天津市西青区不同薄皮甜瓜品种的品质分析与综合评价研究
2023-09-08丁永鑫王诗仪张悦刘艺涵郭小鸥
丁永鑫，王诗仪，张悦，刘艺涵，郭小鸥
（天津农学院 园艺园林学院，天津 300392）
甜瓜，香气浓郁，质地脆爽，营养价值丰富，备受消费者青睐[1]。作为世界重要的蔬菜瓜果之一，具有栽培周期较短[2]、投入产出比较高等优点，是一种高效经济的瓜果作物，栽培甜瓜已经成为以种植业为主要经济来源的广大农民快速实现增收目标的一条有效途径[3]。天津甜瓜种植面积约1 900 hm2，其中西青区甜瓜的种植面积不断扩大，产业发展迅速，种植面积仍有增长空间。良好的品种是生产优质甜瓜的基础，目前天津市西青区种植甜瓜主要分为薄皮和厚皮两大类，不同类型品种繁多，品种间特性差异较大[4]，为种植者及消费者选择带来难度。目前，对甜瓜采后贮藏[5]、鲜切处理[6-7]、栽培技术[8]、产量提升[9]、营养成分[10]报道较多，但缺乏对不同甜瓜品种营养品质评价较为系统的研究[11]。
因此，不同甜瓜品种品质指标的测定分析对比对选择优质甜瓜品种具有重要意义。本研究运用主成分分析法对甜瓜果实品质进行综合评价，建立甜瓜果实品质评价模型，为筛选适宜天津市西青区种植的甜瓜品种提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料：在天津市西青区市场充分调研基础上，选择‘绿宝石二号’‘羊角蜜’‘博洋九号’3 个品种。供试样品选购于西青区不同设施栽培基地，果实为当地主栽品种，采用常规种植方式及栽培条件，均达到生理成熟。
图1 为甜瓜外观特征。如图所示，‘绿宝石二号’果皮绿色光滑，成椭圆形；‘羊角蜜’果皮灰绿，果实成长锥形；‘博洋九号’果皮深绿，条纹清晰，果实成短圆锥形。
图1 甜瓜外观特征
试验仪器：GB/T21389-2008 游标卡尺（0-300 mm），YP10K-1 天平，LX-A/c/D 普通硬度计，JC18101 糖度计，R-5000 阿贝折光仪，UV7502C光谱仪，单反相机。
试验试剂：维生素C（VC）测试盒（南京建成生物工程研究所A009-1-1）。
1.2 试验方法
1.2.1 外形性状测定
使用YP10K-1 天平测量各品种甜瓜质量，重复3 次，下同；用游标卡尺测量各品种甜瓜的横径和纵径，并计算果形指数；使用LX-A/c/D 普通硬度计测量各品种甜瓜硬度（每个果实测赤道部位，均匀测定6 个点，取平均值）；使用游标卡尺测量各品种甜瓜果肉果皮厚度。
1.2.2 品质性状测定
用R-5000 阿贝折光仪测定可溶性固形物；采用2，6-二氯酚靛酚滴定法[11]测定VC 含量；用JC18101 糖度计测量可溶性糖、可滴定酸含量，计算糖酸比。同时邀请26 名在校大学生在不知道各甜瓜品种的前提下从外观、香气、质地、口感、水分、甜度等指标进行甜瓜果实品质感观评价。
1.3 数据处理
使用Excel 软件进行数据处理和作图，SPSS 18.0 软件进行差异显著性分析（Duncan 新复极差法）、相关性分析、因子分析。
2 结果与分析
2.1 测定结果
表1 为不同甜瓜品种性状指标，表2 为对其标准化处理的结果，由表1、表2 可知，‘绿宝石二号’和‘博洋九号’单果重较大，‘羊角蜜’单果重较小；‘绿宝石二号’可溶性固形物含量高于‘博洋九号’和‘羊角蜜’；‘羊角蜜’的VC 含量高于‘绿宝石二号’和‘博洋九号’；‘博洋九号’的果肉厚度高于‘绿宝石二号’和‘羊角蜜’，具有更饱满的果肉。
表1 不同甜瓜品种性状指标
表2 不同甜瓜品种性状指标标准化处理
2.2 相关性分析
由表3 可知，薄皮甜瓜的8 个质构指标间具有不同程度的相关性。其中质量与果肉厚度呈显著正相关（P＜0.05），与硬度、果形指数、VC 含量呈极显著负相关（P＜0.01），与糖酸比呈显著负相关（P＜0.05）；VC 含量与可溶性固形物含量、果皮厚度呈极显著负相关（P＜0.01），与硬度、果形指数、糖酸比呈极显著正相关（P＜0.01）；糖酸比与硬度、果形指数呈极显著正相关（P＜0.01），与果皮厚度、可溶性固形物含量呈极显著负相关（P＜0.01）；可溶性固形物与果皮厚度呈极显著正相关（P＜0.01），与硬度和果形指数呈极显著负相关（P＜0.01）；果形指数与硬度呈极显著正相关（P＜0.01），与果皮厚度呈显著负相关（P＜0.05）；硬度与果皮厚度呈极显著负相关（P＜0.01）。其余指标之间相关性不显著。
表3 不同品种薄皮甜瓜性状相关性分析
由表4 可知，前两个主成分累计贡献率达100%，故选取前两个主成分建立综合得分（Q）数学模型，根据表5 确立各主因子的权重见公式（3）。
表5 性状指标主因子荷载矩阵
式中：F1、F2 表示2 个主因子得分。综合得分越高，说明质地品质越佳。
2.3 薄皮甜瓜果实质地特性的因子分析结果
对测定的8 个性状指标的数据经Z-标准化后进行因子分析。提取前2 个主因子，累计方差贡献率达100%（表4），表明此2 个主因子能够解释8 个指标的绝大部分信息。经最大方差法旋转后得到的主因子荷载矩阵见表5，第一主因子F1方差贡献率为75.87%，代表性指标中与之呈正荷载的为硬度、糖酸比、VC 含量、果形指数，呈负荷载的为果皮厚度、可溶性固形物含量、质量，因此，定义为营养因子；第二主因子F2 方差贡献率为24.13%，代表性指标中与之呈正荷载的为果肉厚度、重量，呈负荷载的为果皮厚度、可溶性固形物含量，定义为质量因子；由此，将8 个指标归纳为2 个更具代表性的主因子。根据表5 对2个主因子进行得分模型的构建，见式（4）～（5）
分别计算各主因子得分并按降序排名（表6），F1（营养因子）得分较高的品种具有较高的硬度、糖酸比、VC 含量、果形指数，同时表现出较低的果皮厚度、可溶性固形物含量、质量。对于F1 得分，‘羊角蜜’得分最高，‘绿宝石二号’得分最低；F2（质量因子）得分越高说明硬度、VC 含量、果肉厚度越高，同时果皮厚度、可溶性固形物含量较低。‘博洋九号’的F2 得分最高，‘羊角蜜’位于最后一位。Q（综合评价）得分‘羊角蜜’排在第一位，‘绿宝石二号’排最后一位。
表6 不同品种厚皮甜瓜果实主因子及综合得分排名
2.4 感官评价结果
26 名在校大学生从外观、香气、质地、口感、水分、甜度等指标进行甜瓜果实品质感官评价，对26 份感官评价结果取平均值得出表7 所示数据。薄皮甜瓜综合评价分数相差不大，排名从高到低为‘羊角蜜’‘博洋九号’‘绿宝石二号’。感官评价得分排名与Q（综合评价）得分排名一致。
表7 不同品种甜瓜果实感官评价结果
3 讨论与结论
近年来，有关学者利用隶属函数法[12]、主成分分析法[13]、模糊评判法[14]和标准化值加权法[15]等方法对杨梅[16]、冰糖橙[15]、枣[12]、砂梨[17]、葡萄[18]、猕猴桃[14]、蓝莓[13]、欧李[19]和樱桃[20]等果实进行了分析与综合评价。MILOSEVIC 等利用主成分分析对43 种欧洲李和12 种丹森李的果实品质和表型性状进行了研究[19]；LI 等应用多元方差分析、典型变量分析、主成分分析、偏最小二乘和线性判别分析研究3 个桃品种的物理特性对品种之间的差异进行定量和定性分析[21]；PESTANA 等利用主成分分析法来评价柑橘果实品质[22]；CARBONE 等研究了8 个早熟杏品种的品质性状、生化性质、抗辐射能力和羟基肉桂酸，并且表明主成分分析可以根据品种的品质和生化特性建立品种之间的相似性[23]；张伟龙等利用主成分分析法选择优质油用牡丹[24]都说明主成分分析法可以对果实品质进行综合评价。甜瓜果实含糖、碳水化合物、多种矿物质、氨基酸、蛋白质和维生素C等果实品质的因子很多[25]，而各个因子之间存在密切的相关性和相对独立性，给综合评价带来了一定难度。目前，有关甜瓜果实品质综合评价方面的研究鲜见报道。张波[26]对天津市滨海地区甜瓜品种对比试验研究中，仅随机选取了15 个人对甜瓜品种进行感官评价，缺少具体数据分析，因此，本文对天津市西青区3 个甜瓜品种的外形性状及品质性状指标测定后，运用主成分分析法对果实品质进行综合评价，建立了甜瓜果实品质评价模型，筛选出适宜天津市西青区种植的品质优、口感好的品种，并建立了一套甜瓜果实品质分析、综合评价的方法。其中关键因子选择硬度、果皮厚度、可溶性固形物含量、VC 含量、糖酸比、果形指数、重量、果肉厚度。与史亮亮等[27]基于主成分分析的适宜广州地区早春栽培薄皮甜瓜品种比较和王学征等[28]对甜瓜品系主要性状相关性和主成分分析中选择主因子基本一致。
张敬敬等[29]在对河北省不同厚皮甜瓜品种的品质测定与综合评价中，以‘久红瑞’为试材，测得可溶性固形物含量为11.48%，与本试验测定无较大的差异；史亮亮等[27]在基于主成分分析的适宜广州地区早春栽培薄皮甜瓜品种比较中，以‘博洋九号’为试材，测得单果质量为0.45 kg、可溶性固形物含量为7.70%、果形指数为2.21，均与本试验测定无较大的差异。潘好斌等[30]在对不同品种薄皮甜瓜成熟期果实质地品质分析及综合评价中，以‘羊角蜜’为试材，测得可溶性固形物含量为10.83%，单果重为621.82 g，与本试验测定结果有较大差异，可能是由于产地、种植环境、温光条件以及采收期不同造成这种现象。叶丽琴等[31]在不同发育阶段欧李果实糖酸变化规律研究及相关性分析中得出水果中的糖含量和酸含量直接影响着果实的风味和口感。和银霞等[32]在采前喷钙对贮藏期欧李果实腐烂率及糖酸含量的影响研究表明，果实的风味和口感大部分由果实糖酸比决定。本试验对薄皮甜瓜进行主成分分析时糖酸比所占权重都比较高，与前人研究结果相符。
综上分析，不同品种的甜瓜在综合品质上有着较大的差异，根据本研究构建的综合评价模型，薄皮甜瓜排名为‘羊角蜜’‘博洋九号’‘绿宝石二号’。
