宁夏各产地‘红嘎啦’苹果品质分析

李芳红，张晓煜，，陈仁伟，冯蕊，李红英

（1.宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021；2.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏 银川 750002；3.宁夏气象科学研究所，宁夏 银川 750002）

苹果是宁夏的传统种植产业，也是宁夏众多特色优势产业之一，截至2018年底，种植面积为3.73万hm2左右，涉及9.3万户果农和加工企业，年产值达10亿元；主栽品种有富士系、元帅系品种，还有多个小众品种，如嘎啦、乔纳金、澳洲青苹等［1，2］。虽然苹果产业已逐渐成为农民增收的“金苹果”，但是仍然存在很多品质问题［3］，如果品品质欠佳、果品产后商品化处理滞后、市场评级不到位等。

嘎啦苹果（Malus domestica Borkh.）引自新西兰，是目前世界苹果主栽品种之一。近年来，由嘎啦培育而成的品种成熟期从早熟、中熟到中晚熟，如皇家嘎啦、帝国嘎啦、丽嘎啦、红嘎啦、太平洋嘎啦等品种，呈现品系化栽培［4］。‘红嘎啦’苹果是由嘎啦苹果育成的早熟新品种，完熟时果面呈浓红色，果肉黄色，肉质松脆，酸甜适口，香气浓郁，属中小果型，品质高；树体丰产性、抗性强，7月底至8月中下旬成熟，此时正是苹果断档季节，市场效益高，适合我国北方栽培［5］。

关于嘎啦苹果的研究，赵德英等研究了不同中间砧嘎啦苹果的树体形态和不同根系养分分布特征，揭示了树体矮化与根系矿质营养分布和积累之间的关系［6，7］；Marcon等评估了不同长度的EM-9中间砧对嘎拉苹果产量和果实特性的影响［8］，以达到优化苹果品种结构、调整嘎啦苹果产业结构的目的。另外还研究了植物生长调节剂对嘎啦苹果采后贮藏生理、果实品质的影响和作用［9］、果品颜色改善［10］以及树体重茬问题的解决［11］，以期提高嘎啦苹果品质及其商品价值和潜力，如李猛等通过研究不同采收期对嘎啦苹果采后果实品质的影响，确定了嘎啦苹果的最佳采收期［12］；冉军舰等基于主成分分析与聚类分析对35个苹果品种多酚进行综合评价，并将‘红嘎啦’苹果与其他34个品种的多酚进行比较，以期为优良品种筛选提供理论依据［13］；赵祎等通过对贮藏及货架期果实各项指标的测定和分析，确定不同贮藏温度对嘎啦苹果采后品质的影响程度及货架期的长短［14］。但目前有关同一采收期鲜食‘红嘎啦’苹果品质分析评价方面的研究较少，尤其是对不同产地‘红嘎啦’苹果品质的对比分析报道甚少。

本研究利用方差分析、相关性分析、主成分分析以及聚类分析综合评价宁夏各产地‘红嘎啦’苹果品质，初步明确宁夏各小产区‘红嘎啦’苹果品质差异性，以期为宁夏地区红富士苹果营养品质指标的评价和调控提供支撑，给鲜果储存企业和广大消费者提供采购、销售建议，为‘红嘎啦’苹果产业的优化布局提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2020年在中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室完成。参试嘎啦苹果品种为‘红嘎啦’，采自宁夏回族自治区12个采样地的苹果园。具体采样地1—12号依次为吴忠市的青铜峡广武、青铜峡甘城子、扁担沟、吴忠林场、利通区中苗果业，中卫市的中宁大战场、中宁鸣沙、沙坡头区，银川市的灵武农场、兴庆区，固原市的彭阳县、原州区。选择成熟度一致、树龄相当（均为8～10年）、株行距相同（3 m×4 m）、管理水平较一致、套袋、无病虫害的果园进行采样。采用随机取样法于果实成熟期（2019年8月20日前后）取样，在苹果园中选取非边行的东、西、南、北、中5个方位果树随机采15个果，保存于取样箱中带回实验室检测。

1.2 试验方法

1.2.1 生物学及外观品质测定 果形指数（A1）以果实纵径和横径比值表示，果实纵、横径使用精度为0.02 mm的游标卡尺（16FN，广州）测量；一般果形指数在0.60～0.80为扁圆形，0.80～0.90为圆形或近圆形，0.90～1.00为椭圆形或圆锥形，1.0以上为长圆形［15］。单果重（A2）用电子天平（E5500X，Sartorius）测定，单位为g。果实偏斜度（A3）参照陈小明［16］的方法使用精度为0.02 mm的游标卡尺（16FN）进行测量并计算所得，单位为%；偏斜度小于5%为端正果，在5% ～30%范围内为偏斜果，大于30%为畸形果。果实去皮硬度（A4）用果实硬度计（CY-1，Italy）测得，单位为kg／cm2。

1.2.2 果实营养品质测定 pH值（A5）采用笔式电子pH计（KedidGT-6023）测定；可溶性固形物（A6）采用ATAGOPAL-1手持糖度仪测定，单位为%；可溶性糖（A7）采用斐林试剂热滴定法（GB／T 15038—2006）测定，单位为g／L；可滴定酸（A8）根据酸碱中和原理［17］采用滴定法测定，单位为g／L；维生素C（A9）采用钼蓝比色法测定［19］，单位为mg／kg；固酸比（A10）为可溶性固形物含量与可滴定酸含量之比；糖酸比（A11）为可溶性糖含量与可滴定酸含量之比［18］。各指标测定时均做3个重复。

1.3 数据统计与分析

用Microsoft Excel 2010进行数据整理与计算以及图表制作。用SPSS 18.0统计软件进行显著性分析（Duncan’s多重比较法）和相关性分析，用Origin 2019软件进行主成分分析和聚类分析，并以选取的主成分对应的方差贡献率为权重，将各处理主成分得分和相应的权重进行线性加权构建综合评价模型，计算各处理的综合评价得分。

2 结果与分析

2.1 不同产地‘红嘎啦’果实品质差异性和描述性分析

2.1.1 产地间差异性 宁夏不同产地‘红嘎啦’苹果品质存在显著性差异（表1）。大部分产地的‘红嘎啦’苹果果形指数集中在0.80～0.90之间，为圆形或近圆形；中卫沙坡头区的‘红嘎啦’苹果果形指数最高（0.91），果型为椭圆形或圆锥形；银川兴庆区的果形指数最小，果型为扁圆形（0.77）。固原原州区‘红嘎啦’苹果单果重最大，为242.70 g；固原彭阳和中卫沙坡头次之，分别为207.25、205.88 g；中宁大战场‘红嘎啦’苹果的单果重最小，仅144.85 g。银川灵武农场的‘红嘎啦’苹果果实偏斜度显著高于其他产地，高达7.53%，可判定此产地偏斜果较多；其他产地果实偏斜度均＜5%，可视为端正果。青铜峡甘城子和中宁鸣沙‘红嘎啦’苹果果实去皮硬度明显高于其他产地，分别为10.70、10.40 kg／cm2；银川灵武农场的果实去皮硬度最小，仅为6.00 kg／cm2。pH值最大和最小的‘红嘎啦’苹果分别来自吴忠林场（3.90）和固原彭阳县（3.13），其余产地差异不显著。青铜峡市甘城子的‘红嘎啦’苹果可溶性固形物（16.00%）、可滴定酸（7.15 g／L）、维生素C（83.0 mg／kg）含量明显高于其它产地的，而青铜峡市广武的可溶性糖含量（98.5 g／L）、固酸比（4.23）和糖酸比（32.83）显著高于其他产地；银川灵武农场‘红嘎啦’苹果的可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量以及中卫市‘红嘎啦’苹果的维生素C含量、固酸比和糖酸比均显著低于其他产地。

2.1.2 品质变异性分析 由表1看出，11个品质指标中，果实偏斜度的变异程度最大，离散程度最高，变异系数高达44.89%；其次是糖酸比，变异系数为30.65%；果形指数的变异程度最低，变异系数仅为3.99%；pH 值变异系数也只有6.23%。说明果实偏斜度和糖酸比受产地因素（如气候、地形、地理位置及土壤等）影响最大，果形指数和pH值受产地影响较小。其余7项指标的变异系数在10.46% ～24.80%之间，受产地影响程度不一。

2.2 ‘红嘎啦’苹果果实品质指标间的相关性

如表2所示，可溶性固形物与果实去皮硬度、可溶性糖和可滴定酸含量，可溶性糖含量与果实去皮硬度，糖酸比与固酸比，均存在极显著正相关关系，相关系数分别为0.490、0.551、0.807、0.544、0.970。固酸比和糖酸比均与可溶性固形物、可滴定酸含量呈极显著负相关关系，相关系数分别为-0.511、-0.885和-0.480、-0.815。可溶性固形物含量与单果重，可滴定酸含量与果实去皮硬度，维生素C含量与果实偏斜度、可滴定酸含量，固酸比与pH值，糖酸比与可溶性糖含量，均呈显著正相关；固酸比与维生素C含量呈显著负相关。

表1 不同产地’红嘎啦’苹果品质比较分析结果

表2 ‘红嘎啦’苹果11个品质指标的相关性分析结果

2.3 主成分分析

对不同产地‘红嘎啦’苹果品质指标进行主成分分析，按特征值＞1的原则选取了4个主成分（表3）：第一主成分特征值为3.721，贡献率为33.826%；第二主成分特征值为2.217，贡献率为20.153%；第三主成分特征值为1.553，贡献率为14.119%；第四主成分特征值为1.302，贡献率为11.838%。4个主成分累计贡献率为79.936%，因此，可用这4个主成分概括这11项指标的主要信息。

可溶性固形物和可滴定酸含量在第一主成分上有较高的载荷量，载荷系数分别为0.817和0.978，说明可溶性固形物和可滴定酸含量在苹果品质评价方面起关键作用；在第二主成分中可溶性糖的载荷系数最高，达0.870，说明可溶性糖含量在果实品质方面起着不可或缺的作用；第三主成分主要决定因素是维生素C含量和pH值，可定义为功能因子，说明功能因子在果实品质评价中占比较大，不可忽视；第四主成分主要反映单果重和果形指数等外观品质指标，说明外观品质对苹果品质评价结果有重要影响。

为能够更直接地反映宁夏不同产地‘红嘎啦’苹果的品质差异，以4个主成分的得分及权重构造综合评价模型：F综＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4。据此对不同产地‘红嘎啦’苹果品质进行综合评价，结果（表4）显示，在第一、第二、第三、第四主成分下得分最高的‘红嘎啦’苹果产地分别为青铜峡甘城子、青铜峡广武、青铜峡甘城子、固原原州区；‘红嘎啦’苹果品质综合得分最高的是青铜峡甘城子，其次是固原原州区，中宁大战场的‘红嘎啦’苹果品质综合得分最低。仅据品质指标综合评价宁夏4个地级市的‘红嘎啦’苹果综合表现，结果为固原市＞吴忠市＞中卫市＞银川市。

表3 不同产地‘红嘎啦’苹果品质指标主成分分析结果

表4 不同产地‘红嘎啦’苹果品质指标各主成分得分及综合得分

2.4 聚类分析

根据‘红嘎啦’苹果11项品质指标数据的标准化处理结果，利用Origin 2018的离差平方和法（Ward法）对宁夏12个‘红嘎啦’苹果产地进行系统聚类分析，当距离为0.005时聚为4类（图1）。第1类仅包含银川灵武农场一个产地，该产地‘红嘎啦’苹果果实偏斜度最大，偏斜果较多，可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量均最少，维生素C含量较高，说明该产地的‘红嘎啦’苹果外观品质和内在营养品质均欠佳，适合加工制作高VC制品；第2类聚集了9个产地，分别有固原原州区、固原彭阳、中卫沙坡头、中宁鸣沙、吴忠中苗果业、中宁大战场、吴忠林场、银川兴庆区和吴忠扁担沟，此类产地的‘红嘎啦’苹果各品质指标差异不显著，且均在中等偏上水平，说明此类产地的‘红嘎啦’果实风味酸甜适宜，从口感方面更容易赢得消费者喜爱，果实适合于鲜食销售；第3类产地只包括青铜峡甘城子，此类产地果实中可溶性固形物、可滴定酸和维生素C含量最高，去皮硬度最大，鲜食口感较差，单果重较小，此类果实适合加工苹果休闲食品和高VC保健品；第4类聚集了青铜峡广武一个产地，该产地果品中可溶性糖含量、固酸比和糖酸比最高，其他指标处于中等水平，既可加工苹果醋等饮品，也可作为鲜食果出售。

图1 宁夏‘红嘎啦’苹果不同产地聚类分析结果

3 讨论

苹果品质表现受到品种、土壤、栽培管理方式以及气候条件等多种因素共同影响［20］。各产地品质表现差异明显的原因可能在于品质指标类别偏少、采样的随机性、气候差异以及产地果园管理水平不一致等条件。本研究选取宁夏4个地级市12个产地的‘红嘎啦’苹果，在品种、采样成熟度基本一致的情况下，最大可能地保证园地管理条件差异较小，以最大限度地确保苹果品质差异来源于产地因素。产地因素涵盖地理位置、气象因子及土壤条件等，有研究表明可溶性糖含量和固酸比与温度以及可溶性固形物含量、可溶性糖含量、硬度和维生素C含量与日照时数呈正相关，可滴定酸含量和维生素C含量与温度、果实硬度和可滴定酸含量与光照强度呈负相关［21，22］。本研究中各产地苹果各指标间均存在显著性差异和不同程度的相关关系，说明产地因素在苹果种植栽培中起着至关重要的作用，这将是今后研究的重点。

风味是苹果关键的内在品质评价因子，前人研究中通常选择可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量及固酸比和糖酸比作为其评价因子［23，24］。本研究中通过主成分分析将可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、维生素C含量和果形指数等指标筛选为果实评价因子，这与前人研究结果相似。本研究只有一年的品质数据，样本量较少，并且评价的指标因子偏少，在今后的研究中将进一步丰富指标数量，使得结果更具可信度，以期指导宁夏‘红嘎啦’苹果的栽培生产和市场销售，指导苹果基地的科学布局。

4 结论

宁夏12个产地的‘红嘎啦’苹果品质存在显著差异，并且11项品质指标间存在不同程度的相关关系；筛选出单果重及可溶性糖、可滴定酸和维生素C含量作为宁夏地区‘红嘎啦’苹果品质评价的关键指标；通过4个主成分的得分及权重构造综合评价模型F综＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4，并基于此对各产地’红嘎啦’苹果品质进行综合评价，综合品质表现依次为青铜峡甘城子＞固原原州区＞中宁鸣沙＞中卫沙坡头＞吴忠扁担沟＞吴忠中苗果业＞固原彭阳县＞吴忠林场＞青铜峡广武＞银川兴庆区＞银川灵武农场＞中宁大战场；通过聚类分析将12个产地聚成4类，并根据每类产地品质指标提出果品后期销售的建议。