基于多元统计法的不同果实大小桃溪蜜柚品质综合评价

勒 思，魏清江，雷常玉，董兴华，桑嘉玘

（江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045）

【研究意义】桃溪蜜柚[Citrus grandis（L.）Osbeck]早熟丰产，果肉脆嫩、化渣，果汁多，风味甜爽适口，种子较少，品质好。该品种2011 年通过了江西省农作物品种审定委员会审定，已列入吉安市创建“井冈蜜柚”品牌的主推品种，是以“井冈”为独具地方特色的优势品牌[1]。井冈蜜柚已成为吉安地区一项特色富民产业，经济效益明显[2]，发展前景十分广阔[3]。随着经济水平的提高，消费者对果实品质的要求也越来越高。基于多元统计法综合评价桃溪蜜柚不同果实大小果品品质，以及探讨果实大小与品质指标的关系，可为通过果实大小衡量果实品质提供依据，对于桃溪蜜柚产业的发展有重要意义。【前人研究进展】果实品质的影响因素很多，包括品种特性、土壤和气候以及果园栽培管理等。此外，不同大小的果实品质也存在差异。乐小凤等[4]研究发现‘霞多丽’葡萄果粒大小与果实单果粒种子数和可滴定酸含量有关。贾惠娟等[5]研究发现，果实大小对白肉桃果实着色、糖酸、香气成分和质地有影响。谢国芳等[6]研究发现蓝莓的出汁率随果实变小而降低。王兆兵等[7]研究发现砂糖橘果实大小与其贮藏期间果实色泽、可滴定酸、维生素C和可溶性固性物含量有关。牛英等[8]研究发现沙糖桔果实可溶性固形物和可滴定酸含量随果实增大而降低，浮皮率随果实增大而升高。Melo等[9]研究发现葡萄的物理特性（质量、体积和果皮面积）随果实大小的增大而增大，两者间表现出相同的趋势，花色苷和酚类化合物的提取率则相反。Barbagallo 等[10]研究发现葡萄果实大小与其花青素含量和多酚含量有关。Gaspar 等[11]研究发现赤霞珠葡萄皮单宁浓度随着浆果大小的增加略有下降。综上所述，果实大小对葡萄、桃、蓝莓和砂糖橘等果实品质均存在不同程度的影响，对果实品质的影响主要体现在物理特性（质量、体积、果皮面积、种子数和出汁率）、着色、糖酸、香气、质地、浮皮率以及维生素C 含量和酚类物质含量。由于果实品质评价的指标繁多，且各项指标在综合考虑时的重要性也不相同，因此单凭直观定性分析难以得出科学、合理、准确的结果。随着多元统计的综合评价方法在多种作物评价中的运用，其在果树上的应用也取得了不错的效果。目前主成分分析法在西洋梨[12]、猕猴桃[13]、南丰蜜橘[14]、葡萄[15]和苹果[16]等果实品质综合评价方面已有应用。模糊综合评判法是近年来发展起来的一种评估方法，目前在南丰蜜橘[17]、柚子[18]、板栗[19]、葡萄[20]、龙眼[21]和荔枝[22]等果树上都有应用。因此，主成分分析法和模糊综合评判法在果实品质综合评价上具有可行性。【本研究切入点】果实大小和风味是果实品质评价和售价的主要参考指标，而果实大小与桃溪蜜柚果实品质的相关研究尚未见报道。【拟解决的关键问题】试验以桃溪蜜柚为研究对象，以果实单果质量为大小分级依据，探究了不同大小果实的外观品质、物理特性和风味品质等方面差异，同时采用主成分分析法、模糊综合评判等权分析法和模糊综合评判加权分析法对不同等级果实品质进行综合评价，以期为果实分级标准修订和花果管理提供依据，最终提高桃溪蜜柚果品商品率和果品品质，提升果品市场竞争力。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为5 年生枳砧桃溪蜜柚，于2019 年9 月29 日采自江西省吉安市青原区吉富农业有限公司杨渡蜜柚基地。该区域海拔73 m，属中亚热带季风湿润气候，年平均气温17.1～18.6 ℃，年平均降雨量1 360～1 570 mm，无霜期281 d[23]。随机选取5 株果园管理、生长势和产量基本一致的果树，果实成熟后，将所有果实采下带回实验室，共大约100个果实。采收标准参考曾平章[24]的方法。

1.2 试验方法

1.2.1 取样方法 待果实采下后，将所有果实混合，再称单果质量，根据单果质量，分为＜600 g，600～700 g，700～900 g，900～1 100 g，＞1 100 g 5个级别，对不同级别的果实分别进行取样分析。

1.2.2 测定指标与方法 单果质量使用精确度为0.01 g的天平测量。果皮厚度及果实横径、纵径使用游标卡尺测量。果形指数=纵径/横径。

果形不端正是指果实果形偏斜、变扁，外观有不正常的明显突起、凹陷或偏缺。果形不端正率=果形不端正果实数量/果实总数量。

果面缺陷指果实表面存在的影响感观质量或内在品质的缺陷，包括病害、虫伤、机械损伤、日光灼伤等，主要集中体现在缺陷部位与正常部位的颜色差异。果面缺陷率=果面缺陷果实数量/果实总数量。

种子数与囊瓣数指单个果实的种子总数量和囊瓣总数量。

可食率指汁胞质量与果实单果质量的比值；出汁率指果汁质量与相应果实质量的比值。可溶性固形物含量使用PAL-1手持式可固仪测定；可溶性糖含量使用蒽酮比色法测定[24]；可滴定酸含量使用氢氧化钠溶液滴定法测定[25]；糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量；固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。维生素C含量使用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定[25]。

参考苏受婷等[26]的方法，对不同大小桃溪蜜柚果实的综合性状优劣进行模糊综合评判，将原始数据经标准化处理后得到评判模糊矩阵R。R=（rij），rij=（xij-minij）/（maxij-minij）其中果形指数、果皮厚度、种子数、果形不端正率、果面缺陷率、可滴定酸标准化用rij=1-（xij-minij）/（maxij-minij）计算。

1.3 数据处理

利用Excel 2010对数据进行整理和制图，利用SPSS 20.0对数据进行单因素方差分析、主成分分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 桃溪蜜柚不同果实大小分布

由图1 可知，桃溪蜜柚果实单果质量在700～900 g的果实数量最多，占28.45%，其次为质量＜600 g和600～700 g的果实，占比分别为27.16%和20.26%。果实单果质量在900～1 100 g 和＞1 100 g 的果实数量较少，分别占15.52%和8.62%。

图1 桃溪蜜柚不同果实大小分布Fig.1 Distribution of different fruit sizes of Taoxi pomelo

2.2 不同果实大小桃溪蜜柚外观品质

由表1 可知，随着果实增大，桃溪蜜柚果实的单果质量、横径和纵径均显著增大。单果质量从501.80 g 增加到1 186.10 g，横径从115.06 mm 增加到151.07 mm，纵径从115.70 mm增加到166.39 mm。果形指数随着果实质量增加而上升，但只有单果质量＞1 100 g与单果质量＜600 g的果形指数有显著差异。桃溪蜜柚果形不端正率在45.96%～56.88%，不同大小果实差异不显著。不同大小的果实果面缺陷率也无显著差异，大多数果实果面都有一定的缺陷。

表1 不同果实大小桃溪蜜柚外观品质Tab.1 Appearance quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.3 不同果实大小桃溪蜜柚物理特性

由表2 可知，随着果实增大，桃溪蜜柚果实果皮厚度、囊瓣数和出汁率无显著差异。果皮厚度在22.72～25.15 mm，囊瓣数在13～15，出汁率在45.73%～50.67%。但是，种子数随果实增大而增加，从105增加到157。其中果实单果质量＜600 g、果实单果质量在600～700 g 和700～900 g、果实单果质量在900～1 100 g 和＞1 100 g 有显著差异。随着果实增大，桃溪蜜柚果实可食率从24.88%增加到36.03%。其中果实单果质量＜600 g与果实单果质量在700～900 g、900～1 100 g和＞1 100 g的有显著差异，果实单果质量在600～700 g、果实单果质量在700～900 g、900～1 100 g与果实单果质量＞1 100 g均有显著差异。

表2 不同果实大小桃溪蜜柚物理特性Tab.2 Physical characteristics of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.4 不同果实大小桃溪蜜柚风味品质

由表3 可知，不同大小的桃溪蜜柚果实的可滴定酸、可溶性糖和糖酸比均无显著差异。可滴定酸含量在0.38%～0.49%，可溶性糖含量在14.38%～15.07%，糖酸比在33.38～42.76。维生素C含量分析表明，单果质量在900～1 100 g的桃溪蜜柚果实的维生素C含量最高，为84.55 mg/100 g；单果质量＜600 g的桃溪蜜柚果实的维生素C 含量最低，为69.57 mg/100 g；显著低于其他大小桃溪蜜柚果实。随着果实增大，可溶性固性物含量从16.8%降至14.55%，果实单果质量＜600 g、600～700 g 和700～900 g 显著高于果实单果质量900～1 100 g和＞1100 g 的果实。固酸比含量分析表明，果实单果质量＜600 g与700～900 g、900～1 100 g和＞1 100 g有显著差异。

表3 不同果实大小桃溪蜜柚风味品质Tab.3 Flavor quality of Taoxi pomelo with different fruit sizes

2.5 果实大小与桃溪蜜柚果实品质指标的相关性分析

由表4 可知，桃溪蜜柚果实大小与果实的横径、纵径、种子数和可食率呈极显著正相关，相关系数分别为0.981、0.981、0.978和0.976；与果实的可溶性固性物呈显著负相关，相关性系数为0.945。

表4 果实大小与桃溪蜜柚果实品质相关性分析Tab.4 Correlation analysis between fruit size and fruit quality of Taoxi pomelo

2.6 不同果实大小桃溪蜜柚品质综合评价

2.6.1 主成分分析评价 选取果形指数、可食率、囊瓣数、果皮厚度、种子数、可溶性固性物、出汁率、果形不端正率、果面缺陷率、可滴定酸、可溶性糖、维生素C、糖酸比和固酸比共14 个果实品质指标作为主成分分析的评价指标。通过SPSS 20.0 进行主成分分析，前4 个主成分的特征值大于1，累计贡献率达到100%，即前4 个主成分能代表所测定的桃溪蜜柚果实性状100%的信息量，能够解释接近全部的原始信息。前4个主成分的特征向量、特征值、贡献率及累计贡献率如表5所示，由各特征向量值和贡献率可以得出，第1 主成分的贡献率最大，达到了57.520%，特征值为8.053，主要由果形指数、可食率、种子数、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、糖酸比和固酸比决定；第2 主成分的贡献率为20.956%，特征值为2.934，主要由囊瓣数、果皮厚度、出汁率、果形不端正率和可溶性糖决定；第3 主成分的贡献率为13.838%，特征值为1.937，主要由果皮厚度、果形不端正率和果面缺陷率决定；第4 主成分的贡献率为7.686%，特征值为1.076，主要由囊瓣数、可溶性固形物和维生素C决定（表5）。

表5 4个主成分的特征向量、特征值、贡献率及累计贡献率Tab.5 The eigenvectors，eigenvalues，contribution rates and cumulative contribution rates of 4 PCAs

利用SPSS 20.0进行主成分分析，得到各分组的主成分分值，同时参考刘科鹏等[27]提出的计算方法得出综合分值Dn。以所选主成分对应的贡献率占所提取的4 个主成分的贡献率总和的比例为权重，计算各分组前4个主成分的分值与相应权重的乘积累加，得到综合分值Dn，以此评价不同果实大小桃溪蜜柚果实综合品质的优劣。综合评价得分（Dn）=F1×0.575 20+F2×0.209 56+F3×0.138 38+F4×0.076 86。从综合品质性状上看，综合分值Dn越高，综合品质表现越好。

不同果实大小的桃溪蜜柚果实的综合评价分析结果如表6所示，其中综合分值排名依次为单果质量700～900 g、单果质量＞1 100 g、单果质量900～1 100 g、单果质量600～700 g、单果质量＜600 g，其中综合品质最好的是单果质量700～900 g的桃溪蜜柚果实。

表6 3种综合评价结果比较Tab.6 Comparison of three comprehensive evaluation results

2.6.2 模糊综合评判分析 对不同果实大小桃溪蜜柚果实相关性状的原始数据进行极值标准化处理，构成模糊转化矩阵R（表7）。用等权、加权法来评判不同果实大小桃溪蜜柚果实综合品质的优劣，由表6可知，①等权：单果质量700～900 g 综合评价最好，单果质量600～700 g 综合评价最差；②加权：单果质量＞1 100 g 综合评价最好，其次是单果质量700～900 g、900～1 100 g 和600～700 g，单果质量600～700 g 综合评价最差。

表7 模糊转换矩阵RTab.7 Fuzzy transformation matrix R

2.6.3 3种综合评价方法的比较 将3种综合评价方法进行比较，结果见表6。主成分分析法与模糊综合评价等权分析法排序前2位相同，结果一致，后3 位排序上存在一定的差异，这2 种综合评价方法的结果较为一致。果实大小分级更重要的意义在于区分优劣，提高其商品价值。模糊综合评价加权分析法与其他2种方法结果存在部分差异，单果质量＞1 100 g综合评价最佳，其次是单果质量700～900 g，主要原因在于模糊综合评价加权分析法使用的权重值是根据数据的标准差进行赋值，容易受数据的波动影响。因此，综合各方面来看，主成分分析法和模糊综合评价等权分析法可以作为不同果实大小桃溪蜜柚品质综合评价方法。且最终得出综合品质最好的是单果质量700～900 g，其次是单果质量＞1 100 g，研究可为果实大小分级标准修订提供依据。

3 结论与讨论

影响柑橘果实品质的因素可归为环境因素和植株因素，环境因素包括土壤和气候因子等，植株因素则包括品种品系、砧木、树龄、树体营养状况和果实大小等[28]。各种因素都会造成果实发育的不同步性，从而导致果实品质和果实大小上的差异，并且果实大小的差异往往也会导致果实品质的差异[4]。丁健等[29]的研究结果表明空心李的果形指数随果实增大而增大。与此相符，本研究也表明桃溪蜜柚果实的果形指数随果实增大而增大。此外，不同大小桃溪蜜柚果实的果形不端正率和果面缺陷率都较高，严重影响果实的外观和商品性。因此需注意加强栽培管理，例如可以对果实进行套袋处理，减少果面瑕疵，改善果实外形，提高其经济价值。

乐小凤等[4]的研究结果表明‘霞多丽’葡萄果皮鲜质量/果实鲜质量随果实粒径的减小而增大，单果粒种子数和单粒种子质量均表现为随果实粒径的增大而增加。本研究也表明桃溪蜜柚果实的种子数和可食率随着果实增大而增加，并且与果实大小呈极显著正相关。种子是内源激素合成和积累的主要场所，较多的种子可以促进果实的发育，使果实增大。但是，果实种子数过多会降低果实可食率，严重降低果实的商品性和市场竞争力。黎明等[30]认为随着温州蜜柑果实增大，果皮厚度增加。谢国芳等[6]研究表明4个蓝莓品种的出汁率随果实的变小而降低。黄雪燕等[31]研究结果表明随着果实增大，温岭高橙果实果皮厚度、囊瓣数和种子数增加，出汁率和可食率减小。但是，本研究表明果实大小对桃溪蜜柚的果皮厚度、囊瓣数和出汁率均没有影响。这与前人研究结果有一定差异，可能是由于不同品种特性造成的。此外，果实大小对桃溪蜜柚的可滴定酸、可溶性糖含量和糖酸比也没有影响，而果实维生素C 含量只有最小级别的果实显著小于其他级别的果实。果实的可溶性固性物含量和固酸比随着果实增大而减小，其中可溶性固形物与果实大小呈显著负相关。黄雪燕等[31]研究结果表明随着果实增大，温岭高橙果实可溶性固形物含量减小，糖酸比影响不大，果实维生素C 含量小果小于中果和大果。丁志祥等[28]研究发现随着单果质量的增加，锦橙固酸比增大。王华利等[32]研究结果表明随着果实横径由小到大，兴津温州蜜柑的果实可溶性固形物含量呈逐渐降低的趋势，不同横径的兴津温州蜜柑果实的含酸量变化不大，相互之间无显著性差异。本试验结果与前人研究结果相似，这可能是由于大果发育较早、进入完熟期较早、可溶性固形物升至最高点较早、果实开始降糖劣变的时期也较早[8]。此外，大果果实的矿质营养和激素等含量较高，也会影响果实糖分积累。因此，桃溪蜜柚中果和小果的口感风味优于大果，更适合鲜食。

3种综合评价方法中主成分分析法和模糊综合评判等权分析法的评价结果较为一致，可作为不同果实大小桃溪蜜柚品质综合评价方法。果实单果质量700～900 g的综合品质最佳，其次是单果质量＞1 100 g，然后是单果质量900～1 100 g、单果质量600～700 g和单果质量＜600 g。根据桃溪蜜柚最新果实分级标准[33]，一级果为单果质量900～1 100 g，二级果为单果质量800～900 g，三级果为单果质量＞1 100 g或＜800 g，与本试验结果存在一定差异。因此，建议在之后桃溪蜜柚果实分级标准修订时，可以本研究结果作为参照依据，适当调整分级标准，增加果实分级数量，分段更加均匀。

综上所述，桃溪蜜柚果实大小与果实品质关系密切。在果实各发育期可通过果实大小预测其内在品质并进行疏果，疏除过小或过大果实，有利于综合品质的提高。果实采收后应对果品进行科学分级，进行优质优价销售，从而提高果实商品价值。前人研究发现中小型桃、砂糖橘和中果脐橙果实的贮藏品质较大果有利于其保持果实的营养与风味。因此在果实贮藏中，应该把不同大小分级的果实分开贮藏，把贮藏品质好的果实选作长期贮藏之用[5,7,34-35]。果实大小与果实品质关系的研究对提升桃溪蜜柚果实品质、促进果农增收及推动桃溪蜜柚产业发展具有指导意义。