波爾卡”的平均單果重最大。從果實(shí)整齊度方面看，有4個(gè)品種表現(xiàn)較整齊，分別為“波爾卡”、“B”、“澳洲紅”、“無刺”；“DNS9”、“大圖”分別表現(xiàn)為中等整齊；7個(gè)品種的果實(shí)整齊度表現(xiàn)為較不整齊；7個(gè)品種的果實(shí)整齊度表現(xiàn)為不整齊。從各品種樹莓的果實(shí)形狀方面看，有8份樹莓品種為不正長(zhǎng)圓形，有7份樹莓品種為圓頭形，有5份樹莓品種為圓錐形。從各品種樹莓的顏色方面看，20份樹莓品種的果實(shí)顏色為紅色或紫紅色兩種顏色。

表2 果實(shí)外觀品質(zhì)分析Table 2 Analysis of fruit appearance quality

2.2 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析

果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析見表3。

表3 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析Table 3 Analysis of fruit nutrients

由表3可知，不同品種樹莓果實(shí)在風(fēng)味方面存在顯著性差異，其中有12個(gè)品種的果實(shí)風(fēng)味為甜酸，有5個(gè)品種的果實(shí)風(fēng)味為酸甜，3個(gè)品種的果實(shí)風(fēng)味為酸。果實(shí)出汁率為58.77%～72.71%，其中“B”的出汁率最低，為58.77%，“北京32”的出汁率最高，為72.71%，出汁率高于70.00%的有3個(gè)品種，分別為“來味里”、“大圖”、“北京32”。各品種樹莓的可溶性固形物含量為6.2%～11.2%，其中“波爾卡”的可溶性固形物含量為11.2%，可溶性固形物含量高于9.00%的有“波爾卡”、“無刺”、“秋?！?、“歐洲紅”、“努卡”。不同品種樹莓的VC含量有較大差異，含量為12.24 mg/100 g～37.92 mg/100 g，其中含量高于30.00 mg/100 g的品種分別為“歐洲紅”、“威拉米特”。VC含量低于20.00 mg/100 g的品種有“美 22”、“D”、“DNS9”、“無刺”、“B”、“波爾卡”，其中“美22”的含量最低，為12.24 mg/100 g。20個(gè)品種樹莓的花青素含量差異較大，其變幅為142.24 mg/100 g～374.23 mg/100 g，含量高于300.00 mg/100 g的品種有“波爾卡”、“歐洲紅”、“努卡”，其中“波爾卡”的花青素含量最高，為374.23 mg/100 g，“來味里”的花青素含量最低，為142.24 mg/100 g。各品種樹莓的固酸比因品種的差異有較大的區(qū)別，其比值為4.59～14.06，“威拉米特”的固酸比值最高，為14.06，“哈瑞太茲”的固酸比值最低，為4.59，絕大多數(shù)品種的固酸比為5.00～8.00。各品種樹莓的糖酸比為2.85～8.63，“威拉米特”的糖酸比值最高，為8.63，糖酸比值高于6.00的品種有“威拉米特”、“大圖”、“努卡”、“哈瑞太茲”的糖酸比值最低，為2.85，絕大多數(shù)樹莓的糖酸比為4.00～6.00。

2.3 主成分分析

主成分分析是通過降維的方式，將多個(gè)變量簡(jiǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合變量，使這幾個(gè)少數(shù)綜合變量可以反應(yīng)原來變量的信息。根據(jù)前文結(jié)果，剔除果實(shí)形狀、果實(shí)整齊度、果實(shí)顏色、果實(shí)風(fēng)味4項(xiàng)指標(biāo)，20個(gè)品種樹莓的出汁率、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性酸、維生素C、花青素含量、固酸比、糖酸比、平均單果重9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。各主成分特征值和方差貢獻(xiàn)率如表4所示。各性狀的特征如表5所示。

表4 主成分分析Table 4 Principal component analysis

由表4可知，按照特征值大于1原則，提取前3個(gè)主成分，第一主成分的方差百分比是36.579，第二主成分的方差百分比是23.683，第三主成分的方差百分比是15.148，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)75.411%，綜合了樹莓果實(shí)品質(zhì)的大部分信息，可以用這3個(gè)主成分較好地代替上述9個(gè)品質(zhì)分析評(píng)價(jià)樹莓果實(shí)品質(zhì)。

由表5可知，第一主成分中固酸比、糖酸比、可滴定酸系數(shù)的絕對(duì)值較大，分別為0.983、0.909、0.816，主要影響感官品質(zhì)，可稱為感官因子；第二主成分中可溶性糖、花青素含量、出汁率、可溶性固形物系數(shù)的絕對(duì)值較大，分別為 0.745、0.667、0.689、0.631，主要影響加工品質(zhì)，可稱為加工因子；第三主成分中平均單果重的系數(shù)絕值對(duì)較大，為0.849，主要影外觀品質(zhì)，其貢獻(xiàn)率為15.148%，可稱為外觀品質(zhì)因子。

表5 各性狀的主成分入選特征根和特征向量Table 5 Compute eigenvalues and eigenvectors of traits in the principal component analysis

2.4 聚類分析

樹莓聚類樹狀圖見圖1。

圖1 樹莓聚類樹狀圖Fig.1 Dendrogan of aggiomeration of raspberry

將各性狀按照系統(tǒng)聚類方法進(jìn)行聚類分析，由圖1可知，利用樹莓的3個(gè)主成分因子可將樹莓品種分成3個(gè)類群。聚入第一類群有12個(gè)品種，分別為“B”、“C”、“DNS4”、“DNS9”、“E”、“澳洲紅”、“北京 10”、“北京 32”、“來味里”、“秋?！薄ⅰ巴滋亍?、“D”，占總數(shù)的60%，第一類固酸比和可溶性固形物相對(duì)較高，適宜加工果脯和果醬。聚入第二類群有6個(gè)品種，分別為“北京 19”、“大圖”、“哈瑞太茲”、“美 22”、“努卡”、“無刺”，占總數(shù)的30%，第二類出汁率和可溶性糖含量相對(duì)較高，適宜加工果汁果酒。聚入第三類群有2個(gè)品種分別為“波爾卡”、“歐洲紅”，占總數(shù)的10%，第三類花青素、可溶性固形物、可滴定酸含量適宜，并且口感甜酸，適宜作為鮮食品種。

3 討論與結(jié)論

果實(shí)品質(zhì)不僅影響其鮮食質(zhì)量，而且對(duì)其加工產(chǎn)品的品質(zhì)也會(huì)帶來影響。本文對(duì)20個(gè)品種樹莓的13項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，供試的20個(gè)品種樹莓在果實(shí)品質(zhì)上各有特點(diǎn)。在鮮食方面，果實(shí)的整齊度、單果重、果實(shí)風(fēng)味作為重要指標(biāo)，其中“歐洲紅”和“波爾卡”表現(xiàn)突出，適宜作為鮮食品種。在加工方面，固酸比和可溶性固形物相對(duì)較高，適宜加工成果脯和果醬，其中“威拉米特”表現(xiàn)突出，適宜作為加工果脯和果醬品種，而“大圖”的出汁率、糖酸比、固酸比較高，適宜作為加工果汁果酒品種。在不同加工產(chǎn)品的需求方面，對(duì)可溶性固形物、出汁率、可滴定酸、花青素含量等指標(biāo)的要求則各有側(cè)重，我們宜根據(jù)品種的特點(diǎn)進(jìn)行充分利用，提高資源利用率。

主成分分析和聚類分析被越來越廣泛地應(yīng)用于多樣品多指標(biāo)的品質(zhì)分析[15]。主成分分析和聚類分析結(jié)果說明分級(jí)比較科學(xué)，客觀地結(jié)合了各個(gè)農(nóng)藝性狀的信息，減少了主觀因素造成的偏差[21]。本文對(duì)樹莓的9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明，提取了3個(gè)主成分反映原變量信息的75.411%，第一主成分主要是固酸比、糖酸比，直接影響樹莓的感官品質(zhì)；第二主成分主要是可溶性糖、花青素、出汁率，主要影響加工品質(zhì)；第三主成分主要是平均單果重，主要影響外觀品質(zhì)?；谥鞒煞址治鼋Y(jié)果，經(jīng)聚類分析后得到結(jié)果表明：固酸比和可溶性固形物含量相對(duì)較高，適宜作為果脯和果醬的“B”、“C”、“D”、“DNS4”等 12 個(gè)品種，為第一類；第二類出汁率和可溶性糖相對(duì)較高，適宜加工果汁果酒；第三類花青素、可溶性固形物、可滴定酸含量適宜，并且口感甜酸，適宜作為鮮食品種。本文通過主成分分析、聚類分析評(píng)價(jià)20個(gè)品種樹莓，為進(jìn)一步開發(fā)利用樹莓資源提供一定的科學(xué)依據(jù)。