‘京白梨’优质果实的评价指标分析
2022-01-10高同雨李天忠朱元娣
郭 静 伏 芳 高同雨 姜 峰 李天忠 朱元娣*
(1.中国农业大学 园艺学院,北京 100193;2.北京市门头沟区科技开发实验基地, 北京 102308;3.北京市门头沟区科学技术和信息化局,北京 102300)
‘京白梨’(Pyrus
ussuriensis
‘Jingbaili’)起源于北京门头沟区东山村,为一个偶然实生品种,在北京、河北和辽宁均有栽培。‘京白梨’作为北京果品中唯一有“京”字的特色果品,果实品质优良,满清末期至民国初年为栽培鼎盛时期,曾作为贡品。近年来北京地区‘京白梨’受市场冲击,栽培面积缩小,生产优质果品缺乏科学的评价指标,影响了‘京白梨’的市场销售。‘京白梨’果实具有后熟特性,采收后在常温条件下果实经过2周左右的后熟期,果实品质最佳。因此,对比分析‘京白梨’采收时和后熟后的果实品质,筛选‘京白梨’果实品质的特征性指标,用于果品采收和分级,才能优果优价,最大程度地发挥‘京白梨’地方品种的特色与优势。果品品质评价包含外观品质和内在品质。外观品质主要是指单果重、果皮色泽、果实完整度、果实大小和形状等,其中单果重是梨果品国家分级标准中的主要指标;果品内在品质包括可溶性固形物含量、果实去皮硬度及糖酸比等,而果实硬度和可溶性固形物含量是梨果品国家分级标准中的参照性理化指标。‘京白梨’果实形状是生产上评价果实品质的一个重要指标,传统的‘京白梨’果实以平顶的“荸荠扁”为佳,即形似荸荠的、扁扁的椭圆形为‘京白梨’果实的典型性状,果实依次摞起来,能摞到七八个而不倒。现今‘京白梨’果园常用‘鸭梨’和‘雪花梨’等白梨品种做授粉树,果实果顶突出,甚至出现“鸭嘴”现象,丧失了‘京白梨’果实的典型形状。根据北京主要鲜果等级划分标准,‘京白梨’果品主要分为特级:单果重≥125.00 g、可溶性固形物质量分数(后熟果实)≥13.50%,果皮颜色为黄绿色;一级:单果重≥100.00 g、可溶性固形物质量分数(后熟果实)≥13.00%,果皮颜色为黄绿色;二级:单果重≥75.00 g、可溶性固形物质量分数(后熟果实)≥12.00%,果皮颜色为黄绿色,同其他梨品种分级指标相似,单果重和外观色泽是必须指标,可溶性固形物含量是参照指标。根据国家梨外观等级标准,将‘京白梨’划分为特级(单果重≥140.00 g)、一级(单果重≥120.00 g)和二级(单果重≥100.00 g)。然而,此种分级标准未考虑‘京白梨’果实的果形特点,不利于‘京白梨’作为特色品种的传统优良性状保持和品牌营销。
评价果实品质的指标很多,从众多的指标中科学地筛选出关键指标尤为重要。因此,以减少数据统计和增加统计变量为目的的主成分分析法在果实品质评价中被广泛应用,此方法主要利用降维,使少数几个综合指标成为可代表众多指标的新指标且彼此相互独立,又可综合反映原来多个指标大部分信息的统计方法。利用主成分分析方法评价山葡萄果实品质的关键指标是单宁、可溶性糖、糖酸比、白藜芦醇和原花青素含量等。己酸和丁酸等酯类化合物及一些高级醇类、酸类及烯类等是构成富士苹果独特风味的重要化合物。库尔勒香梨类果实品质的特征指标是果肉硬度、丁香酸、草酸和蔗糖含量。猕猴桃果实评价的关键指标为果实的总酚含量、维生素C(Vc)含量、固酸比、平均单果重、可溶性固形物含量和可滴定酸含量。可滴定酸、总酚和还原糖含量以及色泽和亮度等是决定蓝莓品质的关键指标。评价‘羊角脆’类甜瓜品质的代表性指标为果实纵径、肉厚率、硬度、总糖和可滴定酸含量5项。目前,‘京白梨’果实品质尚缺乏科学的评价指标,‘京白梨’优级果品的评价方法有待改进。
本研究通过对北京市门头沟区‘京白梨’果园实地调研,筛选出树势强健、结果良好且连续结果能力强的成龄果树13株,采收各单株果实,以果实形状为优级果品筛选指标,对比分析果实初采收和完成后熟的果实品质;通过主成分分析法,筛选出‘京白梨’果实品质的特征性指标,旨在建立‘京白梨’优质果品评价体系,指导‘京白梨’栽培管理、果品采收和分级,提高‘京白梨’生产效益。
1 材料与方法
1.1 材料
2015年6—9月期间,调查在门头沟区军庄镇的东山村和孟悟村果园,王平镇的王平村、西马村和梅坪村果园,选择初结果树和盛果期大树。综合评价成龄树的形态学性状、果实品质性状和树体生长等多项指标,筛选果实扁圆形、品质性状优良、生长势良好和连续开花坐果能力强的单株。
从孟悟村筛选了‘京白梨’5株,标记为孟1、孟2、孟3、孟4和孟5;从东山村筛选了‘京白梨’2株,标记为东山6和东山7;从西马村筛选了‘京白梨’4株,标记为西马1、西马2、西马3和西马4;从梅坪村筛选了‘京白梨’2株,标记为梅坪1和梅坪2,初步选出了13个单株进行果实品质比较分析。
成熟期采集各单株的全部果实,计算单株产量,果实分级和包装后进行常规贮藏和冷库贮藏。根据试验处理,测定果实采收时和各处理阶段的果实品质。
1.2 方法
分别对采收时和后熟后2个阶段的果实进行品质测定。果实品质测定指标为单果重、果实大小(横径、纵径和1/4横径处的纵径)、果心大小、种子数、果肉出汁率、果实硬度、可溶性固形物含量、果肉Vc含量、可滴定酸含量和糖酸比,各种指标测定均为国际方法。
1)单果重。用电子天平测定单果重。每个样本选取8~10个果实分别测定其单个果实重,计算平均值即为该品种的单果重指标值。
2)果形指数。用游标卡尺测定。每个样本随机选取8~10个果实,分别测量其最大纵、横径并计算果形指数。计算平均值作为该样本果形指数指标值。
3)果心大小。用游标卡尺测定。随机选取5个果实沿果实赤道位置横切,用游标卡尺直接测定其果心直径和果实直径,每个测量重复3次求平均值,计算果心大小的比例。
4)果肉硬度。随机选取5个果实,在果实赤道部位削去薄薄的果皮,使用GY-4型数显式水果硬度计(8 mm测头)测定。
5)可溶性固形物(SSC)含量。在5个果实果肉上、中和下部,分别用镊子挤出1~2滴果肉汁液,滴在手持式折射仪检测镜上后,快速关住盖板读取数值。每次测完之后,用清水将检测镜冲洗干净并用干燥擦镜纸擦干水分,再进行下一次测试。每个样品重复测定3次后,取其平均值,以百分数计算。
6)可滴定酸(TA)含量。用NaOH滴定法测定。每个品种随机采取5个果实,每个果实称取5 g果肉并在研钵中将其研成糊状,用蒸馏水将果肉洗入50 mL的容量瓶中,浸提30 min后用滤纸过滤。吸取10 mL滤液置于三角瓶中,加入2~3滴酚酞,并用0.1 mol/L NaOH滴定, 当滤液变为粉红色并保持30 s不褪色时为滴定终点,记录用去0.1 mol/L NaOH的体积,重复3次。
7)Vc含量。每个品种随机采取5个果实。采用2,6-二氯酚靛酚法测定。称取5 g样品置研钵中,加入少量2%草酸,并研磨成匀浆。将样品提取液用玻璃棒引流到50 mL容量瓶中,残渣用2%草酸洗2~3次,再用2%草酸定容至刻度,摇匀并浸提半小时后过滤。吸取滤液10 mL,放入50 mL三角瓶中,立刻用2,6-二氯靛酚钠溶液滴定至溶液呈粉红色且15 s内不褪色为止。记录所用滴定液体积(重复3次,取平均值)。并测定空白和标准Vc溶液所用2,6-二氯靛酚钠溶液体积。
8)出汁率。每个品种随机采取5个果实,将果实洗净去皮去核,用榨汁机进行榨汁。采用天平称取梨汁质量,根据公式计算出汁率:出汁率=梨汁质量/梨果质量×100%。
1.3 统计分析
以上数据用Excel和SPSS 19.0统计软件处理,数据标准化与主成分分析以及综合分值Dn计算参考刘鹏科等提出的方法。
2 结果与分析
2.1 ‘京白梨’优株筛选
从田间栽培的‘京白梨’树中选取树体生长健壮、结果良好、无明显病虫害和果实果形端正的结果树作为优系,初步筛选了13个单株(表1),均为成龄结果树,5株是初结果树,树龄在8~10年,8株是结果大树,树龄在50年以上。
表1 选取的门头沟区‘京白梨’单株的生长状况
Table 1 Growth status of ‘Jingbaili’ in selected Mentougou district
单株代号Plantcode果实采样地点Locationoffruitssampling生长状况Growthstatusoftrees孟1Meng1军庄镇孟悟村树龄在70年以上,树体大,树势较弱,无枝干病害,当年单株产量94.00kg。孟2Meng2军庄镇孟悟村树龄约10年,树体小,树势中庸,树体生长良好,无枝干病害,当年单株产量49.00kg。孟3Meng3军庄镇孟悟村树龄在50年以上,树体大,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量151.00kg。孟4Meng4军庄镇孟悟村树龄在50年以上,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量101.00kg。孟5Meng5军庄镇孟悟村树龄在50年以上,树体小,树势较弱,无枝干病害,当年单株产量44.00kg。东山6Dongshan6军庄镇东山村树龄在50年以上,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量94.55kg。东山7Dongshan7军庄镇东山村树龄在50年以上,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量119.05kg。西马1Xima1王平镇西马沟村树龄8年,树势较开张,树势中庸健壮,当年结果良好,无枝干病害,当年单株产量31.50kg。西马2Xima2王平镇西马沟村树龄8年,树势较开张,树势中庸健壮,无枝干病害,当年单株产量45.00kg。西马3Xima3王平镇西马沟村树龄在50年以上,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量23.50kg。西马4Xima4王平镇西马沟村树龄在50年以上,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量92.50kg。梅坪1Meiping1王平镇梅坪村树龄10年,树势中庸,生长健壮,无枝干病害,当年单株产量28.50kg。梅坪2Meiping2王平镇梅坪村树龄10年,树势中庸,生长健壮,无无枝干病害,当年单株产量24.00kg。
2.2 ‘京白梨’果实品质分析
初步筛选13个单株,成熟期采收全部果实,挑选接近典型果形的果实,以一次摞起最大数量的果实作为指标,挑选优质果实,测定采收时和完成后熟的果实品质。一次摞4个果实及以下,作为优果1级;摞起5~6个果实,作为优果2级;摞起7个果实,为优果3级。
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‘京白梨’优果1级的果实品质孟5、东山6和西马4单株的果实一次摞起4个(图1),果实略偏斜、果顶微凸或凸起,果形指数变化大。与本研究选取的其他单株相比,孟5果实果顶凸起,果形指数偏大,果实形状偏高,果个大,后熟果实可溶性固形物含量高;东山6果实扁圆、果顶微凸,果形指数为0.88,果形较好,果个中等,后熟果实可滴定酸含量低且Vc含量中等;西马4果形指数与东山6相近,果个中等偏小,后熟后可滴定酸含量和Vc含量较高;3个单株果实出汁率相差不大且后熟后可溶性固形物质量分数均大于15.00%(表2-1和表2-2)。
表2-1 ‘京白梨’优果1级果实品质测定
Table 2-1 Determination of fruit quality of first class of ‘Jingbaili’
测定指标Index采样地点Locationoffruitssampling孟5Meng5东山6Dongshan6西马4Xima4平均单果重/gAveragefruitweight150.26±23.98125.58±21.30117.82±21.96最大单果重/gMaximumfruitweight225.40184.90170.30横径/mmHorizontaldiameter66.72±3.9464.02±3.7862.55±3.99纵径/mmVerticaldiameter63.44±4.0356.41±3.6753.97±7.311/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameter58.50±4.4254.12±3.0951.26±4.73果形指数Fruitshapeindex0.95±0.050.88±0.040.89±0.161/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldiametersdividedverticaldiameter0.92±0.040.96±0.041.07±1.04果心大小/mmCoresize26.28±4.1326.23±3.9727.95±1.94果心/横径Coresize/horizontaldiameter0.39±0.060.42±0.070.45±0.03种子数/个Numberofseeds4.80±2.395.70±2.355.20±1.44
表2-2 ‘京白梨’优果1级果实品质测定
Table 2-2 Determination of fruit quality of first class of ‘Jingbaili’
测定指标Index孟5Meng5东山6Dongshan6西马4Xima4采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit硬度/(kg/cm2)Hardness11.32±0.33 5.00±0.4210.74±0.11 4.47±0.1910.78±0.56 3.27±0.31可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction12.70±0.4316.83±0.2311.97±0.1515.14±0.2512.80±0.7115.63±0.58可滴定酸质量分数/%Titratableaciditymassfraction 0.09±0.00 0.21±0.06 0.11±0.01 0.07±0.01 0.16±0.01 0.24±0.02糖酸比Ratioofsugertoacids138.0478.66112.90207.4081.5364.87Vc质量分数/(mg/100g)Vcmassfraction 1.96±0.48 0.56±0.09 0.53±0.26 0.31±0.11 2.01±0.08 0.45±0.06出汁率/(mL/100g)Juiceyield72.6371.8673.9576.3069.1474.00
图1 ‘京白梨’优果1级果实形状
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‘京白梨’优果2级的果实品质孟1、孟2、孟4、东山7和梅坪1单株的果实一次可摞起5个(图2),果实均一程度一般,果形扁圆、果顶平或微凸,果形指数在0.86~0.89之间(表3-1和表3-2)。与本研究选取的其他单株相比,孟1果实果个大,后熟果实可滴定酸含量、Vc含量及出汁率均中等;孟2果实大小中等,后熟果实可溶性固形物质量分数低,未达15.00%,后熟果实可滴定酸含量与Vc含量尚可,出汁率较高;孟4果个最大,最大单果重可达241.37 g,后熟果实可溶性固形物含量高、可滴定酸含量与Vc含量为较高;东山7果实果个中等,后熟果实可溶性固形物含量低,可滴定酸含量与出汁率量中等;梅坪1果个中等,后熟果实可溶性固形物含量一般、可滴定酸含量和Vc含量高,出汁率较低。
表3-1 ‘京白梨’优果2级果实品质测定(1)
Table 3-1 Determination of fruit quality of second class of ‘Jingbaili’(1)
测定指标Index采样地点Locationoffruitssampling孟1Meng1孟2Meng2孟4Meng4东山7Dongshan7梅坪1Meiping1平均单果重/gAveragefruitweight126.14±23.92104.66±17.64159.99±39.41116.36±19.74115.89±19.83最大单果重/gMaximumfruitweight185.40163.29241.37165.20167.65横径/mmHorizontaldiameter64.23±5.8260.40±5.6368.45±5.8262.89±3.7362.44±3.94纵径/mmVerticaldiameter56.85±4.2052.20±3.1660.73±5.4354.02±3.7454.79±3.671/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameter54.29±4.2249.74±3.3058.18±5.7751.64±3.5051.32±3.73果形指数Fruitshapeindex0.89±0.050.87±0.060.89±0.040.86±0.040.88±0.051/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldiametersdividedverticaldiameter0.96±0.040.95±0.040.96±0.030.96±0.040.94±0.06果心大小/mmCoresize27.27±1.7428.25±2.3029.55±2.8725.51±2.2529.24±3.07果心/横径Coresize/horizontaldiameter0.44±0.030.48±0.040.45±0.030.41±0.030.47±0.05种子数/个Numberofseeds5.70±2.186.30±1.886.40±2.115.70±2.225.60±2.25
图2 ‘京白梨’优果2级果实形状(1)
孟3、西马3和梅坪2的果实一次可摞起6个(图3),果实形状较为均一,果实扁圆形,果顶平或微凸,果形指数为0.87~0.89(表4-1和表4-2)。与所选的其他单株相比,孟3果实果个中等,果实后熟后可溶性固形物质量分数高,可达16.00%以上,果实偏甜,后熟后Vc含量为及出汁率也偏高,果实品质良好;西马3和梅坪2果实果个小或中等,平均单果重为105.58 g,后熟果实可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量及出汁率并未突出。
图3 ‘京白梨’优果2级果实形状(2)
表4-1 ‘京白梨’优果2级果实品质测定(2)
Table 4-1 Determination of fruit quality of second class of ‘Jingbaili’(2)
测定指标Index采样地点Locationoffruitssampling孟3Meng3西马3Xima3梅坪2Meiping2平均单果重/gAveragefruitweight106.95±20.73102.15±20.14109.00±22.8最大单果重/gMaximumfruitweight143.80146.20177.90横径/mmHorizontaldiameter60.30±4.3059.58±4.8660.97±4.54纵径/mmVerticaldiameter52.21±3.7252.67±3.6553.65±3.721/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameters49.78±3.9548.64±4.3749.99±3.75果形指数Fruitshapeindex0.87±0.040.89±0.050.88±0.041/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldiametersdividedverticaldiameter0.95±0.040.92±0.060.93±0.05果心大小/mmCoresize26.25±2.3924.68±2.1627.53±2.65果心/横径Coresize/horizontaldiameter0.44±0.040.42±0.040.46±0.04种子数/个Numberofseeds5.20±1.975.70±1.746.50±1.95
表4-2 ‘京白梨’优果2级果实品质测定(2)
Table 4-2 Determination of fruit quality of second class of ‘Jingbaili’(2)
测定指标Index孟3Meng3西马3Xima3梅坪2Meiping2采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit硬度/(kg/cm2)Hardness11.13±0.99 4.69±0.71 9.51±0.39 3.09±0.3011.06±0.47 3.09±0.12可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction12.00±0.4316.13±0.3112.70±0.6615.68±0.2312.74±0.0515.82±0.40可滴定酸质量分数/%Titratableaciditymassfraction 0.12±0.01 0.14±0.01 0.14±0.01 0.20±0.01 0.20±0.01 0.29±0.03糖酸比Ratioofsugertoacids101.70114.4288.8180.4364.6753.98Vc质量分数/(mg/100g)Vcmassfraction 1.81±0.21 0.51±0.12 1.28±0.11 0.59±0.10 2.18±0.08 0.48±0.10出汁率/(mL/100g)Juiceyield75.4274.5569.0575.2065.1874.09
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‘京白梨’优果3级的果实品质西马1和西马2的果实一次可摞起7个(图4),果实形状均一。果实扁圆形且平顶,果形极佳,果形指数约为0.83(表5-1和表5-2),符合‘京白梨’果实形状特征。西马1和西马2果个最小,平均单果重在74.00 g左右,但果形最好,后熟后Vc含量较高,且可溶性固形物质量分数均大于15.00%,后熟后果实较甜,可滴定酸含量和出汁率相比其他优果来说处于中等水平。总体来说,西马1和西马2的果实除单果重外,其余各项指标均在优果中处于中等或较优水平。
表5-1 ‘京白梨’优果3级果实品质测定
Table 5-1 Determination of fruit quality of third class of ‘Jingbaili’
测定指标Index采样地点Locationoffruitssampling西马1Xima1西马2Xima2平均单果重/gAveragefruitweight 72.14±11.07 77.08±11.82最大单果重/gMaximumfruitweight101.20104.10横径/mmHorizontaldiameter53.82±2.9454.93±3.13纵径/mmVerticaldiameter44.67±2.2345.72±2.721/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameter42.42±2.8343.50±2.87果形指数Fruitshapeindex0.83±0.030.83±0.041/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldi-ametersdividedverticaldiameter0.95±0.050.95±0.04果心大小/mmCoresize25.16±2.6425.84±2.04果心/横径Coresize/horizontaldiameter0.47±0.050.47±0.04种子数/个Numberofseeds7.80±1.417.30±1.74
表5-2 ‘京白梨’优果3级果实品质测定
Table 5-2 Determination of fruit quality of third class of ‘Jingbaili’
测定指标Index西马1Xima1西马2Xima2采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit硬度/(kg/cm2)Hardness10.25±0.49 3.01±0.4210.54±0.61 4.68±0.45可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction12.45±0.7315.42±0.4312.84±0.4015.10±0.32
表5-2(续)
测定指标Index西马1Xima1西马2Xima2采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit采收果实Harvestedfruit后熟果实Postharvestedfruit可滴定酸质量分数/%Titratableaciditymassfraction0.11±0.010.18±0.000.11±0.010.17±0.01糖酸比Ratioofsugertoacids114.2284.71120.0091.52Vc质量分数/(mg/100g)Vcmassfraction1.23±0.270.62±0.031.13±0.090.45±0.06出汁率/(mL/100g)Juiceyield75.6775.1576.0077.51
图4 ‘京白梨’优果3级果实形状
2.3 ‘京白梨’采收果实的特征性指标分析
为了分析‘京白梨’果实的各项品质指标对果实综合品质的贡献率,将采收时的果实和经后熟后果实分作2组测定数据,分别利用隶属函数值法进行标准化处理后,再进行主成分分析。
采收时果实品质指标的前3个主成分(特征根>1)累计贡献率达到了76.65%,即这3个主成分能代表全部数据76.65%的信息量(表6)。因此,采用前3个主成分即可基本全面的评价果实品质。由表中数据可以看出,决定第一主成分的主要指标是单果重(包括平均单果重和最大单果重)和果实纵横径(包括果形指数),决定第二主成分的指标主要是可滴定酸含量和糖酸比,决定第三主成分的指标主要为可溶性固形物含量。综上所述,‘京白梨’采收时果实品质的评价关键指标是单果重、果实纵横径、可溶性固形物和可滴定酸含量。
表6 ‘京白梨’采收果实的品质主成分分析
Table 6 The principal component analysis of quality indicator of havested Jingbaili fruit
测定指标Index成分Component12345平均单果重/gAveragefruitweight0.980.050.010.040.07最大单果重/gMaximumfruitweight0.970.120.08-0.020.14横径/mmHorizontaldiameter0.980.030.060.010.00纵径/mmVerticaldiameter0.990.01-0.07-0.100.051/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameter0.99-0.030.02-0.040.02果形指数Fruitshapeindex0.860.06-0.27-0.23-0.071/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldiametersdividedverticaldiameter0.040.210.180.56-0.73果心大小/mmCoresize0.460.530.650.04-0.01果心/横径Coresize/horizontaldiameter-0.610.390.630.040.07
表6(续)
测定指标Index成分Component12345种子数/个Numberofseeds-0.730.080.230.180.51硬度/(kg/cm2)Hardness0.47-0.510.490.310.04可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction-0.020.44-0.700.470.19可滴定酸质量分数/%Titratableaciditymassfraction-0.050.93-0.19-0.020.00糖酸比Ratioofsugertoacids0.11-0.940.140.090.09Vc质量分数/(mg/100g)Vcmassfraction0.560.150.060.650.35出汁率/(mL/100g)Juiceyield-0.25-0.55-0.390.36-0.08特征值Eigenvalue7.283.051.931.281.02贡献率/%Percentofvariance45.5219.0412.098.016.35累计贡献率/%Totalpercentofvariance45.5264.5676.6584.6691.01
2.4 ‘京白梨’后熟果实的特征性指标分析
经后熟的‘京白梨’果实的主成分分析结果表明,前3个主成分累计贡献率达到76.58%,能代表全部数据的绝大部分信息(表7)。决定第一主成分的主要是单果重、果实纵横径及果形指数,决定第二主成分的主要是可滴定酸含量和糖酸比,决定第三主成分的主要是果心大小。
表7 ‘京白梨’后熟果实的品质主成分分析
Table 7 The principal component analysis of quality indicator of ripened Jingbaili fruit
测定指标Index成分Component12345平均单果重/gAveragefruitweight0.98-0.030.120.130.06最大单果重/gMaximumfruitweight0.950.040.160.170.04横径/mmHorizontaldiameter0.97-0.080.180.020.03纵径/mmVerticaldiameter0.99-0.020.000.04-0.03
表7(续)
测定指标Index成分Component123451/4横径处的纵径/mmVerticaldiametersof1/4horizontaldiameter0.99-0.110.100.060.01果形指数Fruitshapeindex0.890.13-0.26-0.100.031/4横径处的纵径/果实纵径Verticaldiametersof1/4horizontaldiametersdividedverticaldiameter-0.010.020.35-0.430.80果心大小/mmCoresize0.430.410.770.060.02果心/横径Coresize/horizontaldiameter-0.640.370.590.14-0.01种子数/个Numberofseeds-0.750.120.190.51-0.05硬度/(kg/cm2)Hardness0.56-0.320.330.39-0.25可溶性固形物质量分数/%Solublesolidmassfraction0.540.35-0.610.230.20可滴定酸质量分数/%Titratableaciditymassfraction0.170.960.09-0.06-0.06糖酸比Ratioofsugertoacids0.00-0.90-0.100.000.07Vc质量分数/(mg/100g)Vcmassfraction-0.080.54-0.520.480.29出汁率/(mL/100g)Juiceyield-0.25-0.450.180.590.45特征值Eigenvalue7.402.802.051.321.05贡献率/%Percentofvariance46.2617.5212.808.276.54累计贡献率/%Totalpercentofvariance46.2663.7876.5884.8591.39
2.5 ‘京白梨’优质果实的品质综合评价
以主成分贡献率为权重,分别计算各样本采收时及后熟后果实品质的5个主成分分值与相应权重之积的累加之和,得到综合分值Dn,F1、F2、F3、F4和F5分别为前5个主成分的分值。
采收时果实品质综合分值>1.0的是孟4和孟5果实;其次是东山7(0.84)、梅坪2(0.82)、孟1(0.79)和梅坪1果实(0.76),品质较好;综合分值处于0.4~0.7之间的有孟2、孟3、东山6、西马1和西马2果实,品质中等;综合分值小于0.4的分别为西马3果实和西马4果实,品质较差。后熟后果实品质综合得分与采收时果实的排名情况相似(表8)。
表8 ‘京白梨’果实品质的主成分得分及综合得分
Table 8 Principal component and integrated scores of Jingbaili fruit quality
样本Sample采收时的果实Harvestedfruit后熟后的果实RipenedfruitF1F2F3F4F5DnF1F2F3F4F5Dn孟1Meng11.51-0.490.511.240.490.791.410.110.820.960.530.89孟2Meng20.81-0.031.170.440.420.560.630.331.171.200.590.64孟3Meng30.820.020.061.030.270.490.910.320.211.140.710.64孟4Meng42.050.740.451.320.891.292.050.841.011.870.811.43孟5Meng52.24-0.28-0.380.860.581.022.380.68-0.131.220.551.34东山6Dongshan61.22-0.110.000.670.210.601.28-0.550.481.060.710.69东山7Dongshan71.200.920.141.40-0.150.841.140.970.720.591.320.93西马1Xima11.19-0.640.151.250.490.571.05-0.100.570.770.400.63西马2Xima20.690.45-0.550.640.480.420.740.61-0.231.070.680.55西马3Xima3-0.440.000.091.180.66-0.05-0.440.800.181.310.740.12西马4Xima4-0.260.020.051.270.610.03-0.190.420.601.390.590.22梅坪1Meiping11.010.930.380.690.360.761.181.200.990.740.130.95梅坪2Meiping20.941.260.170.940.800.820.881.260.501.160.580.83
注:F1~F5为前五个主成分分值;Dn为相应权重之积的累加之和。
Notes:F1-F5 are the scores of the first five principal components; Dn is the cumulative sum of the products of the corresponding weights.
果实品质综合分值高的除孟5果实外,其余均属于优品2级,如孟4果实可摞起5个,梅坪2果实可摞起6个。根据果品品质综合分值和果实可摞起的个数,梅坪2果实具有代表性。因此,‘京白梨’优级果品的关键指标为果形指数≤0.88、单果重≥110.00 g,采收时果实可溶性固形物质量分数≥12.50%、后熟果实可溶性固形物质量分数≥15.00%。
3 讨论与结论
果实品质评价包括外观形状和果实内在品质,是指导果树生产、果实采收和果品分级的基础工作。‘京白梨’为起源于北京地区的本地品种,以“一次可以摞起8个果实”描述传统‘京白梨’果实的品质和典型性。本研究以北京市门头沟地区‘京白梨’为研究对象,果实品质评价的指标具有普适性,但优级果品指标的评价具有地域界限,若在全国的‘京白梨’产区推广,尚需扩大样本量和果品指标的深入分析。
本研究利用主成分分析的方法,对北京门头沟地区筛选出的13个‘京白梨’优良单株的果实分别进行采收时与成熟后的果实品质分析。由于主成分分析的各项指标数据的计量单位不同,需要对数据进行标准化处理,消除纲量差异。如库尔勒香梨、野生梨的果实评价中用Z-Score函数标准化,烟台地区西洋梨果实评价中用隶属函数法进行标准化,南方砂梨果实评价中对原始数据进行均衡归一化处理。本研究应用隶属函数值法进行标准化处理,达到消除不同指标对评价体系的影响,经主成分分析后,前3个主成分的累计信息量均大于75.00%,即主成分可代表所有果实理化性质的大部分信息。经过主成分分析后计算综合分值Dn,可以作为评价‘京白梨’果实品质的一种简要方法。主成分分析能够根据主成分得分对各性状做出相当评价,因此相较于单一的品质指标分析更具有综合性,避免因过于注重单一的优良性状而片面评价果实品质。
本研究根据果实摞起个数,将‘京白梨’分为优果1级(摞起4个果实)、优果2级(摞起5~6个果实)和优果3级(摞起7个果实)。根据品质综合评价得分,孟4和孟5的单果重、Vc含量、后熟后的可溶性固形物质量分数最高,可达16.83%,因此二者的果品最佳,但这2种果实果形指数过高,不符合传统上‘京白梨’呈现的平顶的“荸荠扁”果形。优果3级中西马1与西马2由于果个小,单果重轻,在综合评分中分值最低,但果形指数最好,后熟后的可溶性固形物含量、糖酸比及出汁率均处在所有单株果实的中等位置。孟4和孟5与西马1和西马2相比,前者虽单果重可达150.00 g,但最多只能摞4~5个果,而后者最多可摞7个果,说明前者的果形均一程度小于后者,在果实内在品质方面二者并无显著差别,考虑到‘京白梨’传统果形的特殊性,因此认为西马1与西马2为最优果。本研究认为,在评价‘京白梨’果实品质时应分为优果评价指标和普通果实评价指标,普通果实分级时可将单果重、果实纵横径和果形指数作为主要指标,后熟后糖酸比和可溶性固形物含量作为辅助指标,为保证‘京白梨’果实传统性状,进行优果评价时在此基础上应优先考虑果形指数。由于梅坪2综合得分高,且果形指数符合‘京白梨’果实的传统果形,因此综合考虑后认为梅坪2是具有代表性的‘京白梨’的果实。