新疆石榴果实品质主成分分析

杨 磊，靳 娟，樊丁宇，赵国庆，杨宏顺，郝 庆

(1.新疆农业科学院园艺作物研究所/农业部新疆地区果树科学观测实验站，乌鲁木齐　830091；2.疏附县农业技术推广中心，新疆喀什　844100)

0　引 言

【研究意义】石榴(PunicagranatumL.)属石榴科(Punicaceae)石榴属(PunicaL.)落叶灌木或小乔木，原产伊朗、阿富汗等中亚地区，适应性强，在热带和亚热带地区广泛栽培[1]。经过长期的栽培驯化，在我国南北各地均有分布，形成了新疆叶城、陕西临潼、山东枣庄、河南荥阳、河南开封、安徽怀远、四川会理、云南蒙自等8大石榴主产区[2,3]。南疆地处中亚腹地，属典型的暖温带大陆性干旱气候带，昼夜温差大，光、热资源丰富，干旱少雨，年降水量39 ～ 664 mm，年平均气温在11.4～11.7℃，无霜期220 d左右，年有效积温可达4 200℃，年均日照时数3 000～3200 h，与其它地区的石榴相比，南疆的石榴果实个大、皮薄、着色好、汁多味甜、营养丰富[4-6]。新疆引种栽培石榴历史悠久，距今至少有1 600余年[6]，在长期的栽培驯化中形成了许多优异的品种资源，据报道目前至少有21份[7]。【前人研究进展】果实品质是评价品种优劣的重要依据，主要由外观品质和内在品质构成[8]。国内研究者已对新疆石榴果实品质进行了相关的研究。张万民等[5]调查认为喀什酸石榴外观品质最好，皮亚曼1号内在品质最好。陈芸等[9]通过对喀什及和田石榴主栽品种调查和初步鉴定，认为皮亚曼石榴和叶城大籽甜石榴内在品质最佳，最适宜鲜食。杨磊等[10]从栽培方面探讨了降低喀什石榴裂果率的技术措施。卓热木·塔西等[11]通过比较叶城和郑州两地不同石榴的果实品质，对其用途提出了建议。【本研究切入点】近年来，主成分分析在生物性状评价和产品品质评价中已广泛应用，但针对新疆石榴果实品质的应用报道较少。研究分析新疆石榴果实品质主成分。【拟解决的关键问题】研究以新疆6个石榴材料，对果实可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、VC含量以及出汁率等指标进行测定，通过主成分分析对内在品质进行评价，为新疆石榴的果实品质综合评价提供理论参考。

1　材料与方法

1.1　材 料

2016年9月27～29日石榴成熟期，分别在叶城县伯西热克乡采摘叶城酸石榴、叶城甜石榴和叶城大籽甜石榴，皮山县皮亚曼乡采摘皮亚曼石榴，喀什市喀什地区农业技术推广中心农业科技示范园采摘喀什甜石榴、喀什酸石榴。石榴树龄均在6～8年，树势中庸，南北行，株行距2 m×4 m，匍匐栽培。

选生长健壮、长势一致的石榴树5株，每株东、南、西、北4个方位随机采果色均匀、无机械损伤、无病虫害的完全成熟果实10个，每个品种各采50个果实，果实采摘后置于盛有冰袋的泡沫保温箱中，立即运回乌鲁木齐，贮藏于4℃的保鲜库，3 d后进行品质分析。

1.2　方 法

石榴果实洗净晾干，用不锈钢水果刀将果实分成两半，剥取石榴籽粒，力度适中，以不损伤籽粒为宜，放入果汁机中磨成浆，经负压过滤机抽滤，将果汁倒入玻璃瓶中并盖紧瓶盖，4℃冰箱保存，用于测定果实相关品质指标。每个品种取30个果实测定数据。

WYT-4型手持式折光仪测定可溶性固形物含量；蒽酮比色法测定可溶性糖含量[12]；红菲咯啉比色法测定VC含量[12]；NaOH滴定法测定可滴定酸含量[13]。

出汁率(%)=果汁重量/果实重量×100%。

1.3　数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据处理，SPSS 17.0软件进行方差分析(P<0.05)，Duncan法进行多重比较检验，表中数据以“平均数±标准差”表示。

2　结果与分析

2.1　不同石榴果实品质比较

不同石榴的出汁率无差异，可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖含量间均有差异。果实可溶性固形物含量由高到低依次为：叶城大籽甜石榴>叶城酸石榴>叶城甜石榴>皮亚曼石榴>喀什酸石榴>喀什甜石榴；其中叶城大籽甜石榴、叶城酸石榴、叶城甜石榴和皮亚曼石榴的可溶性固形物含量均超过17%，且其可溶性固形物含量均显著高于喀什甜石榴。果实可滴定酸含量由高到低依次为：叶城酸石榴>喀什酸石榴>喀什甜石榴>皮亚曼石榴>叶城大籽甜石榴>叶城甜石榴；其中叶城酸石榴的可滴定酸含量超过2%，叶城甜石榴的可滴定酸含量不足0.5%。果实可溶性糖含量由高到低依次为：叶城甜石榴>叶城大籽甜石榴>喀什甜石榴>喀什酸石榴>皮亚曼石榴>叶城酸石榴；其中叶城甜石榴和叶城大籽甜石榴的可溶性糖含量分别超过32%和27%，显著高于其余4个。果实中VC含量由高到低依次为：皮亚曼石榴>叶城大籽甜石榴>喀什酸石榴>叶城酸石榴>喀什甜石榴>叶城甜石榴；其中皮亚曼石榴的VC含量超过28.3 mg/100 g，显著高于其余5个石榴。表1

2.2　不同石榴果实若干品质指标的相关性

研究表明，得出不同石榴果实品质指标的相关矩阵。可溶性固形物与可溶性糖、VC含量呈一定的正相关，而与可滴定酸含量呈一定的负相关；可滴定酸与可溶性糖和VC含量呈负相关；可溶性糖与VC含量呈正相关。因为各变量之间存在一定的相关性，所以在品质鉴定中不能单独依赖某一个评价指标对品种的品质作出评价。表2

表1不同石榴果实品质指标
Table1Quality paramrters analysis in different pomegranate

名称Cultivar出汁率Juiceyield(%)可溶性固形物Solublesolid(%)可滴定酸Titratableacid(%)可溶性糖Solublesugar(%)VC(mg/100g)FW叶城酸石榴Yechengsuanshiliu73 03±1 96a17 4±0 2ab2 19±0 38a11 35±0 74d15 9±0 4bc叶城甜石榴Yechengtianshiliu74 37±2 19a17 3±0 9ab0 44±0 04c32 47±2 71a10 6±0 1c叶城大籽甜石榴Yechengdazitianshiliu70 30±0 95a17 9±0 6a0 55±0 03c27 03±1 19b18 1±0 7b皮亚曼石榴Piyamanshiliu74 22±1 30a17 2±0 5ab0 99±0 16bc13 07±0 95d28 3±1 1a喀什甜石榴Kashitianshiliu71 00±0 75a14 9±0 5c1 64±0 15ab16 67±0 43c15 9±0 3bc喀什酸石榴Kashisuanshiliu73 44±1 14a15 6±0 3bc1 97±0 33ab13 89±0 76cd15 9±0 5bc

注：表内同列数字后不同英文字母表示差异达到显著水平，P≤0.05

Note: Different letters in the same column indicate significant difference,P≤0.05

表2不同石榴果实品质指标的相关矩阵
Table2Correlation matrix of fruit quality indexes in different pomegranate cultivars

指标Indexes可溶性固形物Solublesolid(%)可滴定酸Titratableacid(%)可溶性糖Solublesugar(%)VCVC/mg/100gFW可溶性固形物Solublesolid(%)1 000可滴定酸Titratableacid(%)-0 5231 000可溶性糖Solublesugar(%)0 877-0 8381 000VC(mg/100g)FW0 759-0 6420 8061 000

2.3　不同石榴果实品质主成分

对不同石榴的4个品质指标进行主成分分析，第1和第 2主成分的特征值分别为 2.221和1.271，贡献率分别为55.521% 和31.765% ，前2个主成分的累积贡献率已达87.286%(超过80%)，可以反映大部分的信息，所以提取前2个主成分用作综合评价。表3

表3主成分特征值
Table3Component eigenvalues

主成分Principalcomponent初始特征值Initialeigenvalues特征值Characteristicvalues(λ)解释方差Varianceexplained(%)累积解释方差Cumulativevarianceexplained(%)12 22155 52155 52121 27131 76587 28630 50612 65999 94540 0020 055100

经SPSS数据主成分分析得到主成分载荷矩阵。主成分的载荷矩阵旋转之后载荷系数更接近1或者更接近0，这样得到的主成分能够更好的解释和命名变量[13]。主成分1主要携带的是可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖的信息，主成分2主要携带的是VC的信息。表4

综合得分的高低反映了供试品种的优劣，综合得分越高，相应的品种就越优良[14]。不同石榴的各主成分综合得分排序依次为：叶城大籽甜石榴、叶城甜石榴、皮亚曼石榴、叶城酸石榴，喀什甜石榴、喀什酸石榴。表5

表4主成分初始因子载荷矩阵
Table4Component Matrix

主成分Principalcomponent可溶性固形物Solublesolid可滴定酸Titratableacid可溶性糖SolublesugarVC10 648-0 9150 942-0 27520 531-0 217-0 3070 920

表5不同石榴主成分综合得分和排序
Table5Composite score of principal component and order of different pomegranates

名称Cultivars主成分1Componentone主成分2Componenttwo综合得分Compositescore排序Order叶城酸石榴Yechengsuanshiliu-0 67530 0617-0 35534叶城甜石榴Yechengtianshiliu1 4237-0 81720 53092叶城大籽甜石榴Yechengdazitianshiliu1 08420 44770 74421皮亚曼石榴Piyamanshiliu-0 23581 74890 42463喀什甜石榴Kashitianshiliu-0 7247-0 8454-0 67095喀什酸石榴Kashisuanshiliu-0 8721-0 5957-0 67346

3　讨 论

果实品质是评价品种优劣的重要依据，主要由外观品质和内在品质构成。单果质量、色泽和整齐度等可评价果实的外观品质，可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖和VC等可评价其内在品质[8]。卓热木·塔西等[11]以新疆叶城县的石榴主栽品种叶城1号和叶城2号以及河南郑州市的石榴主栽品种突尼斯与中农红作为研究对象，测定和比较了4个石榴品种的果实内在品质指标，结果表明叶城1号果实中的可溶性固形物和可溶性糖含量均最高，叶城1号和叶城2号均较耐贮运，均较适于贮藏和远距离运输，突尼斯和中农红均不耐贮运，较适用于加工果汁或就近销售。张琳等[15]研究结果表明，新疆喀什甜石榴的可溶性固形物含量、籽粒色饱和度、苹果酸含量、总花色素苷含量和总酚含量均高于四川会理青皮石榴。研究结果发现叶城大籽甜石榴的可溶性固形物含量最高，为17.9%±0.6%，叶城酸石榴和叶城甜石榴次之，喀什甜石榴最低；叶城酸石榴的可滴定酸含量最高，为2.19%±0.38%，叶城酸石榴、喀什甜石榴、喀什酸石榴三者之间的可滴定酸含量没有显著差异；叶城甜石榴的可溶性糖含量显著高于其余5个石榴；皮亚曼石榴的VC含量最高，为(28.3±1.1) mg/100 g，其余5个石榴之间VC含量差异不显著。

主成分分析是将多个指标化为少数几个综合指标的一种统计分析方法，其在不损失或很少损失原有信息的前提下，可以将原来个数较多而且彼此相关的指标转化为新的个数较少且彼此独立或相关性较小的综合指标[16]。近年来，主成分分析在生物性状分析和产品品质分析中已广泛应用。法洁琼等[17]对甘肃河西走廊3个主要酿酒葡萄产地的栽培葡萄品种果实品质指标进行主成分分析，得到标准化变量表达的主成分表达式和对应的方差贡献率，构建的预测模型对河西走廊产区白色和红色品种进行了综合排序。冯一峰等[18]通过主成分分析法对8个引进枣品种鲜果果实品质进行综合评价，结果表明，‘金谷大枣’的综合品质较好。 冯立娟等[19]以山东、云南、新疆和四川地区8个主栽石榴品种的成熟期果实为试材，利用主成分分析法得出成熟期石榴品质最好的品种是云南的红玛瑙，其次是新疆的喀什甜和千籽红，山东的泰山红排名第4，最差的品种是云南的甜绿籽。研究通过主成分分析法得出叶城大籽甜石榴品质最佳，其次是皮亚曼石榴，与陈芸等[9]的研究结果不一致，出现这种现象可能与取材时间、地点、树龄等因素有关。

4　结 论

新疆石榴的可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖和VC含量差异较大。经主成分分析各品种综合得分排序依次为：叶城大籽甜石榴、叶城甜石榴、皮亚曼石榴、叶城酸石榴，喀什甜石榴、喀什酸石榴。叶城大籽甜石榴综合得分最高、品质最佳，这与感官评价及生产实践中观察的结论一致，主成分分析可作为石榴果实品质的一种综合评价方法。

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