不同品種寧夏枸杞鮮果干制特征分析及評價

袁惠君，賈鴻震，李虎軍，李欣，馬倩國，鞏慧玲

(蘭州理工大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州，730050)

寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.) 是寧夏、內(nèi)蒙古、甘肅、青海、新疆等西北干旱半干旱地區(qū)廣泛栽培的一種旱生經(jīng)濟灌木，具有極強的耐旱、耐鹽堿和耐貧瘠性，其嫩枝和葉還可作為家畜的優(yōu)良牧草[1-4]。同時，寧夏枸杞根、葉、果實均可入藥，尤其是其干燥果實-枸杞子，食用和藥用已有兩千多年的歷史[5-8]。枸杞產(chǎn)業(yè)成為西北干旱半干旱地區(qū)重要的經(jīng)濟支柱之一，絕大部分枸杞鮮果都通過自然晾曬或烘干后制成干品，干果年產(chǎn)量超過50萬t[6]。但是，由于品種來源、選育方向等差異，各品種在果實大小、含水量等方面存在顯著差異，而這些特征與鮮果干燥效率密切相關(guān)。

本文以9個西北干旱地區(qū)廣泛栽培的寧夏枸杞品種為材料，比較不同品種寧夏枸杞鮮果形態(tài)、表皮蠟質(zhì)分布、體積、比表面體、百粒鮮重、百粒干重、組織含水量的差異，旨在篩選適宜干制加工的品種，為提高枸杞干果生產(chǎn)效率和品質(zhì)，促進干旱半干旱地區(qū)枸杞深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

9個寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.)品種的鮮果，即蒙杞1號、扁果枸杞、寧杞3號、寧杞4號、寧杞5號、寧杞6號、寧杞7號、寧杞0702和寧杞0901號，于2014年8月在甘肅省白銀市景泰縣玉杰公司枸杞品種引種基地采集，各品種樹齡相同，均為4年生，樹體大小相似，高1.0～1.3 m，冠幅1.0～1.2 m。

1.2 儀器與設(shè)備

GZX-9030MBE型烘箱，上海博訊醫(yī)療設(shè)備廠；AB104-N型電子分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；日立HITACHI S-3400N型掃描電鏡，日本Hitach公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮果表皮形態(tài)觀察

將不同品種枸杞鮮果用自來水沖洗干凈后，切取鮮果中部表皮，置于液氮中冷凍后，用HITACHI S-3400N掃描電子顯微鏡觀察表皮蠟質(zhì)形態(tài)。

1.3.2 鮮果形態(tài)特征的測定

果實的形態(tài)、體積和表面積體積比的測定：果實采摘后，每個品種以四分法隨機選取5粒為代表拍照記錄果形。在100 mL量筒中準(zhǔn)確加入50 mL蒸餾水，再加入隨機選取的10粒鮮果，記錄總體積，單果體積即為總體積減去50 mL蒸餾水的體積再除以10。每個品種測定8次重復(fù)。再隨機選取20粒鮮果用游標(biāo)卡尺逐個測定果?？v徑、橫徑，按照橢球形表面積公式計算單果表面積=4/3π×(2×縱徑×橫徑+橫徑×橫徑)，比表面積=表面積/體積，表示單位體積占有的表面積。

百粒鮮重、百粒干重和組織含水量的測定：以四分法隨機選取100粒鮮果，用分析天平精確稱量鮮重；再將鮮果轉(zhuǎn)入培養(yǎng)皿中在80 ℃下烘干至恒重精確測定干重。組織含水量為百粒鮮重與百粒干重的差值除以百粒干重。每個品種測定8次重復(fù)。

變異系數(shù)為每個測量指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差占平均值的百分比。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2013建立數(shù)據(jù)庫，用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析、相關(guān)性分析、因子分析和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種寧夏枸杞鮮果表皮形態(tài)差異

植物表皮蠟質(zhì)是阻止表皮細(xì)胞內(nèi)水分向外擴散的屏障[19-21]，且表皮蠟質(zhì)限制水分的散失與蠟質(zhì)的厚度沒有直接聯(lián)系[22]。尹榮菊等[23]的研究表明：除去枸杞鮮果表皮蠟質(zhì)后，鮮果烘干時間縮短20 h，日曬干制時間由10 d縮短至4～5 d?？梢姡坭锦r果干制中，表皮蠟質(zhì)是影響枸杞鮮果干制的主要因素之一。BARTHLOTT等[24]用掃描電鏡觀察了13 000多種植物表皮蠟質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu)并對其進行了系統(tǒng)分類和命名，將表皮蠟質(zhì)形態(tài)分為柱狀、棒條狀、垂直片狀、線狀等26類。本文中，9個品種寧夏枸杞鮮果間表皮蠟質(zhì)的微觀形態(tài)相似，均呈緊密排列的平行線狀，線與線之間無間隙 (圖1)，表明表皮蠟質(zhì)形態(tài)不適合用作不同枸杞品種鮮果干燥加工特性的評價指標(biāo)。

圖1 9個品種寧夏枸杞鮮果表皮蠟質(zhì)形態(tài)Fig.1 Morphological character of Lycium barbarum L. fresh fruits epidermis wax in nine cultivars

2.2 不同品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀及變異特征

不同品種寧夏枸杞鮮果形態(tài)相似，均為鮮紅色，長橢球形(圖2)，但比表面積、組織含水量、體積、百粒鮮重和百粒干重差異顯著(表1)。

圖2 9個品種寧夏枸杞鮮果形態(tài)Fig.2 Morphological character of Lycium barbarum L. fresh fruits in nine cultivars

表1 9個品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀及變異特征Table 1 Drying process indicators and variation analysis of Lycium barbarum L. fresh fruit in nine cultivars

注：不同小寫字母表示同一指標(biāo)不同品種間差異顯著(p<0.05)?！?” 表示差異顯著(p<0.05)，“**” 表示差異極顯著(p<0.01)。

以比表面積和組織含水量最小的蒙杞1號為對照，扁果枸杞、寧杞0901號、寧杞6號、寧杞5號、寧杞0702號、寧杞3號、寧杞7號和寧杞4號的比表面積分別比對照高33%、31%、27%、21%、20%，寧杞3號和寧杞7號均比對照高14%，寧杞4號比對照高13%(表1)；寧杞7號組織含水量比對照高6%，寧杞3號、扁果枸杞和寧杞0901號均比對照高5%，寧杞5號、寧杞4號和寧杞6號比對照高4%，寧杞0702號比對照高1%(表1)。

以體積、百粒鮮重和百粒干重最小的扁果枸杞為對照，蒙杞1號、寧杞0901號、寧杞3號、寧杞7號、寧杞6號、寧杞4號、寧杞5號和寧杞0702號的體積比對照分別高74%、52%、51%、35%、30%、20%、15%和7%；寧杞3號、蒙杞1號、寧杞0901號、寧杞7號、寧杞6號、寧杞4號、寧杞5號和寧杞0702號的百粒鮮重分別比對照高75%、72%、60%、42%、26%、22%、16%和3%；蒙杞1號、寧杞3號、寧杞0901號、寧杞7號、寧杞6號、寧杞4號、寧杞0702號和寧杞5號的百粒干重比對照高121%、75%、66%、39%、38%、33%、28%和21%(表1)。

2.3 不同品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀的因子分析和聚類分析

因子分析結(jié)果表明：前2個因子的累計貢獻率為83.15%，即前2個因子所含信息量占總信息量的83.15%，且2個因子的特征值均超過1，表明前2個因子可以用于枸杞鮮果干制加工性狀指標(biāo)評價。因子1的方差貢獻率為61.89%，代表性指標(biāo)分別為體積、百粒鮮重和百粒干重，可定義為產(chǎn)量因子；因子2的方差貢獻率為21.26%，代表性指標(biāo)為組織含水量和比表面積，可定義為水分狀況因子。產(chǎn)量因子的3項指標(biāo)中，百粒干重因子權(quán)重最高(表2)，與體積、百粒鮮重呈極顯著正相關(guān)(表3)，故百粒干重可代表產(chǎn)量因子。

表2 9個品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀的因子分析Table 2 Factor analysis of drying process indices of Lycium barbarum L.fresh fruit in nine cultivars

水分狀況因子的2項指標(biāo)中，組織含水量因子權(quán)重最高(表2)，且與比表面積呈顯著正相關(guān)(表3)，因此組織含水量可代表水分狀況因子。通過對枸杞鮮果干制加工性狀指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值乘以各因子的權(quán)重，計算出每個樣品的綜合得分，用得分的高低進行枸杞鮮果品質(zhì)排序(表4)，結(jié)果表明，不同品種枸杞鮮果干制加工性狀存在差異。在供試的9個枸杞品種中，蒙杞1號排名最優(yōu)；其次是寧杞3號、寧杞0901號、寧杞7號；再其次為寧杞6號、寧杞4號、寧杞5號、寧杞0702號；扁果枸杞綜合排名最后。

聚類分析結(jié)果表明(圖3)：9個枸杞品種可分為4類，其中蒙杞1號單獨聚為一類，其特點為百粒干重和體積優(yōu)于其他類群，且比表面積和組織含水量低(表1)；寧杞0901、寧杞7號、寧杞3號3個品種聚為一類，其比表面積、組織含水量、百粒干重、體積均較高(表1)；寧杞0702號、寧杞6號、寧杞5號、寧杞4號4個品種聚為一類，扁果枸杞單獨聚為一類，其特點均為比表面積和組織含水量較高，而百粒干重和體積較小(表1)。

圖3 寧夏枸杞鮮果干制加工性狀特征聚類分析系統(tǒng)樹Fig.3 Dendrogram obtained from cluster analysis of drying process indices of Lycium barbarum L. fresh fruits in nine cultivars

枸杞單果體積和百粒重是評價枸杞果實質(zhì)量的重要指標(biāo)，體積和百粒重越大，經(jīng)濟價值越高[15]。比表面積、組織含水量是影響果蔬干制的重要因素[19-20]。比表面積越大，即單位體積對應(yīng)的表面積越大，蒸騰面積越大，越利于干燥[20]；組織含水量越高，越不利于干燥。本文中，體積、百粒鮮重和百粒干重定義為產(chǎn)量因子，以百粒干重為代表；比表面積和組織含水量定義為水分狀況因子，以組織含水量為代表；產(chǎn)量因子對方差的貢獻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水分狀況因子，且百粒干重在產(chǎn)量因子中所占的權(quán)重又高，因此在計算排序得分時百粒干重和組織含水量是影響得分的2個最重要因素，百粒干重對得分的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于組織含水量，又由于組織含水量與百粒干重呈極顯著負(fù)相關(guān)(表3)，因此，百粒干重越大，且組織含水量越低的品種得分越高，如蒙杞1號；相反地，扁果枸杞得分最低。聚類分析也將百粒干重最大、組織含水量最小的蒙杞1號單獨聚為一類，而具有相反特征的扁果枸杞聚為另一類?？梢?，百粒干重和組織含水量是體現(xiàn)枸杞鮮果干制加工特性的關(guān)鍵指標(biāo)。

表3 9個品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of drying process indicators of Lycium barbarum L.fresh fruit in nine cultivars

注： “*” 表示相關(guān)性分析的差異顯著(p<0.05)，“**”表示相關(guān)性分析的差異極顯著(p<0.01)。

表4 9個品種寧夏枸杞鮮果干制加工性狀的因子得分Table 4 Scores of the factor analysis of Lycium barbarum L. fresh fruits in nine cultivars

3 結(jié)論

9個品種寧夏枸杞鮮果表皮蠟質(zhì)形態(tài)和果形相似，果形均為鮮紅色長橢球形，表皮均被排列緊密的線狀蠟質(zhì)覆蓋。品種間比表面積、組織含水量、單果體積、百粒鮮重和百粒干重差異顯著。百粒干重和組織含水量是體現(xiàn)枸杞鮮果干制加工特性的關(guān)鍵指標(biāo)。9個品種寧夏枸杞分為4類：蒙杞1號因百粒干重大且組織含水量低而綜合得分最高，最適合用于干制；其次適合于干制加工的品種是寧杞0901、寧杞7號、寧杞3號；寧杞0702號、寧杞6號、寧杞5號、寧杞4號為一類，扁果枸杞單獨聚為一類，這兩類的特點均為百粒干重小且組織含水量高，綜合排名低，不宜干制。