鲜食葡萄种质酸甜风味指标评价与分析

黄丽萍，马小河，王敏，刘晓婷，赵旗峰

（山西农业大学果树研究所，山西太原 030006）

国内葡萄种质资源丰富，种类繁多[1-2]，目前保存各类葡萄种质3000余份[3]，其用途广泛，且不同用途需要不同品种[4]。为满足不同用途及消费者的需求，长期以来葡萄育种工作者均在探寻对葡萄资源的鉴定、评价方法，为葡萄品种的选育研究提供优良的亲本。

葡萄果实风味评价指标由多项内在品质指标构成[5]，糖酸含量是影响果实风味评价指标的重要因素，人们在对其进行评价时，很难将全部指标进行考察，因此可通过对评价指标进行筛选，简化评价指标，为快速选择合适的杂交亲本提供理论基础[6-7]，从而快速选配杂交亲本，提高选育种效率。

将99份鲜食葡萄资源的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、pH、固酸比和糖酸比6项指标作为研究对象，进行相关性分析、聚类分析和因子分析等，筛选主要评价指标并将99份鲜食资源分类，达到根据育种目标选择适合的资源类型作为亲本进行杂交选育的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试葡萄品种99份，其中欧亚种63份，欧美杂种36份，果实取自国家葡萄种质资源太谷圃。树体均采用单篱架形，扇形整枝，架高1.7 m，南北行向，行株距3 m ×1.2 m。在果实成熟时，每个品种选取5株，从每株上随机选取1穗果，从果穗的上、中、下部位分别选取1粒果实待测。果实成熟期通过观察种子颜色是否变成棕色以及往年的记录来确定。

采样后立即带回实验室，用手动榨汁器榨出果汁并进行离心，用于可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、pH的测定，并计算固酸比、糖酸比。

1.2 试验方法

分别称取葡萄果肉各100 g，按不同品种打成浆状，用干净纱布过滤出果汁。可溶性固形物采用 MLPR-101α数显式全糖仪测定，可溶性糖含量采用斐林试剂滴定法测定，可滴定酸采用指示剂滴定法测定，pH采用FE20K酸度计测定。均设3次重复，具体操作方法参照文献[9]。

糖酸风味鉴定是由7人组成的风味评鉴小组完成，通过品尝的方法对葡萄风味进行分类，将其分为极甜、甜、酸甜-甜酸、酸和极酸5个等级[10-11]。

1.3 数据统计分析方法

利用Excel 2010和SPSS 22.0统计软件进行水平分析、相关性分析、因子分析和聚类分析等数理统计分析。

2 结果与分析

2.1 葡萄果实风味指标的水平分析

从表1可见，葡萄果实pH值、可溶性固形物和可溶性糖含量的范围均较窄，最大值与最小值仅分别相差1.36倍、1.85倍、2.46倍，变异系数仅分别为6.55%、12.75%、15.53%，表明葡萄品种间这些指标的差异均小；可滴定酸、固酸比和糖酸比的范围均很宽，最大值和最小值分别相差4.28倍、6.97倍、8.52倍，变异系数高达29.20%、25.18%、25.87%，表明葡萄品种间这些指标的差异均很大。

表1 葡萄风味指标的变异情况Table 1 Variation of flavor index of grape

2.2 葡萄果实风味指标的相关性分析

pH、固酸比、糖酸比与可滴定酸含量之间均呈极显著负相关，相关系数R分别为-0.45、-0.76、-0.75；pH与固酸比、糖酸比呈极显著正相关，R均为0.42；可溶性糖含量与可溶性固形物、固酸比、糖酸比均呈极显著正相关，R分别为0.89、0.54、0.65；固酸比和糖酸比呈极显著正相关，相关系数R高达0.97。

表2 葡萄种质风味指标间的相关系数Table 2 Correlation analysis of flavor indexes in grape germplasms

2.3 葡萄风味评价指标的筛选

将葡萄风味指标数据进行规格化转化，采用卡方距离、离差平方和法进行系统聚类分析。由图1可见，可溶性固形物含量和可溶性糖含量距离仅为0.2924，固酸比和糖酸比距离为0.4440，可滴定酸含量和pH距离为0.4341。以1为聚类距离，将葡萄风味指标聚为了3类，第1类可溶性固形物和可溶性糖代表甜味指标，第2类固酸比和糖酸比代表综合风味指标，第3类可滴定酸和pH代表酸味指标。

图1 葡萄风味指标的系统聚类谱系图 Figure 1 Hierarchical cluster pedigree of flavor index

利用可溶性固形物、pH、可滴定酸、可溶性糖、固酸比、糖酸比进行PCA分析，自动拟合出3个主成分。对葡萄风味指标进行因子分析（表3），结果表明，前3个因子包含的信息量占总体信息量的92.95%，远远大于累计贡献率≥85%的原则，因此将6个指标综合成3个主因子进行评价。

表3 葡萄果实风味指标的因子分析结果Table 3 Factor analysis results of flavor index in grape germplasms

PC1的特征值为3.5433，方差贡献率为59.06%，固酸比和糖酸比的载荷值分别为0.9350和0.9616，在PC1中影响均较大。由于可溶性固形物的测定更加简单便捷，故保留固酸比代表PC1。PC2的特征值为1.3983，方差贡献率为23.30%，可溶性固形物的载荷值最大，为0.7405，说明可溶性固形物对PC2的影响较大，因此选择可溶性固形物代表PC2。PC3的特征值为0.6356，方差贡献率为10.59%，可滴定酸的载荷值最大，为0.6940，说明可滴定酸对PC3的影响较大，因此选择可滴定酸代表PC3。上述分析可得，评价葡萄风味指标的3个核心指标可溶性固形物、可滴定酸、固酸比。

2.4 葡萄风味评价

以确定的可滴定酸、可溶性固形物和固酸比3项作为评价指标，对99份葡萄种质进行K-均值法动态聚类，将其分为5类（表4）。第1类包含5份样本，其可滴定酸含量极高，固酸比极低，如‘零旦’‘灰日尔多’等；第2类包含23份样本，其可溶性固形物含量较低，可滴定酸含量中等，固酸比较低，如‘夏至红’‘爱神玫瑰’‘达米娜’等；第3类包含47份样本，其可溶性固形物、可滴定酸、固酸比表现中等，如‘无核翠宝’‘早黑宝’‘晚黑宝’‘着色香’等；第4类包含18份样本，其可溶性固形物含量较高，可滴定酸、固酸比表现中等，如‘玫瑰香’‘甜菜’‘京亚’等；第5类包含6份样本，其可溶性固形物含量高，可滴定酸含量低，固酸比极高，如‘柔丁香’‘巨玫瑰’等品种。

表4 99份葡萄资源的聚类结果Table 4 Clustering results of 99 grape germplasms

通过口感风味评价，并结合动态聚类分析结果，第1类口感偏酸，第2类口感酸甜，第3类口感偏甜，第4类口感甜酸，第5类口感极甜。

3 讨论

葡萄种质资源数量繁多，研究人员在评价过程中工作量、工作强度极大，工作效率低下，而且随着生活水平的日益提高，人们对葡萄风味的要求逐渐多样化，研究人员需要对大量种质的风味进行鉴定、评价，在明确育种目标的基础上，更加精准的为育种家提供有效的亲本资源，提高育种效率。

对于果实风味评价指标简化方面的研究比较多，包括主成分分析法、聚类分析法[12-13]、因子分析法[14-15]、灰色关联度分析法[16-19]等。樊丁宇等[7]利用因子分析确定了新疆杏鲜食品种的评价指标；倪志华等[20]将南丰蜜桔果实品质指标进行了简化；聂继云等[21]利用聚类分析法对苹果加工适应性进行了分类，并利用因子分析法对苹果品质评价指标进行了精简；陈杭君等[22]利用快速聚类分析法筛选鲜食荔枝；樊保国等[23]采用因子分析对制干枣品种进行了评价，且结果与感官评价结果一致。

目前对葡萄风味指标研究较少，尤其是以大量种质资源为材料进行研究还未见相关报道。为了快速有效的评价葡萄种质的风味特性，本研究通过相关分析、主成分分析及系统、动态聚类分析的方法初步对葡萄种质风味指标进行了筛选，认为可滴定酸、可溶性固形物和固酸比在衡量葡萄果实风味品质上能达到较为理想的效果。评价指标的简化，为今后对国家资源圃内葡萄资源风味的鉴定评价提供了理论基础，并提高了葡萄新品种选育的效率。

葡萄种质资源风味指标的筛选，在葡萄资源数据库的搭建、快速地筛选出不同风味的葡萄品种资源及缩短新品种选育的进程中起到了关键、有效的作用。

4 结论

99份葡萄果实品种之间，可溶性固形物、pH和可溶性糖含量的差异比较小；而可滴定酸、固酸比和糖酸比的差异却很大。各指标之间既存在着不同程度的关联性，又各自具有独立性。

通过系统聚类分析和因子分析，将6个葡萄风味评价指标缩减为3个公因子，分别由可滴定酸代表酸味因子、可溶性固形物代表甜味因子、固酸比代表综合风味因子。

以确定的可滴定酸、可溶性固形物和固酸比3项作为评价指标，对99份葡萄种质资源进行K-均值法动态聚类，将其分为5类，口感极酸的品种5份、口感甜的品种23份、口感酸甜-甜酸的品种47份、口感甜的品种18份、口感极甜的品种6份。