9個梨品種綜合品質評價分析

牛佳佳，張四普*，張柯，徐振玉，魯云風，唐存多，苗建銀

（1.河南省農業科學院園藝研究所，河南 鄭州 450002；2.寧陵縣農業農村局，河南 商丘 476700；3.南陽師范學院，河南 南陽 473061；4.華南農業大學食品學院，廣東省功能食品活性物重點實驗室，廣東 廣州 510642）

梨屬于薔薇科（Rosasceae）梨亞科（Pomoideae）梨屬（Pyrus）植物，是中國三大水果之一，也是中國傳統的出口創匯果品和優勢特色水果，其栽培面積、產量、出口量及品種數量等均居世界前列[1]。河南省的梨產業在全國有著重要的位置，據中國統計年鑒顯示，2019年河南梨產量137.4萬噸，位居全國第2位。

優良的梨品種能給果農帶來較高的經濟效益，果實優良包括外觀、果肉品質、抗逆性、豐產性和耐貯性等多方面綜合表現[2]。科學、準確地對不同品種果實進行評估是果樹工作者的重要任務。主成分分析方法是一種重要的評估方法[3]，在品質評價[1，4]、食品加工[5-6]、施肥量研究[7-8]、資源收集利用[9]等方面都有廣泛的應用，在棗[10]、蘋果[11]、梅[12]、桃[13]、草莓[14]等果實品質評價方面已有研究。在梨品種評價上也有多位學者進行了方法探索[15-20]，利用性狀比較分析、模糊評審、單一的聚類分析法，或者合理-滿意度多維價值理論法對果實品質進行評價。田瑞等[19]通過主成分分析法對26個梨類品種的8個指標進行評價，但8個指標僅局限于果實的品質。通過對以往研究比較分析發現，同一梨品種在不同栽培地區，其果實會表現出一定的性狀差異[21]，在進行果實評價的過程中，研究者們更多地關注了果肉的營養品質方面，例如可溶性固形物、糖酸比、可滴定酸等指標，對于果實的外觀、果肉質地和貯藏特性而有所忽略，何近剛等[22]研究認為，色澤指標對黃冠梨果實采收品質、冷藏品質及貨架的品質影響較大。因此，本文汲取了前人研究成果的共同點，除了針對果肉的營養品質方面進行評價外，還引入了外觀、貯藏品質指標，對不同梨品種進行綜合評價。

本研究以國家梨產業技術體系鄭州綜合試驗站的9個優良梨品種為試驗材料，比較研究不同梨品種的外觀性狀、采收品質、貯藏性狀以及果實采后在-0.5℃～3℃的溫度下貯藏期間的品質變化情況，以9個品種的29個指標為樣本，進行描述統計、因子分析、多元線性回歸判別分析的綜合評價分析，為梨產業的發展提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

本次試驗的梨果實，于2017年7月陸續采摘，品種分別為：紅早酥、紅香酥、黃冠、中梨1號、華山、晚秀、玉露香、秋月及圓黃。試驗果實均采自鄭州綜合試驗站核心示范園。果實成熟度在8.5～9之間，果實選擇標準為：顏色、成熟度、大小均勻一致，且無病蟲害和機械傷。采后2 h內裝入內襯高滲袋（high carbon dioxide permeability film bag，GS）的紙箱，置于溫度-0.5 ℃～3℃，濕度85%～90%的基地低溫冷庫中保存。表1為本次試驗材料品種及采收日期。

表1 供試品種、采摘時間及成熟度Table 1 Varieties，picking time and maturity

1.2 儀器與設備

果實質地分析儀（GS-15）：南非GUSS公司；數顯折光儀（PAL-1）：日本ATAGO公司；雷磁自動電位滴定儀（ZDJ-4B）：上海儀電科學儀器股份有限公司；高速冷凍離心機（HC-2518R）：安徽中科中佳科學儀器有限公司；恒溫水浴鍋（BWS-05）：上海一恒科學儀器有限公司；賽多利斯電子秤（BSA423S-CW）：德國賽多利斯公司；分析研磨機（A11）：德國IKA公司；色差計（CR-400）：日本Minolta公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-924385-Ⅲ）：上海鼎科科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 外觀指標測定

外觀指標包括果實底色、果面蓋色、著色程度、果實形狀、果點大小、果點密度、果銹數量、單果質量、縱徑、橫徑、果形指數，參照曹玉芬等[23]的方法進行測定和描述，果皮色澤采用色差計測量，測量直徑8 mm，照明為13 mm，以黑色、白色為標準顏色校準。

1.3.2 果實營養成分測定

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量、可滴定酸（titratable acid content，TA）含量和硬度的測量參照張四普等[24]的方法。

1.3.3 果肉質地、風味相關指標

果肉顏色、果實質地、果肉風味、果肉類型、汁液、風味、香氣等用肉眼觀察或者品嘗得到感官描述，參照曹玉芬等[23]的方法。

1.3.4 好果率測定

好果為無腐爛和霉變，無虎皮、無黑心的果實。每次隨機取20個果實，觀察和測定果實的腐爛、霉變和果肉黑心等情況，記錄好果數。3次重復。

好果率/%=好果數/總果數×100

1.3.5 石細胞含量測定

石細胞含量測定參照宋小飛等[25]的方法。果實去掉果皮，取食用部分，按四分法取樣，準確稱取100 g，置于-20℃低溫冰箱冷凍24 h，然后取出置于室溫（25℃）自動解凍后，加入200 mL蒸餾水，并研碎。將勻漿轉移到1 000 mL的燒杯中，加入700 mL蒸餾水，用玻璃棒不斷攪拌1 min，靜置3 min，使石細胞充分沉降在底層。倒出上層懸浮液，將沉淀物懸浮于0.5 mol/L鹽酸中30 min，棄去漂浮物，用蒸餾水反復漂洗5次～6次，將前幾次漂浮傾出的懸浮液收集并漂洗。收集所得的石細胞并用粗濾紙過濾、分離，得到純凈的石細胞，烘干至恒質量，稱量。3次重復。

1.4 數據統計分析

使用Excel 2010處理數據，運用SPSS 19.0進行主成分和逐步回歸統計分析。

2 結果與分析

2.1 9個不同品種梨采收外觀性狀統計

9個不同品種梨采收外觀性狀的統計見表2。

表2 9個不同品種梨采收外觀性狀統計Table 2 Statistics of appearance characters of nine pear varieties

由表2可知，秋月、玉露香、晚秀（平均單果質量＞400 g）為大果型品種，華山、圓黃、中梨1號、黃冠、紅早酥為中果型品種（250 g～400 g），紅香酥為小果型品種（平均單果質量＜250 g）。9個梨品種在果型上表現出豐富的多樣性，其中紅香酥為紡錘形，華山為圓錐形，中梨1號、圓黃、玉露香3個品種為圓形，紅早酥、黃冠為卵圓形，秋月與晚秀為扁圓形。果形指數大于1的品種為紅香酥，其余8個品種果形指數在0.80～1.00之間。果點大的品種有秋月和晚秀，果點中等大小的有圓黃、中梨1號、黃冠、華山，紅香酥、玉露香和紅早酥品種的果點小。果點密度稀的品種有玉露香和紅早酥，果點密度中等程度的有圓黃和秋月，其余5個品種果點較密。9個品種果銹均為無或極少。紅香酥、紅早酥、玉露香3個品種為著色品種，其中紅早酥為全紅或條紅，紅香酥和玉露香2個品種陽面呈現紅色。紅香酥和黃冠品種果實底色為黃綠色，紅早酥為綠黃色，中梨1號和玉露香為綠色，圓黃、秋月、華山和晚秀4個品種果實底色為黃褐色。果實采收期為7月份的有中梨1號，采收期為8月份的有圓黃、黃冠、華山、秋月和紅早酥，9月份的有玉露香和紅香酥，10月份的有晚秀。即園區主推9個優良梨品種果面光滑、果型端正、果實形狀不一，成熟期分布早、中、晚，果實顏色有綠色、紅色、褐色，果銹數量無或極少，品種選擇有代表性。

2.2 9個品種梨采收營養品質、風味性狀和其它指標統計

9個品種梨采收營養品質、風味性狀和其它指標統計見表3。

表3 9個不同品種梨采收營養品質、風味性狀統計Table 3 Statistics of nutritional quality and flavor characters of nine different pear varieties

續表3 9個不同品種梨采收營養品質、風味性狀統計Continue table 3 Statistics of nutritional quality and flavor characters of nine different pear varieties

由表3可知，果實硬度＜5 kg/cm2的有4個品種，分別是中梨1號、秋月、玉露香和黃冠，果實硬度介于5 kg/cm2～6 kg/cm2的品種有圓黃和紅早酥，果實硬度＞6 kg/cm2的有紅香酥、晚秀和華山。9個品種果實的可溶性固形物含量在11.6%～14.3%之間，除紅早酥和中梨1號外，其余品種可溶性固形物含量在12.0%以上，秋月最高達到14.3%。果實可滴定酸含量在0.10%以下的品種是中梨1號，其余各品種可滴定酸含量介于0.10%～0.20%之間。紅早酥果心橫徑與果實橫徑比值＜0.3，果心較小，其余8個品種果心大小中等，介于0.3～0.5之間。玉露香果肉綠白色，紅香酥果肉淡黃白色，其余7個品種果肉均為白色。華山為果肉緊密類型，其余品種果肉類型為脆質。華山汁液極多，其余8個梨品種果肉汁液多。黃冠、晚秀品種為酸甜適度型，華山和秋月為甘甜型，其余5個品種風味為甜型。玉露香有香味，紅香酥有微香味，其余7個品種果肉無香味。秋月石細胞干重＜0.100 g/100 g，晚秀和紅早酥石細胞干重在0.100 g/100 g～0.200 g/100 g之間，其余6個品種石細胞干重在0.200 g/100 g以上。

9個品種梨的其它指標見表4。

表4 9個不同品種梨其它指標Table 4 Other indexes of nine pear varieties

不同品種梨的果實具有不同的果皮色澤，用亮度L、紅綠偏差a*和藍黃偏差b*表示，不受主觀影響更客觀。由表4可知，果實采收時黃冠的果皮L值最高，為72.07，紅早酥的L值最低，為57.93；晚秀、紅早酥、秋月、圓黃的a*值較高，即果實的紅色程度高，中梨1號、玉露香、黃冠、紅香酥的a*值較低，果實的綠色程度較高；9個品種的b*值均為正值，果皮色澤為黃色，紅香酥、圓黃和黃冠的果實黃色程度較高。好果率是一個果實貯藏的綜合性指標，不同梨品種貯藏期間出現了多種不同情況。貯藏至1月22日時，秋月出現果皮不同程度爆裂情況，果肉發糠，好果率為0；中梨1號、紅早酥果皮皮孔凸起，盡管果肉可食性還在，但商品性消失，好果率也均為0；由于2017年9月、10月陰雨天連綿，晚秀果實出現大量的腐爛、霉變情況，1月22日時好果率為50%，3月30日時好果率降至15%。貯藏至3月30日時，圓黃品種外觀正常，但果肉有輕微酒味和果心褐變情況，好果率為75%；黃冠品種果皮有少量雞爪出現，但果肉正常，好果率為80%；華山、玉露香、紅香酥果實此時仍具有良好的品質和商品性。貯藏至5月15日時，玉露香、紅香酥具有較好的品質，好果率分別為100%和75%。

2.3 9個不同品種梨的綜合評價

梨的品質指標多種多樣，單從外觀、口感、貯藏性某一方面無法進行評價，因此用主成分分析法可綜合評價不同品種梨的理化指標。

2.3.1 質量性狀指標數量化

質量性狀是指能觀察到而不能直接測量的性狀，進行主成分分析首先要將質量性狀數量化，數量化后的質量性狀見表5。

表5 數量化的質量性狀Table 5 Quantitative quality traits

根據《梨種質資源描述規范和數據標準》對質量性狀進行數量化賦值，例如梨果實的熟性以種植面積最廣的黃冠品種采收期為0，提前采收為負，之后采收為正，以天計數。

2.3.2 9個梨品種理化指標統計描述

表6是9個梨品種29個指標統計描述，包括外觀品質、口感風味、營養品質、貯藏性等。

表6 9個梨品種理化指標統計描述Table 6 Statistical description of physical and chemical indexes of nine pear varieties

9個梨品種29個指標的變異系數范圍為6.52%～137.25%，變異范圍大，變異類型豐富。變異系數最小的為果肉顏色，只有6.52%，說明不同品種梨果實果肉顏色之間差異不大。變異系數最大的為好果率3，變異系數高達137.25%，說明不同品種梨的貯藏性差別較大。相比果實的數量性狀和營養指標，果實的質量性狀的變異系數都比較大，著色程度、果面蓋色、果點大小、果點密度、汁液、著色類型和香氣的變異系數高達50%以上，除果肉類型外，其它質量性狀的變異系數都在25%以上，一方面說明果實的質量性狀存在較大的差異，另一方面則說明對質量性狀的判斷存在較大的主觀誤差。

果實數量性狀的變異系數除好果率和a*值外，其它的都比較低，果肉硬度的變異系數為21.74%，華山的果肉硬度最大，為7.4 kg/cm2，玉露香和中梨1號的果肉硬度最小，為4.0 kg/cm2。果實的營養指標之間差異各異，變異系數在7.84%～27.99%。TA含量、TSS含量、果肉硬度、汁液、風味、香氣、a*值變異系數分別為26.18%、7.84%、21.74%、61.76%、49.18%、84.85%、126.06%，說明梨果實果肉中脂類等香氣成分、細胞結構、液泡內含物的果實生理差異較大，果皮的結構、色素類物質含量也不同。

2.3.3 9個梨品種理化指標主成分分析

9個梨品種理化指標的各公因子解釋變量載荷值見表7。

表7 9個梨品種理化指標的各公因子解釋變量載荷值Table 7 Load values of common factor explanatory variables of physical and chemical indexes of nine pear varieties

由表7可知，將果點密度等29個指標引入因子分析計算體系，根據旋轉后的因子載荷矩陣結果結合初始特征值至少要大于1的特定要求，得到7個公因子，各因子選取載荷絕對值至少大于0.6的變量作為其因子解釋性能的指標。F1為著色、貯藏性因子，其方差貢獻率為27.498%，包括著色程度、好果率等；F2為果實外觀因子，其方差貢獻率為21.505%，包括果實底色、果實形狀、TSS含量；F3為果肉品質貢獻14.887%，包括果肉類型、汁液、硬度；F4為產量因子，其方差貢獻率為12.19%，包括單果質量、縱徑、果肉顏色、熟性；F5為果面，其方差因子貢獻率為9.725%，包括果點密度；F6為色澤、果形因子，其方差貢獻率為7.236%，包括果面蓋色、著色類型、果形指數、果肉顏色；F7為果質因子，其方差貢獻率為4.816%，包括TA含量、石細胞干重。

F1～F7為各品種的公因子所獲得分值，系數為其方差的貢獻率，依據方差貢獻率得到模型如下。

逐步回歸預測模型見表8。

表8 逐步回歸預測模型Table 8 The model by stepwise regression analysis

由表8可知，以綜合得分為因變量，以29個指標為自變量進行逐步回歸分析，篩選得到7個有效指標。最終得到1個有效預測模型，模型的相關系數為1.0，回歸的顯著性檢驗Sig值為0，說明回歸程度顯著。通過測量多個理化指標篩選出的解釋指標來實現對品種的預測評估，解釋指標為：單果質量、香氣、硬度、果心橫徑/果實橫徑、固酸比、好果率1、L值和b*值，其標準系數分別為：0.052、0.516、-0.096、-0.173、0.144、0.585、0.101和0.163，囊括了不同梨品種果實的外觀、產量、品質、貯藏性多方面指標。選擇標準系數建立模型如下所示。

2.3.4 9個不同梨品種模型綜合評分和主成分分析比較

9個不同梨品種綜合得分比較見表9。

表9 9個不同梨品種綜合得分比較Table 9 Comparison of comprehensive scores of nine different pear varieties

由表9可知，根據不同評價方式得到各個品種的綜合得分，得分值越高綜合品質越佳。

主成分綜合評價的分值Y按從高到低依次排序為：玉露香、紅香酥、黃冠、華山、圓黃、晚秀、秋月、中梨1號、紅早酥；依據預測模型計算的綜合評價分值Ya從高到低依次排序為：玉露香、紅香酥、華山、黃冠、晚秀、中梨1號、圓黃、秋月、紅早酥。建立模型的綜合評分與主成分分析的綜合評分相關性R值為0.870，極顯著相關，說明預測模型能夠充分體現不同梨品種綜合品質，可以作為進一步分析不同梨品種果實綜合品質要素的依據。

果實綜合品質受采收期和采前的諸多因素影響，例如降雨、施肥、栽培模式等，品種間會有差異。研究中引入了外觀指標、貯藏指標、品質指標對9個梨品種進行評價分析，結果表明，主成分綜合評價和9個品種梨的實際貯藏表現基本一致：玉露香綜合表現最好，黃冠、圓黃、紅香酥貯藏性較好；但黃冠貯藏期間易出現果皮雞爪現象；圓黃果肉酒味重、發生黑心現象；晚秀由于采摘年份雨水大的原因表現不佳，貯藏期較早出現腐爛、霉變，好果率低，這些實際表現在各種理化指標中并未體現，但其綜合評分仍然偏低；秋月是近年來發展勢頭迅猛的一個品種，果肉營養品質高，口感風味好，但栽培管理難度大，貯藏中存在問題多，綜合評價分值靠后；紅早酥因其紅花、紅葉、紅枝、紅果的特色外觀而具有很高的觀賞性，但果肉口感偏酸，貯藏性低，綜合評價分值最低。因此，除了對不同品種果實品質進行測定和分類外，同時要結合各個梨品種的外觀、產量和貯藏表現進行綜合評價。雖然在對果實品質進行測定的過程中可能會受諸多因素的影響，但綜合評價結果卻能基本真實地體現出不同品種之間的差異。

3 結論

本研究利用主成分分析方法進行綜合評價分析，依據其累計方差貢獻率大小，將29個對果實綜合評價的指標進行提煉后，歸納出7個作為評價主成分，保留原始變化量97.86%的信息量，9個梨品種中玉露香、紅香酥、黃冠和華山的綜合評價的得分相對較高，適宜在河南進行推廣；通過因子分析與逐步回歸建立了梨綜合品質預測模型為：Ya=0.052X單果質量+0.516X香氣-0.096 X硬度-0.173X果心橫徑/果實橫徑+0.144 X固酸比+0.585 X好果率1+0.101XL值+0.163Xb*值，篩選得出 7個有效的簡化評估指標：單果質量、香氣、硬度、果心橫徑/果實橫徑、固酸比、好果率1、L值、b*值，調整后R值為0.870，極顯著相關，說明這7個指標具有較好的代表性，可較好地進行簡便評估。該研究可為科學地評價不同品種梨的綜合品質、生產推廣和果實遠銷貯運提供理論參考。