不同梨品种品质分析

王 阳,佟 伟,王文辉,贾晓辉,杜艳民,王志华

(中国农业科学院果树研究所/农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室/辽宁省果品贮藏与加工重点实验室,辽宁兴城,125100)

中国是世界梨产量最大的国家,超过世界总产量的一半。《中国农村统计年鉴(2021)》显示,2020年我国梨产量超过1 782万t,占全国果树产量的6.21%,栽培历史超过3 000年[1]。梨种类繁多,在世界上可将梨分为西洋梨和东方梨两大类型,中国梨栽培品种包括白梨、砂梨、秋子梨、新疆梨和西洋梨5大系统[2],杂交梨品种同样有一定的市场占有率,如玉露香(库尔勒香梨×雪花梨)、新梨7号(库尔勒香梨×早酥梨)、红香酥(库尔勒香梨×鹅梨)。梨果实具有缓解咳嗽、镇咳、抗炎和利尿的作用[3-6],优良的梨品种不仅是果农首选,而且是育种人员的研究目标,高品质是优良果实所具备的重要条件之一。目前对于梨品质的研究多集中在可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)、维生素C、单果质量、硬度、石细胞等指标上[7-9],但对于大量的不同栽培梨系统间品质比较研究甚少。相关性分析、主成分分析及聚类分析等评判手段可以科学、客观地评价果实品质,这些评判方法在品质评价上发挥了一定的作用[10-13]。本研究就6大栽培梨系统的60个梨品种单果质量、硬度、SSC、TA、SSC/TA、维生素C、pH值、石细胞、乙醇和乙醛进行研究,并对各品质指标之间的关系进行分析,为梨果产业发展提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验60个梨品种采摘于国家果树种质兴城梨资源圃,涵盖了大部分种植范围广的梨品种,采摘后立即运往果品贮藏实验室,0 ℃贮藏待用。梨品种名称及编号见表1。

表1 不同梨品种信息

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理 秋子梨和西洋梨需在常温(20±1)℃下后熟至硬度4 kg/cm2左右达到最佳食用期时进行品质指标测定;白梨、砂梨、新疆梨和杂交梨不需要后熟,采摘后置于0 ℃或直接进行品质指标测定。

1.2.2 品质指标测定 每个品种选取20个果实进行单果质量测定;果肉硬度采用南非GS-15型水果质地分析仪测定,测定果面上去皮后对称的2个点;SSC采用PR-101α糖度计测定,每个果实测定两个值;TA、维生素C含量均使用瑞士Metrohm 808 Titrando电位滴定仪测定;固酸比=SSC/TA;pH值采用PHS-4CT型酸碱度计测定;石细胞含量采用冷冻法(参照聂继云[14]等)测定,石细胞含量(%)=石细胞质量/果肉质量×100;乙醇乙醛含量采用日本岛津GC-2010与Tubro Matrix 40气相色谱结合顶空进样进行测定。

1.3 数据分析

品质指标间的关系采用Pearson相关性分析、主成分分析及聚类分析(SPSS 20.0),显著水平为p<0.05,极显著水平p<0.01。

2 结果与分析

2.1 不同梨品种品质指标

单果质量是评价果实品质的最基本指标。由表2可知,不同梨品种单果质量差异较大,其中以秋子梨系的小香水最小(36.72 g),砂梨系的蒲瓜梨最大(439.15 g)。果实贮藏及运输过程中硬度是重要的评判指标[15],不同栽培梨系统间硬度存在差异,特别是秋子梨和西洋梨,梨果实后熟后硬度显著下降,此时果实柔软多汁,白梨系硬度均值在7.33 kg/cm2,秋子梨系硬度均值在4.18 kg/cm2,砂梨系硬度均值在6.90 kg/cm2,西洋梨系硬度均值在4.19 kg/cm2,新疆梨系硬度均值在5.90 kg/cm2,杂交梨系硬度均值在4.94 kg/cm2。

表2 不同梨品种品质指标

SSC高于15.00%的有4种,均为秋子梨系品种,分别为“八里香”“红南果”“尖把梨”和“砂糖梨”,以白梨系的“红麻槎”(8.52%)和“金花梨”(8.47%)最低。秋子梨系品种比较典型的另一特点就是TA含量较高,均值为0.69%;杂交梨TA含量均值最低,仅0.06%。就SSC/TA值而言,白梨品种中高于50.00的占70%,秋子梨品种里除“京白梨”(52.70)以外,SSC/TA值均在50.00以下,砂梨品种里SSC/TA值100以上的约占3/5,西洋梨、新疆梨和杂交梨系里除了“黄霉酥”(33.84)以外,其SSC/TA均在50.00以上。

维生素C含量是梨中比较重要的营养指标,60个梨品种维生素C含量均值为2.80 mg/100 g,其中含量较高的梨品种有“崇化大梨”(8.38 mg/100 g)、“海城慈梨”(5.49 mg/100 g)和“济南小白”(7.28 mg/100 g)。

pH值可以直观反映果汁酸碱度,梨汁pH值范围在2.73～5.32,呈酸性。

石细胞含量是影响梨果实果肉细腻度的重要指标[16-18],“黄金对麻”的石细胞含量显著高于其他品种,达70.31 g/100 g,其他品种均在3.26 g/100 g以下。

乙醇含量对梨的风味有一定影响。秋子梨乙醇平均含量较其他品种高,供试6个梨系统的乙醇含量排序依次为:秋子梨>西洋梨>砂梨>新疆梨>白梨>杂交梨。乙醛是果蔬中天然的香味化合物之一[19-21],在后熟过程中不断积累,是评价果实耐贮性的重要指标,秋子梨系的梨品种经过后熟的乙醛含量最高,达到131.56 mg/L,而白梨仅为9.94 mg/L。

2.2 相关性分析

由表3可知,单果质量与SSC、TA、乙醇和乙醛呈极显著负相关(p<0.01),与pH值呈极显著正相关;硬度与SSC、乙醇和乙醛呈极显著负相关,与维生素C和pH值呈极显著正相关;SSC与硬度和pH值呈极显著负相关,与TA、乙醇和乙醛呈极显著正相关;TA与单果质量、SSC/TA、维生素C和pH值呈极显著负相关,与SSC、乙醇和乙醛呈极显著正相关;SSC/TA与TA和乙醇呈极显著负相关,与pH值呈极显著正相关;维生素C与TA、乙醇和乙醛呈极显著负相关,与硬度呈极显著正相关,与pH值呈显著正相关;pH值除与石细胞无显著相关性,与其他品质指标均呈极显著或显著相关性(p<0.01或p<0.05);石细胞仅与乙醛呈显著正相关;乙醇除与SSC/TA和石细胞无显著相关性,与其他品质指标均呈极显著或显著相关性;乙醛除与SSC/TA无显著相关性,与其他品质指标均呈极显著或显著相关性。

表3 不同梨品种品质指标间的相关性分析

综合以上分析,不同梨品种各品质指标间表现出不同程度的相关性,说明10项品质指标间存在信息重叠。

2.3 主成分分析

对单果质量、硬度、SSC、TA、SSC/TA、维生素、pH值、石细胞、乙醇和乙醛10个评价指标进行主成分分析,探寻影响梨品质的关键指标,所得相关矩阵的特征值及方差贡献率见表4,经标准化后的因子负荷矩阵见表5。以特征值大于0.9的原则提取4个主成分,累积贡献率78.35%,可代表原始数据的大部分信息。

表4 主成分的特征值及方差贡献率

表5 因子负荷矩阵

由表4和表5可知,第1主成分包含了原始信息量的45.47%,其大小主要由SSC、TA、pH值、乙醇和乙醛决定,反映了梨果实的口感和风味,可命名为味道因子;第2主成分包含了原始信息的14.06%,其大小主要由SSC/TA决定,反映了梨果实的甜酸程度,可命名为甜酸度因子;第3主成分包含了原始信息的9.72%,其大小主要由石细胞含量决定,可命名为粗糙度因子;第4主成分包含了原始信息的9.10%,其大小主要由单果质量决定,可命名为质量因子。

2.4 聚类分析

将不同梨品种的10项品质指标数据标准化后,区间选择欧式距离进行聚类分析。结果显示,在欧式距离12处可将60个梨品种分成3类(图1)。第Ⅰ类包含“酥木梨”“黄酥霉”“秋白梨”和“无籽黄”等52个梨品种;第Ⅱ类包含“大香水”“软儿梨”“八里香”“砂糖梨”“白八里香”“面酸梨”和“热梨”7个梨品种,这类品种特点均为秋子梨系品种,表现出较高的SSC和TA含量,维生素C含量偏低,石细胞含量居中,乙醇、乙醛含量较高;第Ⅲ类仅有“黄金对麻”,此类梨品种石细胞含量很高,吃起来口感粗糙。

图1 不同梨品种聚类分析

3 讨论与结论

果实品质是由很多品质指标共同决定的,而果实单果质量是最直接评判果实大小的品质指标,可直观地反映出果实的大小;果实硬度是评价果实口感和耐贮性的品质指标之一;糖酸是梨果实生长发育过程中的重要基础物质,同时也是决定果实内在品质的重要指标;不同果实维生素C含量是存在差异的,维生素C是评判果实贮藏期的品质指标之一;石细胞在梨果实中尤为突出,特别是接近果核部分尤为粗糙,这在其他果实上比较少见;乙醇和乙醛是果蔬中天然香味化合物成分之一,几乎存在于每种果蔬中,并且在果蔬后熟过程中不断积累[22-28]。牛佳佳等[29]对“红早酥”“红香酥”“黄冠”“中梨1号”“华山”“晚秀”“玉露香”“秋月”及“圆黄”等9个梨果实品种进行品质研究,以单果质量、硬度、固酸比等7个指标作为评价梨果实的关键指标;牟红梅等[30]科学简化莱阳茌梨果实品质的评价指标,从8个品质指标中筛选出SSC、TA、单果质量作为评价莱阳茌梨的关键指标,以上与本研究得出的结果相似。

研究发现,60个梨品种的10个品质指标存在一定的差异,这些差异对于梨果实鲜销、贮藏和加工均有指导意义。有些梨品种采摘后并不适合直接鲜销,例如秋子梨系和西洋梨系梨品种,经后熟后才能达到最佳风味,但是这些梨品种又不适合长期贮藏,否则对其风味影响极显著,而多数的白梨、砂梨和杂交梨品种较耐贮,贮藏期品质变化没有那么显著。加工梨品种的选择与其品质也息息相关,例如梨罐头会选择酸度低、脆肉梨品种,而梨汁、果脯等加工产品虽然不受品种的限制,但品种对产品的风味影响很大,需要了解其品质特性,制作出具有代表性的梨加工产品,某些石细胞含量较高的梨品种含有大量的木质素,这对梨果深加工和定位有重要的意义。

综上所述,不同的梨品种品质指标含量存在一定的差异,并且不同品质指标间表现出一定的相关性。筛选出SSC、TA、SSC/TA、pH值、石细胞、乙醇和乙醛作为梨品质的关键指标,即SSC和SSC/TA越高,TA、pH值、石细胞、乙醇和乙醛越低梨品质越好,这符合人们的消费习惯,即甜度高、酸度低、口感细腻、新鲜度。根据品质指标特点可将60个梨品种分为3大类,除了第二类均为秋子梨以外,其他类跟栽培系统无关。