井冈蜜柚果实品质比较及综合评价*

向建军，俞熙仁，董一帆，袁丽娟，邱素艳，张大文

（江西省农业科学院农产品质量安全与标准研究所，南昌 330200）

柚（Citrus grandisOsbeck）为芸香科柑橘亚科 柑橘属乔木，又名文旦、香栾、朱栾、内紫等[1]。柚果实营养丰富且有保健功能，具有止咳、平喘、清热、健脾、降血糖血脂、抗衰老、抗氧化、抗癌等功效[2]。柚在我国已有3000多年的栽培历史，江西省吉安市位于北纬25°58′～27°57′，东经113°46′～115°56′，属典型的中亚热带湿润季风气候区，大部分地区为蜜柚适宜栽培区[3-4]。“井冈蜜柚”是江西省吉安市全力推进的农业主导产业，经过多年发展，“井冈蜜柚”形成了桃溪柚、金沙柚、金兰柚等主导品种，种植规模不断扩大，成为当地果农脱贫致富的主导产业[5]。

主成分分析法是评价果实品质较常用的方法，是利用降维的思想，将多个指标转化为相互独立的综合指标，以此对原数据进行综合分析[6]。目前，基于主成分分析法对果实品质进行综合评价的研究越来越多，刘佳梦等[7]利用主成分分析法对不同品种龙眼干品质进行评价；李伟等[8]采用主成分分析法评价不同地区35 个杨梅品种的综合品质，从而筛选出品质较佳的杨梅品种。目前，对井冈蜜柚果实品质评价方面的相关报道较少，聂根新等[9]采用灰色关联度法对井冈蜜柚果实品质进行了分析评价，余璇等[10]对金沙柚果实品质与土壤、叶片、果实矿质养分的相关性进行了分析，有关不同果园井冈蜜柚果实外观品质、风味品质以及功能性物质水平的特性及差异，以及其综合评价尚未见报道。为此，本文以97 个不同果园的井冈蜜柚果实为试材，通过测定其单果重、纵径、横径和可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、维生素C、柚皮苷、柠檬苦素含量等指标，并运用相关性分析、主成分分析共同构建一个科学合理的井冈蜜柚果实品质评价体系，为该地区柚类产业的可持续发展提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为97 个不同果园井冈蜜柚果实，于2020 年10 月在吉安市采集（图1）。依据当地井冈蜜柚分布具体情况，每个地方随机选取2 个以上果园，每个果园对角线方向选取长势良好、处于盛果期的5 株树作为样株。果实成熟期，每株样株随机采集无病虫害、果形端正、成熟度和大小基本一致的2 个果实，采样方位和冠层均一致。所有样品的果实均带回实验室进行相关品质测定。

图1 井冈蜜柚采样果园分布情况

1.2 仪器与试剂

LC-1290II-6495-MS/MS 液相色谱-串联质谱仪，美国安捷伦公司；JY10002 电子天平（感量0.001），上海舜宇恒平科学仪器有限公司；游标卡尺，上海首丰精密仪器有限公司；U-3900 紫外可见分光光度计，日本日立公司；WYA-2W 阿贝折射仪，上海光学仪器厂；L（+）-抗坏血酸标准品（纯度≥99%），西陇科学股份有限公司；柚皮苷、柠檬苦素和诺米林标准品，Sigma 公司；甲醇、乙腈（色谱纯），美国TEDIA 公司；其他试剂为分析纯，试验用水为超纯水。

1.3 品质测定

1.3.1 果实外观品质测定

单果重用电子天平称量每个果实样品鲜重，取其平均值；果实纵径与横径利用数显游标卡尺测量，取其平均值，计算果形指数。

1.3.2 果实风味品质测定

果实可溶性固形物含量在室温下用PAL-1 型手持袖珍折射仪测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法[11]测定；可滴定酸含量参照国家标准《柑桔鲜果检验方法》（GB/T 8210—2011）测定，并计算糖酸比和固酸比。

1.3.3 果实功能性物质测定

果实维生素C 含量测定参照《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》（GB 5009.86—2016）中的2,6-二氯靛酚滴定法；柚皮苷、柠檬苦素、诺米林含量采用HPLC-MS/MS 进行测定，参考黄高凌等[12]的方法略作修改。

1.4 数据分析

采用Excel 2016 对数据进行整理，利用SPSS Statistics 23.0 软件进行相关性分析、主成分分析以及方差分析，用LSD 多重比较法检验样本间的差异显著性（P＜0.05），结果以平均值±标准偏差的形式表示，每组试验重复3 次。

2 结果与分析

2.1 井冈蜜柚果实外观品质分析

由表1 可知，同一品种不同产地的井冈蜜柚果实单果重、纵径、横径和果形指数差异明显，其中桃溪柚单果重变化范围为724.94～970.58 g，变异系数为11.00%，差异最大，且青原区的单果重最大，其次是泰和县和万安县，新干县最小；果实纵径变化范围为13.69～16.57 cm，横径变化范围13.12～14.53 cm，变异系数分别为7.90%、4.18%，其中青原区、泰和县的纵径和横径较大；果形指数变化范围为1.03～1.16，变异系数为4.44%，其中泰和县最大。金沙柚和金兰柚4 个果实外观品质指标中单果重差异均最大，变异系数分别为10.50%、7.56%，其次是果实纵径和横径，果形指数差异均最小，变异系数分别为1.59%和0.87%。

表1 不同产地井冈蜜柚果实外观品质

由表2 可知，同一产地不同井冈蜜柚品种的果实外观品质存在差异，其中青原区的3 个井冈蜜柚品种果实纵径差异最大，变异系数为12.08%；其次是单果重和横径，变异系数分别为10.10%和7.19%；果形指数差异最小。金沙柚和桃溪柚比较，泰和县的果实纵径差异最大，变异系数为15.77%，其次是单果重和横径，果形指数差异最小。金沙柚和金兰柚的外观品质差异最小，以吉安县来说，差异较大的是果实纵径和横径，变异系数分别为1.13%和1.33%，单果重和果形指数差异较小。

表2 同一产地不同井冈蜜柚品种果实外观品质变异系数

2.2 井冈蜜柚果实风味品质分析

由表3 可知，同一品种不同产地的井冈蜜柚果实风味品质指标可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、固酸比和糖酸比之间存在差异，其中桃溪柚差异较大的是可滴定酸含量和糖酸比，变异系数分别为12.18%和11.85%；其次是可溶性糖含量和固酸比；可溶性固形物含量差异最小，变异系数为4.49%。金沙柚差异较大的是糖酸比和可滴定酸含量，变异系数分别为36.94%和27.72%；其次是固酸比和可溶性糖含量；可溶性固形物含量差异最小，变异系数为3.88%。金兰柚差异最大的是糖酸比，变异系数达40.89%，在20.13～45.48 之间变化，平均值为28.49，最高的是青原区；其次是固酸比和可滴定酸、可溶性糖含量，变异系数分别为36.87%、36.41%和12.09%；差异最小的是可溶性固形物含量，变异系数为6.24%。

表3 不同产地井冈蜜柚果实风味品质

糖酸比是判断果品风味的重要参数之一，当酸度过低时，水果风味会变淡[13]。供试井冈蜜柚的糖酸比为9.77～45.48，平均值为22.24，以青原区的金兰柚最高，井冈山市的金沙柚最低；可滴定酸含量为0.21%～0.57%，其中新干县的金沙柚可滴定酸含量最高，吉安县的金兰柚最低；可溶性糖含量为4.32%～10.12%，其中青原区的金兰柚最高，其次是安福县的金兰柚、吉州区的金沙柚和永新县的金兰柚，井冈山市的金沙柚最小；可溶性固形物含量为11.06%～12.75%，青原区的桃溪柚最高（表3）。

同一产地不同品种间的风味品质也存在差异，吉州区、泰和县、新干县3 个地区品种间风味品质差异较小，青原区、万安县、吉安县、永新县4 个地区品种间风味品质差异较大；不同品种间差异较大是可滴定酸含量，变异系数最高达39.23%，可溶性固形物含量差异较小，变异系数均小于10%（表4）。

表4 同一产地不同品种井冈蜜柚果实风味品质变异系数

2.3 井冈蜜柚果实功能性物质含量分析

由表5 可知，同一品种不同产地井冈蜜柚果实功能性物质含量差异明显，其中桃溪柚果肉中柚皮苷含量差异最大，变异系数达34.56%；其次是诺米林、柠檬苦素含量，其变异系数分别为30.36%、25.18%；维生素C 含量差异最小，变异系数为10.76%。金沙柚果肉中柠檬苦素和诺米林含量的变异系数分别为17.92%和14.58%，其次是柚皮苷含量，最小的是维生素C 含量。金兰柚中差异最大的是柚皮苷含量，其次是柠檬苦素、诺米林含量，维生素C 含量差异最小。

表5 不同产地井冈蜜柚果实功能性物质含量

维生素C 是人体必需的化合物，而水果蔬菜是人体维生素C 的重要来源[14]。本试验结果表明，井冈蜜柚果肉中富含丰富的维生素C，维生素C 含量为457.93～713.86 mg/kg，其中维生素C 含量最高的是青原区的桃溪柚，其次是新干县、吉州区、泰和县的桃溪柚，井冈山市金沙柚平均维生素C 含量最低（表5）。

柚类水果中主要含有两类苦味物质，一类是黄酮类化合物，以柚皮苷为主；另一类是三萜系化合物的衍生物柠檬苦素类化合物，以柠檬苦素和诺米林为主。这些苦味物质具有抗氧化、降低肿瘤和心血管疾病发病率等重要作用[15]。供试样品中新干县的桃溪柚柚皮苷含量最高，为23.69 mg/kg；其次是万安县和永丰县的金沙柚，分别为18.72、18.02 mg/kg；青原区的金兰柚柚皮苷含量最低，为7.77 mg/kg。万安县和泰和县的桃溪柚柠檬苦素含量最高，分别为71.63、65.50 mg/kg；其次是峡江县和永丰县的金沙柚，分别为57.65、57.64 mg/kg；青原区的金兰柚柠檬苦素含量最低，为26.23 mg/kg。诺米林含量最高的是万安县的桃溪柚，为46.85 mg/kg；其次是新干县的桃溪柚和金沙柚；含量最低的是青原区的金兰柚，仅为21.50 mg/kg（表5）。

由表6 可知，同一产地不同井冈蜜柚品种的果实功能性物质含量差异较大，其中青原区的3 个品种间果肉柚皮苷含量差异最大，变异系数为30.04%；其次是柠檬苦素和维生素C 含量，变异系数分别为23.73%和18.80%；诺米林含量差异最小。万安县的金沙柚和桃溪柚之间4 个功能性指标差异相对较大，差异最大的是诺米林含量，变异系数达30.20%，其次是柠檬苦素含量，柚皮苷和维生素C含量变异系数分别为21.64%和6.66%。金沙柚和金兰柚品种间差异相对较小。

表6 同一产地不同井冈蜜柚品种果实功能性物质含量变异系数

2.4 井冈蜜柚果实品质指标相关性分析

采用Pearson 相关系数分析井冈蜜柚13 个果实品质指标之间的相关性。由表7 可知，单果重与可溶性固形物、柚皮苷、诺米林含量均呈极显著负相关，与可溶性糖、柠檬苦素含量均呈显著负相关，与纵径和横径呈极显著正相关，表明单果重越大，果实可溶性固形物、可溶性糖、柚皮苷、柠檬苦素、诺米林含量越低，纵径和横径越大；维生素C 含量与可溶性固形物、柚皮苷、诺米林含量均呈极显著正相关，与柠檬苦素含量相关性不显著；其余各指标间也存在相关性，表明不同井冈蜜柚果实品质指标间的相关性较强。

表7 井冈蜜柚果实品质指标间的相关性分析

2.5 井冈蜜柚果实品质指标主成分分析及综合评价

采用主成分分析法对井冈蜜柚的13 个果实品质指标进行分类简化，得到5 个主成分，如表8 所示，其方差贡献率依次为26.376%、21.662%、16.116%、9.419%和7.675%，累计方差贡献率为81.248%，能够代表所有指标的绝大部分信息、综合反映井冈蜜柚果实的品质特性，可以作为井冈蜜柚果实评价的综合指标。

表8 主成分的特征值和贡献率

为了更好地解释各品质指标与主成分因子之间的关系，将所提取的主成分因子进行旋转处理，其载荷值大小反映各变量在主成分中的重要程度，分析结果见表9。第1 主成分代表了井冈蜜柚果实品质总信息的26.376%，果实纵径、横径、果形指数和单果重的正向载荷权数最大，对第1 主成分起决定性作用，主要反映了井冈蜜柚果实的外观品质，果实纵径与单果重、横径和果形指数均呈极显著正相关（表7），因此将果实纵径作为第1 主成分的代表指标；第2 主成分代表了井冈蜜柚品质总信息的21.662%，果实可滴定酸含量负向载荷权数最大，为-0.898，固酸比和糖酸比的正向载荷权数较大，分别为0.958 和0.928，第2 主成分主要反映了井冈蜜柚果实的风味品质，可滴定酸含量与固酸比、糖酸比均呈显著负相关，因此将可滴定酸含量作为第2 主成分的代表指标；第3、第4 主成分分别代表了井冈蜜柚品质总信息的16.116%和9.419%，果实维生素C、柚皮苷、诺米林、柠檬苦素含量正向载荷权数较大，主要代表了果实的功能性物质含量，反映了井冈蜜柚果实的抗氧化能力的信息，维生素C含量与柚皮苷、诺米林含量均呈极显著正相关，因此将维生素C 含量作为第3、第4 主成分的代表指标；第5 主成分包含了原始信息的7.675%，其大小主要由可溶性固形物、可溶性糖含量决定，且可溶性糖含量与可溶性固形物含量呈极显著正相关，因此将可溶性糖含量作为第5 主成分的代表指标。经过主成分分析可以得到综合评价井冈蜜柚果实的最主要的4 个指标，分别是果实纵径、可滴定酸、可溶性糖含量和维生素C 含量。

表9 主成分在各品质指标上旋转后的成分矩阵

用新的5个主成分来代替原来的13个品质指标对井冈蜜柚果实品质进行综合评价，设5 个主成分得分依次为F1、F2、F3、F4、F5，以特征向量为权重构建5 个主成分的得分表达式：F1＝0.163X1＋0.339X2＋0.320X3＋0.326X4－0.004X5＋0.021X6＋0.028X7＋0.012X8＋0.000X9＋0.037X10－0.053X11＋0.047X12＋0.094X13；F2＝0.019X1＋0.007X2＋0.003X3＋0.003X4－0.321X5－0.116X6＋0.092X7＋0.330X8＋0.350X9＋0.024X10＋0.017X11＋0.040X12－0.039X13；F3＝－0.093X1＋0.007X2－0.004X3＋0.003X4＋0.020X5＋0.087X6－0.151X7－0.008X8＋0.106X9＋0.512X10＋0.520X11＋0.173X12－0.223X13；F4＝－0.243X1＋0.036X2－0.017X3＋0.255X4－0.035X5－0.117X6＋0.044X7－0.021X8－0.059X9－0.252X10＋0.034X11＋0.398X12＋0.640X13；F5＝0.137X1＋0.027X2＋0.068X3－0.074X4＋0.145X5＋0.528X6＋0.559X7＋0.193X8－0.043X9－0.193X10－0.224X11－0.066X12－0.025X13。以5 个主成分的方差贡献率为权重，构建井冈蜜柚果实品质综合评价模型：F＝0.263 76F1＋0.216 62F2＋0.161 16F3＋0.094 19F4＋0.076 75F5。

通过计算得分和不同井冈蜜柚果园果实品质综合排名得出，排名前3 的果园分别是金沙柚万安-06、金兰柚吉安-09 和金沙柚青原-04；排名前10的果园中有7 个果园是金沙柚，2 个桃溪柚果园代表外观品质的第1 主成分得分最高；排名第2 的金兰柚果园第1 主成分得分不高，但代表风味品质的第2 主成分得分远高于其他果园，综合得分前10果园中吉安县和青原区果园分别占有3 个（表10）。

表10 井冈蜜柚果园果实品质预测评价结果（前10）

3 讨论与结论

果实外观品质和内在品质是评价果实品质差异的主要考察对象，两者的好坏直接影响水果品质和消费者的选购[16-17]。井冈蜜柚因其具有独特的风味、食用及药用价值而受到欢迎，但由于地理以及品种的差异，井冈蜜柚不同品种间品质差异较大，对其进行比较及综合评价将更加有利于优良品种资源的筛选以及推广栽培。从外观品质上看，不同产地的井冈蜜柚单果重差异最大，桃溪柚变异系数达11.00%，金沙柚为10.50%，金兰柚为7.56%，其中青原区的桃溪柚单果重最大，达970.58 g，其次是果实纵径，横径差异最小。不同产地间金兰柚4 个外观品质指标差异最小，从产地来看，吉安县和永新县两地品种间外观品质差异较小。风味品质方面，不同产地果实可滴定酸、可溶性糖含量差异较大，可溶性固形物含量差异最小。3 个品种中桃溪柚的可溶性糖、可滴定酸含量和糖酸比、固酸比差异程度小于金沙柚和金兰柚。糖酸比和固酸比是影响果实风味的重要指标[18]，青原区金沙柚和吉安县金兰柚的糖酸比和固酸比相对较高，果实香甜可口，肉质细嫩化渣。吉州区、泰和县、新干县3 个地区品种间风味品质差异小于其他地区。功能性物质含量方面，井冈蜜柚维生素C 含量品种间和地区间差异变化都较小；桃溪柚新干县和青原区两地维生素C、柚皮苷含量均较高，青原区的维生素C 含量达713.86 mg/kg，万安县的柠檬苦素和诺米林含量较高；金沙柚万安县和永丰县维生素C、柚皮苷、柠檬苦素、诺米林含量相对较高，井冈山市和吉水县这4 个物质含量相对较低；而金兰柚吉州区的维生素C、柠檬苦素、诺米林含量相对较高，吉安县这3 个物质含量相对较低。3 个品种中，金沙柚产地间4 个功能性物质含量差异程度最小，吉安县和永新县4 个功能性物质含量品种间差异小于其他地区。

本研究发现，不同井冈蜜柚品种果实外观品质中单果重差异最大，果形指数差异最小，而风味品质以糖酸比差异较大，可溶性固形物含量差异最小，功能性物质以柚皮苷、柠檬苦素、诺米林含量差异较大，维生素C 含量差异最小。产地间金兰柚外观品质指标差异最小，桃溪柚风味品质指标差异最小，金沙柚在功能性物质含量方面差异最小，吉安县和永新县两地在外观品质和功能性物质含量品种间差异最小。造成其品质差异的原因除了本身的遗传特性外，还可能：一是不同产地光照条件、肥水供给状况以及树体结果数量影响单果重及果实营养成分；二是可能采样过程中一些人为因素造成。这与张维等[19]、李跃红等[20]对不同品种以及不同产地红心猕猴桃品质研究结果相同，地理环境以及品种的不同可能导致果实在外观、风味品质和功能性成分上的差异。

目前，主成分分析已广泛用于果蔬、食品品质的综合评价[21-22]，利用相关性分析与主成分分析相结合的方法，从13 个指标中筛选出4 个作为井冈蜜柚果实综合品质评价的主要品质指标，分别为果实纵径和可滴定酸、可溶性糖、维生素C 含量。综合主成分分析的结果表明，桃溪柚外观品质较好，金兰柚在风味上更具特色，金沙柚综合品质更具优势，吉安县和青原区两地不同品种品质综合得分高于其他地区。此外，在基于主成分分析的试验结果基础上，还需全面考量感官评价、问卷调查或专家评分等对井冈蜜柚品质进行较完整的综合评价。本研究可为井冈蜜柚的优良种质筛选、种植推广以及后续产品的综合开发利用提供一定的理论参考。