基于灰色關聯度的柑橘果汁食味品質綜合評價

肖軻 吳躍輝 李志堅

摘 要：為研究不同品種柑橘果汁的食味品質特性，對不同產地及不同品種柑橘的理化指標進行了測定。采用灰色關聯分析與聚類分析相結合的方法建立柑橘果汁食味品質綜合評價模型，得到了不同產地及不同品種柑橘果汁食味品質的優劣排名及其分類。結果表明：食味品質較好的是溫州蜜柑系列的旭冠和蜜冠以及雜柑類的玫瑰香柑;不同產地同一柑橘品種間的食味品質存在顯著性差異，同一產地不同柑橘品種間食味品質差異也較大。

關鍵詞：柑橘果汁;食味品質評價;灰色關聯度分析;聚類分析

中圖分類號：TS255.44文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2019）10-0080-03

Abstract： In order to classify eating quality and taste characteristics of citrus juice， the physicochemical indexes of different kinds of citrus juice from different producing areas were determined. Grey correlation analysis and cluster analysis were used in the construction of the comprehensive evaluation model for the ranking and sorting of eating quality of citrus juice. The results show that Xu Champion and Honey Champion of Wenzhou mandarin series， and the citrus hybrid Rose Fragrance have good eating quality; the same citrus variety from different producing areas and different varieties from the same producing area vary significantly in the eating quality.

Key words： citrus juice; eating quality evaluation; grey correlation analysis; cluster analysis

柑橘是世界第一大水果，同時也是重要的經濟作物和國際農產品與加工品之一，在全球的水果產業發展中發揮了至關重要的作用。目前，我國柑橘加工的主導產品為柑橘罐頭和柑橘果汁，世界柑橘加工的主流產品是冷凍濃縮橙（柑橘）汁和新興的非濃縮還原橙汁兩大類。因柑橘果汁具有酸甜適口的風味、芳香的氣味、柔和的色澤，并且含有多種維生素及礦質元素，深受人們喜愛[1]。近年來，隨著人們消費需求的多樣性變化，我國柑橘果汁的需求量出現井噴式上升。雖然我國引種與選育栽培的柑橘品種繁多，但存在著品種結構不合理、缺少加工專用品種等問題[2]。因此，開展柑橘制汁食味品質的研究，篩選加工專用品種的工作，對柑橘產業的良性發展具有重要意義。

從文獻來看，關于不同柑橘品種加工制汁適應性的研究較多[3-6]，但對不同柑橘品種制汁品質比較的研究與綜合評價鮮有報道。因為不同的柑橘品種以及同一品種的不同生長環境對柑橘果汁品質都有較大影響，而傳統的柑橘果汁評價方法就是通過人的感官對柑橘果汁的色、香、味做出一定的評價，這種評價的準確性依賴于評價者的能力和實際經驗，往往帶有較大的主觀色彩[7]。通常，采用主成分分析、聚類分析等[8-10]方法評價產品的品質，但這些評價方法的缺點在于各評價因子在評價中沒有得到充分體現，對構建評價模型的研究還不夠深入[11]。自1982年中國學者創立灰色系統理論以來，該理論在農業、工業、氣象等領域得到成功地應用[12]。灰色關聯度分析法（Grey Relational Analysis）是以各因素的樣本數據為依據，通過灰色關聯度來描述因素間關系的強弱、大小和次序的一種多因素統計分析方法，因其具有數學化、科學化、人工智能化等特點，得出的結論比較客觀、全面、公正。近年來，灰色關聯度分析在農作物選種及水質、品質等評價方面發揮了重要的作用[13-17]。筆者基于可溶性固形物、總糖、還原糖、總酸等指標數據，運用灰色關聯度分析與聚類分析相結合的方法對19個柑橘品種的果汁進行綜合評價，以期得到柑橘果汁品質綜合排名，篩選出適宜制汁的優勢品種，為今后柑橘制汁專用品種的選育提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗樣品為該課題組選育的18個柑橘新品種（系）的果實，來源于湖南省柑橘工程技術研究中心實驗基地，正常成熟期采收于樹冠中部。品種分為溫州蜜柑和夏橙2個系列;其中，溫州蜜柑系列有山下紅A系-1、山下紅A系-2、旭冠、日南1號、大分1號-河沖土、大分1號-山地、畸久保、 蜜冠、大浦 5 號、 宮本、南柑 20、邵陽尾張和懷化尾張;夏橙雜柑系列有天香、 玫瑰香柑、諾瓦、湖南夏橙和廣西夏橙。

1.2 數據來源

試驗采用的柑橘鮮果汁品質特征理化指標數據為筆者所在課題組于2016年分析測定所得[18]，如表1所示。

1.3 灰色關聯度分析

1.3.1 構建參考序列 根據灰色系統理論，把所有參試的18個柑橘品種看作一個灰色系統，每個品種為該系統的一個因素，以柑橘果汁的品質特征指標構建成比較序列，記為Xi（k）（i=1，2，3…，18;k=1，2，3…，6），依據評價目標，以柑橘果汁各特征指標最優值為理想制汁品種構建一個參考序列，記為X0[19]。

1.3.2 數據的無量綱化處理 根據灰色關聯度分析法的要求，需要對原始數據進行無量綱化處理。由于試驗柑橘果汁的特征理化指標在量綱和數量級上不同，故采用初值化法，結合柑橘制汁性能及品質評價要求，對于可溶性固形物、總糖、還原糖、糖酸比、固酸比等指標值越大越好的指標，用Xi數值除以相應的數值;對于總酸含量等指標值越小越好的指標，用X0數值除以相應的Xi數值，進行原始數據的無綱量化。

1.3.3 灰色關聯系數的計算 運用Excel軟件對原始數據進行無量綱化處理后，用參考序列的數值減去各比較序列的數值后再取絕對值即為參試品種柑橘果汁各特征指標的絕對差值。用公式（1）計算關聯系數。

1.3.4 關聯度的計算 對各比較序列的關聯系數求平均值，便可直觀反映出該比較序列與參考序列的關聯大小，即等權關聯度（γi），按公式（2）計算。

1.3.5 聚類分析 將灰色關聯分析獲得的計算結果 使 用IBM SPSS20.0統計軟件進行系統聚類分析，聚類方法采用組間聯接，兩個樣本之間的距離采用歐式距離（Euclidean square distance）計算。

2 結果與分析

2.1 不同柑橘品種（系）的灰色關聯系數及關聯度結果

如表2所示，食味品質最優的是溫州蜜柑系列的旭冠，其次是雜柑類的玫瑰香柑和溫州蜜柑系列的蜜冠。同時，結合表1的檢測結果，排名前3的柑橘品種與國家標準GB/T 12947—2008 鮮柑橘相比較，其可溶性固形物、固酸比的值勻高于優等果要求值（10.5，11.6），總酸含量遠低于優等果要求值（0.9）。

2.2 聚類分析結果

從聚類分析結果（圖1）可以看出，旭冠、玫瑰香柑、蜜冠的食味品質最佳，為第一類，關聯度分別為0.773、0.768、0.750;邵陽尾張為第二類，關聯度為0.702;湖南夏橙、天香、諾瓦、山下紅A系-2為第三類，關聯度分別為0.598 、0.577 、0.565 、0.551;懷化尾張、大分1號-山地、南柑 20為第四類，關聯度分別為0.519、0.513、0.505;其他的品種為第五類，關聯度勻在0.5以下。這說明不同品種及不同產地的柑橘果汁食味品質差異十分明顯，同一品種不同產地其食味品質也同樣存在較為明顯的差異。

3 結論與討論

以不同產地、不同品種柑橘果汁的6個食味品質指標值為數據，通過灰色關聯度法建立柑橘果汁食味品質綜合評價模型。結果表明，食味品質較好的是溫州蜜柑系列的旭冠和蜜冠以及雜柑類的玫瑰香柑。通過聚類分析對不同品種及不同產地的柑橘果汁進行系統的分類，結果表明，不同產地同一柑橘品種間的食味品質存在顯著性差異，同一產地不同柑橘品種間食味品質差異也較大。

灰色關聯度法可以客觀的對柑橘果汁的食味品質優劣進行排名。因此，應用灰色關聯度法與聚類分析法相結合的方法可以有效、客觀地對柑橘果汁的食味品質進行綜合評價。因柑橘品質評價涉及指標眾多，加之柑橘品種的遺傳變異性較強，今后應對柑橘進行連續多年的觀察和分析，建立更全面的評價指標體系原始判斷矩陣，同時增加樣本數量以提高評價結果的準確性和科學性。

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（責任編輯：成 平）