陕西安康地区10 个日本引种枇杷果实品质比较

李檐堂，霍宇航，孟瑶瑶，鲁周民*

（西北农林科技大学林学院，陕西 杨凌 712100）

枇杷（Eriobotrya japonica Lindl.）原产于中国，为蔷薇科枇杷属植物，在我国栽培历史悠久，种质资源丰富，秋冬季开花，果实成熟于初夏，是一种风味甘甜、柔软多汁、肉质细腻的鲜食水果[1]。枇杷富含三萜酸类、黄酮类、酚类、皂苷类等多种生物活性成分[2]，因其具有祛痰止咳、生津润肺、清热健胃、预防癌症等功效而深受各地消费者青睐[3]。

枇杷在中国主要分布于秦岭以南的福建、四川、江苏、广东、浙江、安徽和重庆等地，陕西安康和汉中为枇杷自然分布的北缘。不同地区栽培的枇杷品种多有不同，如福建栽植品种有‘坂红’、‘太城4号’、‘解放钟’、‘长红3号’、‘早钟6号’和‘白梨’等[4-5]；四川栽培以‘大五星’为主，乐山引种日本枇杷品种有‘里见’、‘有永’、‘有间’、‘大房’和‘房光’等[6]；‘鸡蛋白’、‘冰糖种’、‘甜种’、‘白玉’、‘照种’等产自江苏[7]；‘大红袍’、‘软条白砂’和‘大叶杨墩’等分布于浙江[8]；重庆栽植有‘宁海白’、‘贵妃’、‘华白1号’、‘金华1号’等。不同品种枇杷由于具有各自的特性，对自然生态条件的要求也各有差异，在同一地区栽培果实也会有不同的产量及品质。因此，进行不同品种果实品质比较研究就成为评价品种适应性和优良品种选育的必由之路。主成分分析法能将多个变量通过线性变换选出较少的综合因子来代表众多的变量，从而达到简化评价指标的目的[9]。聚类分析是一种将研究对象（样品或指标）分为相对同质群组的统计分析技术[10-11]。主成分分析和聚类分析方法已逐渐成为对苹果[12]、杨梅[13]、蓝莓[14]、荔枝[15]、枣[16]等水果进行产品质量评判的有效途径。

枇杷作为国内亚热带特色水果，绝大多数以鲜果消费为主。目前培育不同成熟时期、口感优良的优质大果枇杷仍然是研究的主要方向。据统计，我国枇杷栽培总面积大约13万 hm2，总产量为60万 t[17]，随着枇杷栽培面积和产量的增加，一些地方出现枇杷鲜果供大于求的情况，导致其价格下跌[18]。因此，提高产品附加值显得尤为重要，目前已有枇杷饮料、罐头、果酒、果醋、果脯、果膏等枇杷深加工产品[19]，而枇杷品种的果实特性与加工产品的品质密切相关[20]。拓宽鲜销市场、生产各类加工产品及开发保健功效等多种形式对枇杷产业结构调整及区域产业优化具有重要意义。

枇杷果实品质评价涉及的品种多以南方栽植为主[21-23]。陕南地区独特的气候特点赋予了当地枇杷优异的品质，目前，陕南地区枇杷产业发展主要以引进品种为主，枇杷生产还存在品种单一和结构不合理等问题。为给陕南地区枇杷生产提供优良品种，本课题组于2001年从日本长崎果树实验站引进了10 个枇杷品种，在陕西安康进行栽培实验。为了充分了解枇杷果实在安康地区的品质差异，本研究以10 个日本引种枇杷成熟果实为实验材料，通过测定不同品种枇杷的感官品质、营养品质及功能成分，应用主成分分析和聚类分析方法比较不同枇杷品种间的综合品质差异，研究枇杷的鲜食品质及加工适宜性，旨在为当地枇杷产业发展中品种类型划分与品种选育提供理论依据，为当地枇杷产业发展提供良种支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验材料均采自西北农林科技大学安康北亚热带经济林果树实验示范站栽植的17 年生植株，株行距为4 m×6 m，东南偏东坡向，采用自然状态下未进行疏花疏果的管理模式。实验品种为引自日本的‘津云’、‘GOLD NUGGET’、‘CHAMPAGNE’（即‘森尾早生’）、‘ADVANCE’、‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’、‘长崎早生’、‘长生早生’和‘瑞穗’，以当地枇杷品种‘麦后黄’为参考，其中‘白茂木’为白肉枇杷，其余均为红肉枇杷。

浓硫酸、盐酸、冰醋酸、氢氧化钾（均为分析纯）天津光复精细化工研究所；氢氧化钠、无水乙醇、VC、蒽酮、葡萄糖、没食子酸、芦丁（均为分析纯） 广东光华科技股份有限公司；2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt，ABTS）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、三吡啶基三嗪（tripyridyltriazine，TPTZ）（均为分析纯） 上海蓝季生物科技有限公司；三氯化铁、过硫酸钾、氯化钠、氯化钾（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；福林-酚试剂 上海荔达生物科技有限公司；水溶性VE（Trolox）、β-胡萝卜素（均为色谱纯） 美国Sigma公司；甲醇、氯仿（均为色谱纯） 天津市科密欧化学试剂有限公司；甲基叔丁基醚（色谱纯） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

350-8519型万分之一分析天平 瑞士Precisa公司；EPS-3001便携式电子天平 长沙湘平科技发展有限公司；EZ-SZ500N型物性分析仪、UV-1240型紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；CR-10型色差仪 日本Konica Minolta公司；WYT-4型手持折光计 上海精密仪器仪表有限公司；H1850型高速离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；UHH-S4型恒温水浴锅 北京科伟永兴仪器有限公司；DGG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱上海森信实验仪器有限公司；ISS110-230型真空浓缩仪美国Thermo Fisher Scientific公司；1260型高效液相色谱仪 美国安捷伦科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 试样采集与处理

不同品种枇杷果实采摘后剔除伤果、病果，挑选色泽均匀、成熟度（观察果皮颜色判定）一致的新鲜果实。其中一部分果实去核、去皮，贮存于液氮中运回实验室，用球磨仪研磨成冻干粉，于-70 ℃超低温冰箱中贮存备用，进行营养指标及功能成分的测定，每个指标3 次重复；另一部分运回实验室洗净、擦干，测定其单果质量、纵横径、色值、硬度等物性指标，各指标测10 个果实，取平均值。

1.3.2 物性指标测定

随机挑选10 个枇杷果实，用电子天平称量单果质量；用游标卡尺测量果实的纵径和横径，果形指数按式（1）计算；使用色差仪采用L*、a*、b*系统，在每个果实表面选取3 个部位测量色值，并按式（2）、（3）计算饱和度（C）和色调角（Hab）；采用物性分析仪在每个果实表面选3 个点测定硬度；沿果实缝合线切开，取出果核称质量，并按式（4）计算可食率。

1.3.3 营养指标测定

果实水分质量分数的测定采用恒质量法，按式（5）计算；可溶性固形物质量分数采用手持折光计测定[24]；可滴定酸质量分数参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》，用0.05 mol/L氢氧化钠标准液滴定，以苹果酸质量计[25]；总糖含量的测定采用蒽酮-硫酸比色法[26]；固酸比为可溶性固形物质量分数和可滴定酸质量分数的比值；VC含量采用紫外分光光度法测定，基于VC溶液在紫外区265 nm波长处有最大吸收，采用Cu2+氧化消除基体干扰理论[27]进行测定；β-胡萝卜素含量采用高效液相色谱法[28]测定。

1.3.4 功能性指标测定

总酚含量的测定采用福林-酚法[29-30]；黄酮含量的测定采用硝酸铝-氢氧化钠显色法[31]。

抗氧化活性指标参考文献[32-34]中方法并加以修改。称取3 g植物材料，加入9 mL体积分数70%乙醇溶液，浸泡1.5 h后超声辅助提取0.5 h，温度40 ℃，超声功率100 W，然后4 000 r/min离心10 min，取上清液待测。

ABTS阳离子自由基清除能力的测定：取7 mmol/L ABTS溶液与2.45 mmol/L过硫酸钾按体积比1∶1混合，在室温下暗反应12～16 h，制成ABTS储备液。将30 ℃ ABTS储备液用磷酸盐缓冲液调至在波长734 nm处吸光度为0.70±0.02。吸取100 μL样品提取液，加入3.9 mL ABTS储备液，在37 ℃水浴中反应10 min，于734 nm波长处测定吸光度。用Trolox标准液（浓度梯度800、600、400、200、100、25 μmol/L）制作标准曲线，以Trolox浓度为横坐标，吸光度为纵坐标。

DPPH自由基清除能力的测定：准确称取3.98 mg DPPH，用体积分数70%乙醇溶液定容至100 mL容量瓶中，即得浓度为100 μmol/L的DPPH溶液，现配现用。将400 μL样品提取液加到3.6 mL DPPH-乙醇溶液中，避光反应30 min，于517 nm波长处测定吸光度，以等体积70%乙醇溶液代替样品提取液为对照。用Trolox标准液（浓度梯度300、250、200、150、100、50、0 μmol/L）制作标准曲线，以Trolox浓度为横坐标，吸光度为纵坐标。

铁离子还原能力（ferric-reducing/antioxidant power，FRAP）的测定：准确吸取600 μL样品提取液，加入4.5 mL预热至37 ℃的FRAP工作液，在37 ℃水浴中反应10 min，在波长593 nm处测定吸光度，以体积分数70%乙醇溶液作为空白管，记录吸光度。用Trolox标准液（浓度梯度设置0、6.25、12.5、25、50、100、200 μmol/L）制作标准曲线。根据反应后的吸光度，在标准曲线上求得相应Trolox浓度。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2016与SPSS 20.0软件进行统计分析，指标结果均用Duncan新复极差法进行差异显著性分析（P＜0.05），结果用±s表示。采用主成分分析与聚类分析相结合的方法进行枇杷果实综合品质评价。

2 结果与分析

2.1 不同品种枇杷果实物性指标分析结果

表 1 不同枇杷品种物性指标比较Table 1 Physical indicators of loquat fruit from different cultivars

如表1所示，不同品种枇杷果实性状存在较大差异。‘GOLD NUGGET’单果质量最大，平均单果质量为33.85 g，显著大于其他品种（P＜0.05）；‘津云’单果质量最小。可食率分布在77.50%～88.21%之间，其中除‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’和‘长生早生’外，其余品种可食率均高于80%。硬度是影响果实贮藏、运输的重要因素，其中‘福原早生’果实硬度较大，为6.95 N，而‘长生早生’果实硬度较小。根据果形指数可知，‘GOLD NUGGET’和‘长生早生’果实呈扁圆形，‘森本’、‘瑞穗’和‘麦后黄’呈圆形，其他品种呈长圆形。

2.2 不同品种枇杷果实色值分析结果

表 2 不同品种枇杷果实表面色差比较Table 2 Surface color of loquat fruit from different cultivars

L*值代表亮度，范围为0～100。由表2可知，‘麦后黄’、‘白茂木’、‘森本’和‘ADVANCE’果实L*值显著高于其他品种（P＜0.05），光泽度较佳。a*值表示果实中呈色物质的红绿偏向，a*值为正则果实趋于红色，a*值为负则果实趋于绿色；b*值表示果实中呈色物质的黄蓝偏向，b*值为正则果实偏向黄色，b*值为负则果实偏向蓝色。11 个品种枇杷果实中，‘长崎早生’a*值最大，较其他品种偏红；‘白茂木’b*值最大，说明果实更偏黄色，与其白色的果肉有关。Hab从0°～180°依次为紫红、红、橙、黄、黄绿、蓝绿色，其中Hab＝0°为紫红色，Hab＝90°为黄色，Hab＝180°为蓝绿色；各品种枇杷果实中‘津云’的Hab为56.48°，‘长崎早生’和‘GOLD NUGGET’次之，说明果皮颜色趋于红色；而‘白茂木’和‘麦后黄’Hab较大，说明两种果实颜色偏黄。C值代表色彩的鲜艳程度，数值越大颜色越鲜艳，其中‘GOLD NUGGET’品种C值最大，但与‘ADVANCE’、‘白茂木’、‘福原早生’、‘森本’和‘长崎早生’并无显著差异（P＞0.05）。

2.3 不同品种枇杷果实营养指标分析结果

如表3所示，不同品种枇杷所含营养物质水平差异较大。果实的水分质量分数是鲜食和加工果汁、果酒或果醋的重要指标。水分质量分数最高的为‘麦后黄’，达到92.70%，其次为‘GOLD NUGGET’。11 个枇杷品种中可滴定酸质量分数均较低，其中‘麦后黄’显著高于其他品种（P＜0.05），‘津云’、‘CHAMPAGNE’和‘长崎早生’果实中可滴定酸质量分数较低。可溶性固形物是水果中所有溶解于水的化合物的总称，包括糖、酸、维生素、矿物质等，‘长崎早生’果实可溶性固形物质量分数显著高于其他品种（P＜0.05），达到13.0%。各品种果实中总糖含量变化幅度较大，其中‘长崎早生’总糖含量最高，‘ADVANCE’次之。11 个枇杷品种中固酸比差异较大，其中‘长崎早生’显著高于其他品种（P＜0.05），而‘麦后黄’最低。‘森本’果实中VC含量显著高于其他品种（P＜0.05）。不同品种果实中β-胡萝卜素含量差异明显，‘ADVANCE’中β-胡萝卜素含量最高，而‘福原早生’中最低。

表 3 不同品种枇杷果实营养指标比较Table 3 Nutritional indicators of loquat fruit from different cultivars

2.4 不同品种枇杷果实功能性指标分析结果

表 4 不同品种枇杷果实中总酚、黄酮含量及抗氧化活性Table 4 Total phenols and fl avonoids contents and antioxidant activity of loquat fruit from different cultivars

表4表明，不同品种枇杷果实黄酮、总酚含量以及抗氧化活性均存在较大差异。‘CHAMPAGNE’中黄酮含量为824.36 μg/g，显著高于其他品种（P＜0.05）；‘ADVANCE’中总酚含量最高，达到692.41 μg/g，其次为‘长崎早生’和‘瑞穗’。而当地品种‘麦后黄’中黄酮和总酚含量均较低。枇杷果实抗氧化活性在ABTS阳离子自由基清除能力、FRAP和DPPH自由基清除能力3 个指标体系中也存在差异。其中，ABTS阳离子自由基清除能力和FRAP变化趋势存在较大的相似性，且与黄酮含量存在极显著的相关性（P＜0.01）。采用ABTS法测定的‘CHAMPAGNE’果肉抗氧化活性显著高于其他品种（P＜0.05），其次为‘ADVANCE’。用FRAP法评价果实抗氧化活性均较低，分布在0.40～0.82 μmol/g之间，其中‘CHAMPAGNE’抗氧化活性最强。用DPPH法比较抗氧化活性，结果显示，‘CHAMPAGNE’、‘津云’、‘ADVANCE’和‘长生早生’较高。分析枇杷果实中功能性成分及抗氧化活性指标得出，‘CHAMPAGNE’、‘ADVANCE’和‘森本’中总酚和黄酮含量较高，且抗氧化活性较强，可能具有一定的保健功能。

2.5 不同品种枇杷果实评价指标的主成分分析结果

表 5 4 个主成分的特征向量、特征根、贡献率及累计贡献率Table 5 Characteristic vectors，characteristic roots，contribution rates and cumulative contribution rates of four principal components

依据以上分析结果，剔除化学性质相似、变异程度较小的外观指标，针对性地选取包括物性品质、营养成分和抗氧化活性10 个评价指标，采用主成分分析法将多指标转化为少量综合指标，保证尽可能地反映原来变量的信息量[35]。主成分的载荷矩阵旋转之后载荷系数更接近1或者0，这样得到的主成分能够更好地解释和命名变量。如表5所示，共提取出4 个主成分，累积方差贡献率达到85.666%，解释了绝大部分原始信息。第1主成分（PC1）方差贡献率为35.818%，主要综合了固酸比、总糖含量、水分质量分数和可滴定酸质量分数的信息，其中固酸比和总糖含量在第1主成分上呈正向分布，水分质量分数和可滴定酸质量分数呈负向分布；即在PC1坐标正向值越大，水分质量分数和可滴定酸质量分数越小，固酸比和总糖含量越大，风味越佳，故PC1可命名为风味因子。第2主成分（PC2）方差贡献率为24.855%，黄酮含量和ABTS阳离子自由基清除能力具有较大载荷值，因此PC2可命名为抗氧化因子。第3主成分（PC3）方差贡献率为13.668%，主要包含可食率和VC含量的信息，因此PC3可命名为加工因子。第4主成分（PC4）中方差贡献率为11.325%，且总酚含量有较大载荷值，故PC4可命名为总酚因子。

2.6 不同品种枇杷果实性状综合得分分析结果

表 6 不同品种枇杷果实品质预测评价结果Table 6 Predictive evaluation of loquat fruit from different cultivars

将4 个主成分大小依次排序，可权衡每个因子在每个品种中所处的位置与重要性，从而较直观地判断不同品种的特性。由表6可知，11 个枇杷品种中风味因子PC1得分前3 名排序为‘长崎早生’＞‘津云’＞‘ADVANCE’；抗氧化因子PC2得分前3 名排序为‘CHAMPAGNE’＞‘森本’＞‘ADVANCE’；加工因子PC3得分前3 名分别为‘津云’＞‘瑞穗’＞‘GOLD NUGGET’；而总酚因子PC4中前3 名分别为‘森本’＞‘福原早生’＞‘ADVANCE’。

以主成分方差贡献率（α/100）α1、α2、α3、α4作为权数，建立果实品质预测评价方程F综＝α1F1+α2F2+α3F3+α4F4，即主成分综合方程：F综＝0.358F1+0.249F2+0.137F3+0.113F4，在主成分分析的基础上，根据综合得分方程计算不同品种枇杷果实的综合得分。综合排名前3 名的品种依次为‘ADVANCE’、‘津云’和‘CHAMPAGNE’，且10 个日本引种枇杷排名均高于当地品种‘麦后黄’。

2.7 不同品种枇杷果实品质特性的聚类分析结果

利用各品种提取的4 个主成分得分对10 个日本引种枇杷果实进行聚类分析，以期能更好地解读数据本质，数据采用不转换方式，聚类方法为离差平方和法（图1）。在欧氏距离10处，将10 个品种枇杷果实聚为5 类，其中‘CHAMPAGNE’、‘ADVANCE’聚为第1类，综合排名靠前，抗氧化活性最强，适宜开发其保健功效；第2类包括‘白茂木’、‘福原早生’和‘森本’，综合品质处于中等水平，但水分质量分数、可滴定酸质量分数及VC含量较高，可考虑作为加工果汁、果醋类饮料的原料；第3类为‘长崎早生’和‘瑞穗’，综合排名靠前，其中可滴定酸质量分数较低，固酸比和总糖含量较高，更适宜鲜食；‘津云’和‘GOLD NUGGET’为第4类，加工因子得分较高；第5类为‘长生早生’；与主成分分析得到的结果相似。

图 1 不同品种枇杷聚类分析树状图Fig. 1 Cluster analysis dendrogram of different loquat cultivars

3 讨 论

果实的风味、色泽及营养是评价果实品质差异和选育优良品种的主要考察因素[36]。Ercisli等[32]为明确土耳其不同品种枇杷的开发利用价值，从果实感官品质、营养成分和抗氧化活性等方面展开品质评价。林建城等[4]研究福建省5 个主栽枇杷品种，结果表明‘解放钟’和‘乌躬白’果实中总酸含量较高，红肉类枇杷维生素含量相对较高，‘白梨’枇杷含糖量较高。Xu Hongxia等[22]评价12 个浙江栽植枇杷品种，其中营养价值较高的品种为‘田中’。对巴西6 个品种枇杷果实酚类及抗氧化活性的研究表明，‘瑞穗’果实中酚类含量最高[37]。而在一定程度上影响果实的风味、色泽、营养及功能成分的因素主要包含3 个方面：一是品种自身特性和基因表现而导致果实品质的不同；二是由于独特的地理位置、气候条件和生态环境（土壤、光照、雨水）等使果实品质表现有所差异，如日照时间的延长和昼夜温差的增大有利于果实成熟期糖度的积累；三是田间管理的实施情况。

日本引种枇杷‘CHAMPAGNE’与‘解放钟’有性杂交育成‘早钟6号’新品种，其结合了父本与母本的优点，表现出特早熟、果实大、品质优、抗逆性强等特点[38]；‘津云’和‘瑞穗’杂交育成新品种‘富房’；‘福原早生’是设施栽培的专用枇杷品种，其果实大、风味优，但易发生紫斑[39]。陕西安康地区栽植品种‘ADVANCE’和‘CHAMPAGNE’实际产量较低，容易受到低温冻害的影响。福建引种的品种‘CHAMPAGNE’则不存在冻害现象，其结果早、品质好[40]。本研究中综合排名靠后的品种有‘白茂木’和‘GOLD NUGGET’，其中‘白茂木’为晚熟品种，具有耐贮运、抗叶斑病的特点，是优良白肉枇杷品种[41]；‘GOLD NUGGET’果实单果大、色泽佳。结合品质评价与生产实践，可依据果实不同成熟期及品种的特点调整枇杷种植结构，引种其他地区优良枇杷品种或进行新品种培育实验。早熟品种‘长崎早生’和‘长生早生’、中熟品种‘津云’、晚熟品种‘森本’和‘白茂木’与其他品种‘瑞穗’、‘福原早生’、‘GOLD NUGGET’在当地均适宜推广种植。

本研究通过单果质量、可溶性固形物质量分数、水分质量分数等22 项指标评价陕西安康地区10 个日本引种枇杷果实的品质特性，发现枇杷果实品质指标间存在一定的相关性，通过有目的地选取指标并进行主成分分析，可以简化指标因子。针对果实品质测定指标的繁琐性，今后可通过方差分析、相关性分析及主成分分析结合的方法，更加科学地选择品质评价因子。

通过比较10 个日本引种枇杷在陕西安康地区的果实品质差异，以期为当地枇杷品种开发类型选育及有效利用提供新的途径和依据。研究结果表明：‘ADVANCE’和‘CHAMPAGNE’功能性成分含量及抗氧化活性相对较高；‘长崎早生’中可溶性固形物质量分数及总糖含量较高；‘福原早生’硬度最大；‘森本’VC含量最高；‘ADVANCE’果实中β-胡萝卜素含量最高。对11 个枇杷品种选取10 个品质指标进行主成分分析，提取出4 个主成分，并得到枇杷果实品质评价综合得分，排名依次为：‘ADVANCE’、‘津云’、‘CHAMPAGNE’、‘长崎早生’、‘瑞穗’、‘森本’、‘长生早生’、‘福原早生’、‘GOLD NUGGET’、‘白茂木’和‘麦后黄’。根据聚类分析明确了10 个日本引种枇杷的分类及用途，其中第1类具有一定的保健价值；第2类可考虑作为加工果汁、果醋类饮料的原料；第3类是适宜鲜食的品种。