不同山楂栽培品种果实的多元性分析与评价

摘" 要：【目的】 对8个山楂栽培品种的果实品质进行测定分析，筛选确定其营养品质评价代表性指标，以筛选出果实综合品质优良的山楂品种，为山楂育种、栽培、加工及利用提供参考。【方法】以山西省内主栽的8个山楂品种品系为试材，测定其内在品质等相关指标，并采用相关性分析、主成分分析及主成分综合评分法进行比较和评价。【结果】研究表明，8个山楂品种的果实品质存在显著差异，单果质量与可滴定酸极显著负相关；总糖含量与总酮、总酚含量间存在极显著正相关；总糖含量与Ca、K含量极显著负相关；可滴定酸与P含量显著负相关；总酮含量与总酚含量极显著正相关；K含量与总酮、总酚含量极显著负相关。主成分分析提取3个主成分，累计贡献率为83.014。表明影响山楂果品质的主要指标为总酮、总酚、总糖等。【结论】综合评价结果表明，‘晋红1号’‘泽州红’‘歪把红’‘超金星’‘红五棱’等品种品质综合评价较高。研究为进一步构建山楂果实评价体系提供了参考。

关键词：山楂；主成分分析；品质评价

文章编号：2096-8108（2024）06-0017-04" 中图分类号：S661.5中图分类号" 文献标识码：A文献标志码

收稿日期：2024-08-10中文收稿日期

基金项目：山西农业大学优秀青年基金项目（YCX2020YQ13）；山西农业大学生物育种工程项目（YZGC037）；山西省科技合作交流专项项目（202204041101055）；农业农村部都市农业重点实验室项目（UA08）；山西省现代农业产业技术体系建设专项（2024CYJSTX07-11）

第一作者简介：任" 瑞（1984-），女，硕士，助理研究员，主要从事山楂种质资源收集保存与利用研究。E-mail：renrui2005@yeah.net

*通信作者：杨明霞（1973-），女，博士，研究员，主要从事山楂资源收集利用及生态学研究。E-mail：ymx20051@163.com

Analysis and Evaluation of Fruit Diversity of Different Hawthorn Cultivars

REN" Rui1，ZHAO" Shiyue1，HE" Meimei1，CUI" Keqiang1，YANG" Mingxia1*，CUI" Yuanyuan2

（1.Pomology Institute， Shanxi Agricultural University， Taiyuan Shanxi 030031， China;

2.Agricultural and Rural Bureau of Anping County， Anping" Hebei 053600， China）

Abstract：【Objective】 The fruit quality of 8 hawthorn cultivars was measured and analyzed， and the representative indexes of nutritional quality evaluation were screened and determined， so as to screen out hawthorn cultivars with excellent comprehensive fruit quality， and provide reference for hawthorn breeding， cultivation， processing and utilization.【Methods】The internal quality of 8 Crataegus cultivars in Shanxi province was determined by correlation analysis， principal component analysis （PCA） and principal component comprehensive score （PCA） .【Results】 The results showed that there were significant differences in fruit quality among 8 hawthorn cultivars. There was a significant negative correlation between single fruit weight and titratable acid， total sugar content and total ketone， total phenol content， total sugar content and Ca， K content There was a significant negative correlation between titratable acid and P content， between total ketone and total phenol content， and between K content and total ketone and total phenol content. Three principal components were extracted by principal component analysis， and the cumulative contribution rate was 83.014. The results showed that the main indexes affecting the quality of hawthorn fruit were total ketone， total phenol and total sugar. 【Conclusion】The comprehensive evaluation results showed that： Jinhong 1， Zezhouhong， Waibahong， Chaojinxing， Hongwuleng were highly evaluated. This study provides a reference for the further construction of Hawthorn fruit evaluation system.

Keywords：hawthorn; principal component analysis; quality evaluation

山楂为蔷薇科山楂属植物，原产于我国，具有抗性强、适应强等优点，是发展乡村生态的优势树种。山楂具有很高的营养价值，富含维生素、矿物质元素和有机酸等，还有很多生物活性成分，是典型的药食两用水果，在鲜食、加工和药用上有广泛的应用［1-4］。

在20世纪80年代，我国兴起了山楂研究热潮，全国山楂种植面积骤增，山西也是山楂的主产区之一。然而随着山楂市场的饱和，山楂价格开始走低，人们对山楂的栽培管理热情大减，直接导致山楂的栽培面积、果实品质急剧下降。近年来随着人们生活水平的提高，对水果的需求越来越多元化，特别是山楂的营养价值，越来越受到人们关注，山楂市场开始回暖。人们对水果的需求，不仅要吃的安全，还需要吃得营养，吃得健康，因此为了满足人们对美好生活的需求，在山楂果实的营养品质改良方面的研究越来越受重视。但是目前对于山楂果实品质育种目标或评价体系的构建研究较少，所以建立适应性广泛的山楂营养品质综合评价体系具有重要意义。

本研究以在山西地区的8个山楂栽培品种为试材，检测总糖、可滴定酸、维生素C、总酮、总酚、Ca、K、P、淀粉等11个指标，利用SPSS软件通过主成分分析筛选确定营养品质评价代表性指标，为山楂进一步的药用、加工、鲜食等利用提供参考。

1" 材料与方法

1.1" 试验时间、地点

试验于2018年—2022年连续5年采样，在山西农业大学果树研究所果树种质创制与利用重点实验室进行测定分析。

1.2" 试验材料

供试材料为‘晋红1号’‘大金星’‘红五棱’‘歪把红’‘泽州红’‘大棉球’‘八月红’‘超金星’8个山楂品种，各品种山楂果实采自山西农业大学果树研究所山楂示范园、稷山县、绛县、泽州等山西山楂主产区，供试山楂树均为5年以上大树。8个山楂品种均采于果实成熟期，随机采摘树体不同方位果实，采收后迅速运回实验室进行测定。

1.3" 试验方法

1.3.1" 测定方法

每个品种品系随机选取20个果实，总糖含量测定采用蒽酮比色法；可滴定酸采用NaOH滴定法测定；维生素C含量测定采用2，6-二氯靛酚法；总酚含量测定采用Folin-Ciocalteu 法；总酮含量测定采用亚硝酸钠硝酸铝比色法；采用火焰原子吸收法测定微量元素Ca、P、K含量；淀粉含量采用微量法测定［5-6］。

1.3.2" 数据处理

应用SPSS 24.0软件进行相关分析和主成分分析。

2" 结果与分析

2.1" 不同山楂品种果实的主要品质性状

通过表1可知，8个山楂品种品系单果质量范围在5.860～16.129 g，其中‘红五棱’单果最重，‘泽州红’单果最轻；果实总糖含量范围在7.721%～14.821%，‘晋红1号’总糖含量最高，‘红五棱’含量最低；可滴定酸质量分数范围在2.11%6～5.831%，‘泽州红’可滴定酸质量分数最高，‘大金星’最低；每百克果实维生素C含量范围在10.771～48.189 mg，‘超金星’维生素C含量含量最高，‘歪把红’含量最低；总酮、总酚含量测定结果，‘晋红1号’总酮、总酚含量均都较高，‘大棉球’均都较低；‘红五棱’Ca含量较高，‘大棉球’P含量较高，‘大金星’K含量较高。‘泽州红’淀粉含量较高。

2.2" 不同山楂品种果实品质的相关性分析

由表2可知，8个山楂品种的果实中，各品质指标间都存在一定程度的相关性。其中，果形指数与Ca、淀粉含量显著相关；单果质量与可滴定酸极显著负相关；总糖含量与总酮、总酚含量间存在极显著正相关，即总糖含量越高总酮总酚含量也越高；总糖含量与Ca、K含量极显著负相关；可滴定酸与维生素C含量显著相关，可滴定酸与P含量显著负相关；维生素C含量与淀粉含量显著相关；总酮含量与总酚含量极显著正相关；K含量与总酮、总酚含量极显著负相关，K含量越高总酮总酚含量越低。

2.3" 不同山楂品种果实品质因子的主成分分析

对山楂果实品质因子果形指数、单果质量、总糖、可滴定酸、矿物质含量等11个指标进行主成分分析，所得相关矩阵的特征值和方差贡献率、因子负荷矩阵见表3、表4。以特征值大于1.0的原则提取3个主成分，累计贡献率为83.014%，表明前3个主成分可代表原始数据的大部分信息。由表3和表4可知，第1主成分包含了原始信息量的40.232%，其大小主要由总酮、总酚、总糖决定，说明这几个指标在山楂果实品质评价中有重要作用；第2主成分包含了原始信息的26.769%，其大小主要由维生素C、可滴定酸、果形指数决定；第3主成分包含了原始信息的16.012%，其大小主要由Ca、P、果形指数决定。

2.4" 不同山楂品种果实的综合评价

由各主成分因子向量载荷系数及各主成分特征值可计算得到不同山楂品种果实品质相关矩阵的特征向量（见表4），根据特征向量和标准化后的数据，可得出3个主成分的得分函数表达式：

y1=-0.115*Zx1-0.238*Zx2+0.383*Zx3+0.175*Zx4+0.12*Zx5+0.456*Zx6+0.431*Zx7-0.268*Zx8-0.431*Zx9+0.039*Zx10+0.292*Zx11

y2=0.375*Zx1-0.329*Zx2-0.274*Zx3+0.471*Zx4+0.381*Zx5-0.076*Zx6-0.081*Zx7+0.325*Zx8+0.153*Zx9-0.277*Zx10+0.304*Zx11

y3=0.411*Zx1+0.409*Zx2-0.136*Zx3-0.292*Zx4+0.044*Zx5+0.095*Zx6+0.234*Zx7+0.448*Zx8-0.062*Zx9+0.466*Zx10+0.271*Zx11

以各主成分对应的方差贡献率为权重，可构建综合评价模型：

y=42.195*y1+21.238*y2+17.690*y3

根据以上模型计算出8个山楂果实品种品系的综合得分（见表5），较为直观地揭示果实的情况。综合得分排在前5的分别是‘晋红1号’‘泽州红’‘歪把红’‘超金星’‘红五棱’。

3" 讨论与结论

主成分分析法是通过降维技术简化数据结构的一种统计方法，该分析法已广泛应用于各种果树果实品质方面的分析评价，如：枣、龙眼、砂梨等［7-9］。本研究主要通过测定山楂果形指数、糖酸、总酮、总酚、矿物质含量等11项指标，来进行山楂果实品质综合评价。首先采用相关分析法分析8个山楂品种完全成熟果实品质指标，结果显示各指标在不同品种间存在一定的差异，各指标之间存在显著相关性，进一步应用主成分分析法进行综合评价，建立评价体系。8个山楂品种的11项指标提取出的3个主成分包含了83.014%的原始数据信息，根据各因子的方差贡献率得出，第1主成分指标为总酮、总酚、总糖，说明这些指标是决定山楂果实品质的重要指标；第2主成分主要为维生素C、可滴定酸、果形指数；第3主成分主要为Ca、P、果形指数，3个主成分得分累加，在客观上反应了不同果实的综合情况。8个山楂品种中，‘晋红1号’‘泽州红’‘歪把红’‘超金星’‘红五棱’等品种评分较高，综合评价结果与品种的实际表现基本一致，表明山楂的果实评价可以用这些指标来进行.但是果实品质评价的影响因素非常复杂，各个指标受栽培条件、管理水平影响也较大。今后应进一步细化指标，全方位的筛选评价指标便于更加全面、合理的评价山楂果实品质，为生产利用和品种选育提供参考依据。

中文致谢

参考文献

［1］" 赵焕谆，丰宝田.中国果树志·山楂卷［M］. 北京：中国林业出版社，1996.

［2］" 北京农业大学.果树栽培学［M］.北京：农业出版社，1980.

［3］" 杨桂馥，王以莲，李荣旗.山楂栽培与加工［M］.北京：中国轻工业出版社，1994.

［4］" 董文轩.中国果树科学与实践·山植［Ｍ］.陕西：陕西科学技术出版社，2015.

［5］" 高光跃，冯毓秀，秦秀芹.山楂类果实的化学成分分析及其质量评价［J］.药学学报，1995 （2）：138-143.

［6］" 周思源，王方安.水果、蔬菜及制品分析方法［M］.北京：中国计量出版社，1991.

［7］" 薛晓芳，赵爱玲，王永康，等. 不同枣品种果实品质分析及综合评价［J］.中国果树，2016（3） ：11-15.

［8］" 韩冬梅，吴振先，杨武，等.龙眼果实品质评价理化指标体系的构建［J］.植物遗传资源学报，2015，16（3）： 503-511.

［9］" 董星光，田路明，曹玉芬，等.我国南方砂梨主产区主栽品种果实品质因子分析及综合评价［J］.果树学报，2014，31（5）：815-822.