枣种质资源果实质地品质特性分析

薛晓芳 焦文丽 苏万龙 任海燕 王永康 石美娟 李登科 赵爱玲

doi：10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.014

https：//doi.org/10.7606/j.issn.1004-1389.2024.07.014

收稿日期：2023-05-31  修回日期：2023-08-30

基金项目：国家现代农业产业技术体系（CARS-30-5-02，CARS-30-ZZ-22）；农业农村部农作物种质资源保护专项（19210356）。

第一作者：薛晓芳，女，副研究员，研究方向为枣种质资源和育种。E-mail： xxfgss2013@126.com

通信作者：赵爱玲，女，研究员，研究方向为枣种质资源和育种。E-mail： zhyb186@126.com

摘  要  旨在建立标准化、统一化的枣果实质地品质鉴定评价方法，为枣种质资源质地品质精准鉴定评价提供理论参考依据。以50份枣种质脆熟全红期果实为试材，采用质构仪整果穿刺法鉴定果实质地品质，并对果实质地品质进行感官鉴定评价。结果表明，果皮穿刺强度、果皮破裂距离、果皮韧性、皮肉跌落脆性、果肉平均坚实度和果肉纤维指数6项指标在不同种质间存在丰富的多样性，变异系数为18.31%～40.40%。口感感官评价方法鉴定的果皮厚度、果肉质地和果肉粗细在不同种质间差异较大。质构仪分析得到的各项参数与感官评价参数间具有不同程度的相关性，果皮穿刺强度、果皮破裂距离、果皮韧性、果肉平均坚实度和果肉纤维指数5项指标均与感官评价的果肉质地呈极显著正相关，果肉纤维指数与感官评价的果皮厚度、果肉质地和果肉粗细间都呈极显著负相关，相关系数分别为-0.452、-0.364和-0.549。因子分析共提取两个主因子，包括果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性3项指标，累积贡献率为75.909%。基于因子分析结果，采用系统聚类法将50份供试种质分为3个类群，根据质地参数特征，分别将其定义为皮厚质密群、皮薄质疏群和中间类群。本研究建立了质构仪检测枣果质地品质的标准体系，可用于枣果实质地品质的精准鉴定评价。

关键词  枣；种质资源；穿刺；质地品质；聚类分析

枣（Ziziphus jujuba Mill.）是原产中国的第一大干果和重要的经济林树种，栽培历史悠久，种质资源丰富［1-2］。红枣作为传统营养滋补保健品［3-4］，倍受关注和青睐，随着生活水平的不断提高，人们对红枣鲜果的消费逐渐增加。质地品质是用来描述其组织结构及口感等指标的综合性概念［5］，质地品质的优劣直接影响果实品质及鲜枣商品价值。开展质构仪整果穿刺法对不同种质资源质地品质特性的评价，建立统一的评价标准体系，对种质资源质地品质精准鉴定评价具有重要意义。

目前国内外常用感官评价与质构仪测定两种方法对果实质地进行鉴定评价。感官评价主要是通过专业人员进行口感品尝和打分［6］，从果皮厚薄、果肉粗细、质地疏密等方面反映果实的质地品质，具有主观性强、人为误差大、难以量化等劣势。质构仪分析法通过质构指标参数准确地量化描述果实质地品质，已应用于苹果［7-8］、梨［9-10］、桃［11-12］、葡萄［13］、三华李［14］等多种果树的果实质地分析中。质构剖面分析（Texture Profile Analysis， TPA）［15］和穿刺法［16］是两种常用的分析水果质地品质的方法，这两种方法在枣果实质地品质分析中都有初步应用。马庆华等［17-18］采用质构仪整果穿刺法建立了检测冬枣质地的方法，并检测了不同地点、单株、发育阶段及贮藏时间冬枣的质地穿刺指标，准确反映了冬枣质地品质。赵爱玲等［19］通过比较探头、贯入速度、成熟期等试验，建立了穿刺法鉴定鲜枣果实质地品质的方法。杨植等［20-21］基于TPA法评价了56个枣品种以及枣和酸枣杂交F1代果实质地。TPA能测定黏着性、凝聚性、咀嚼性等指标，广泛应用于食品质地分析［22-23］，但对于脆性高、弹性小且带皮食用的枣果实，TPA方法有其局限性，该方法需要一定体积的果肉，枣果实由于果个较小导致取样困难，且果皮性状是质地品质的重要组成部分。相比之下，穿刺法能模拟人体口腔的咀嚼过程，较好地反映整个果实的流变学特征，同时获得多项质地指标，准确反映果皮和果肉的质地品质［24］。笔者前期建立了穿刺法鉴定鲜枣质地品质的检测方法，但关于枣种质资源果实质地的比较研究尚未开展。开展不同种质质地品质评价，可丰富枣种质资源品质评价的内容。

本研究以50份枣种质脆熟全红期果实为试材，采用整果穿刺法检测并分析各种质果实的质地品质特性，并结合口感感官评价，采用相关性分析、因子分析和聚类分析，初步建立标准化、统一化的枣果质地品质评价体系，为枣种质资源品质精准鉴定评价提供重要的理论参考依据。

1  材料与方法

1.1  材  料

试验于2021—2022年在山西农业大学果树研究所果树种质创制和利用山西省重点实验室进行，试材取自国家枣种质资源圃（山西太谷，北纬37°20′，东经112°29′），选择50份（表1）鲜食、制

干、兼用等不同用途的种质资源，树龄30  a，树体健壮，常规土肥水管理。于果实脆熟全红期，在树体不同方位随机选取60个果形端正、果实大小和成熟度一致、无病虫害的果实进行质地品质鉴定评价。

1.2  测定指标及方法

1.2.1  枣种质果实质地品质的测定  利用英国Stable Micro Systems公司生产的质构仪（TA.XT.plus）进行质构品质相关参数测定，测试条件参照赵爱玲等［19］的方法，略有改动，具体测试条件如下：选用P/2探头（柱形，直径2  mm），测前速度、贯入速度和测后速度分别设定为1   mm·s-1、 2  mm·s-1和10 mm·s-1，位移模式，穿刺深度设为5 mm。样品采集当天，每种质选取60个果实进行质地品质测定试验。

质地测定曲线见图1，用果皮穿剌强度  （g·mm-2）、果皮破裂距离（mm）、果皮韧性  （g·s）、皮肉跌落脆性  （g·s-1）、果肉平均坚实度（g）、果肉纤维指数等指标描述不同种质的质地品质，各指标在曲线上的含义参照赵爱玲等［19］的方法。

1.2.2  口感感官评价方法  参照李登科［25］的方法，邀请7个相关专业人员对果皮厚度、果肉质地、果肉粗细3项指标进行连续3 a的评价。其中，果皮厚度分为薄1、中2和厚3共3级；果肉质地分为疏松1、酥脆2、较致密3和致密4共4级；果肉粗细分为细1、中2和粗3共3级。

1.3  数据处理

使用Excel 2007对数据进行整理，利用SPSS 18.0软件进行描述统计、相关性、因子分析和聚类分析。

2  结果与分析

2.1  不同枣种质果实质地品质

由表2可知，50份枣种质果皮穿刺强度、果皮破裂距离和果肉平均坚实度3项指标的变异系数较小，分别为18.31%、22.52%和23.75%，在不同种质间的差异相对较小；果皮韧性、皮肉跌落脆性和果肉纤维指数的变异系数较大，分别为38.14%、40.40%和34.30%，这3项指标在不同种质间的差异相对较大。

供试种质的果皮穿刺强度为171.38～  386.05 g·mm-2，平均值为255.85 g·mm-2。‘太谷鸡心蜜的果皮穿刺强度最小，‘溆浦大果算盘的最大。果皮穿刺强度小于200 g·mm-2的种质有‘太谷鸡心蜜‘蜂蜜罐‘大荔鸡蛋枣‘山西葫芦枣和‘溆浦鸡蛋枣。果皮穿刺强度大于300 g·mm-2的有‘赞皇大枣‘运城婆婆枣‘乐金3号‘乐陵磨盘枣‘晋赞大枣‘溆浦糖枣‘溆浦大果算盘和‘襄汾官滩枣等8份种质。

供试种质的果皮破裂距离为0.59～1.63 mm，平均值为0.96 mm。果皮破裂距离最小的种质为‘蜂蜜罐，最大的为‘溆浦大果算盘。果皮破裂距离较小的种质有：‘太谷鸡心蜜‘六月鲜‘庆云小梨枣‘苹果枣‘濮阳核桃纹等，小于0.80 mm。果皮破裂距离较大的种质有：‘义县木枣‘延川条枣‘新乐大枣‘内黄扁核酸‘滕州长红枣等，大于1.20 mm。

供试种质的果皮韧性为102.43～588.23    g·s，平均值为229.74 g·s。‘蜂蜜罐枣的果皮韧性最小，‘溆浦大果算盘果皮韧性最大。果皮韧性较小的种质有：‘太谷鸡心蜜‘庆云小梨枣‘山西葫芦枣‘夏津大白铃等，低于150g·s。

较大的种质有：‘滕州长红枣‘义县木枣‘晋赞大枣‘运城婆婆枣‘新乐大枣‘延川条枣等，大于320 g·s。

供试种质的皮肉跌落脆性为-5 849.41～  -767.05 g·s-1，平均值为-2 723.69 g·s-1。皮肉跌落脆性最大的种质为‘安阳团枣，最小的为‘孔府酥脆枣。皮肉跌落脆性较大的种质有：‘运城婆婆枣‘延川条枣‘溆浦大果算盘‘襄汾官滩枣‘灌阳长枣等。较小的有：‘蜂蜜罐‘榆次团枣‘苹果枣‘永济蛤蟆枣等。

供试种质的果肉平均坚实度为290.94～780.80 g，平均值为472.77 g。果肉平均坚实度最大的种质为‘溆浦大果算盘，较大的种质有：‘运城婆婆枣‘新乐大枣‘乐金3号‘晋赞大枣‘溆浦糖枣等；果肉平均坚实度最小的种质为‘临泽大枣。较小的种质有：‘蜂蜜罐‘太谷鸡心蜜‘六月鲜‘庆云小梨枣‘北京鸡蛋枣‘山西葫芦枣‘北京郎家园枣等。高于平均值的种质有24份，占供试种质的48%，低于平均值的种质有26份，占52%。

供试种质的果肉纤维指数为3.60～19.33，平均值为11.84。果肉纤维指数最大的种质为‘临猗梨枣。较大的种质有：‘稷山板枣‘冷白玉枣‘庆云小梨枣‘夏津大白铃‘苹果枣等。果肉纤维指数最小的种质为‘滕州长红枣。较小的种质有：‘深县串杆红‘运城婆婆枣‘枣强婆枣‘溆浦大果算盘等。

2.2  不同枣种质果实质地口感感官评价

由表3可知，50份供试种质果皮薄、中、厚的份数分别为20、17和13份，占比分别为40%、34%和26%，可见果皮薄的种质最多。果肉质地为疏松、酥脆、较致密和致密的种质份数分别为：3、17、14和16份，分别占供试种质的6%、34%、28%和32%，果肉质地为酥脆和致密的种质居多，质地为疏松的种质最少。果肉粗细为细、中、粗的种质份数分别为：24、21和5份，占供试种质的比例分别为：48%、42%和10%，可见果肉细和中等的种质较多。

2.3  枣种质质地品质参数和口感感官评价相关性分析

由表4可看出，果皮穿刺强度与果皮破裂距离、果皮厚度、果肉粗细3个指标间都呈显著正相关关系，与果皮韧性、果肉平均坚实度间呈极显著正相关，与果肉纤维指数呈极显著负相关。果皮破裂距离与皮肉跌落脆性呈显著正相关关系，与果皮韧性、果肉平均坚实度和果肉质地间呈极显著正相关关系，与果肉纤维指数间存在极显著负相关关系。果皮韧性与皮肉跌落脆性和果肉粗细间呈显著正相关，与果肉平均坚实度、果皮厚度、果肉质地间呈极显著正相关关系，与果肉纤维指数间存在极显著负相关关系。皮肉跌落脆性与果肉平均坚实度间呈显著正相关关系。果肉平均坚实度与果肉纤维指数显著负相关，与果皮厚度显著正相关，与果肉质地极显著正相关。果肉纤维指数与果皮厚度、果肉质地和果肉粗细3项指标间都呈极显著负相关。果皮厚度与果肉质地和果肉粗细都呈极显著正相关。果肉质地与果肉粗细间呈极显著正相关。可见，果皮和果肉各项指标间都存在相互影响的关系，评价果实质地需要综合考虑果皮和果肉各项指标。

2.4  枣种质质地品质指标的因子分析

对质构仪测定的6项质地品质指标进行因子分析，结果表明前2个因子的方差贡献率均大于5%，所包含的信息量占总体信息量的75.909%，为主因子（表5）。因子1的方差贡献率为  59.747%，代表性指标为果皮韧性和果肉平均坚实度；因子2的方差贡献率为16.162%，代表性指标为皮肉跌落脆性。说明果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性3项指标可分别代表果皮、果肉和皮肉特性来综合反映果实质地品质。

2.5  基于质地品质指标的枣种质聚类分析

将供试种质的果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性3项指标数据经标准化转化，进而采用Ward法和欧氏距离进行系统聚类，结果见图2。从图2可看出，50供试种质在距离为10处被分为3类，第Ⅰ类包含22份种质，占总数的44%，如‘稷山板枣‘赞皇大枣 ‘保德油枣‘新郑灰枣‘金谷大枣等属于第Ⅰ类群；第Ⅱ类包含12份种质，占总数的24%，如‘冷白玉枣‘太谷鸡心蜜‘山西葫芦枣‘平遥不落酥‘北京鸡蛋枣等属于第Ⅱ类群；第Ⅲ类包含16份种质，占总数的32%，如‘六月鲜‘蜂蜜罐‘彬县晋枣‘永济蛤蟆枣‘榆次团枣等属于第Ⅲ类群。

按照聚类分析结果，对各类群所含种质进行质地品质综合评价（表6），第Ⅰ类群果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性的均值分别为299.21 g·s、577.54 g和-2 142.05 g·s-1，该类群包含的种质果皮较厚，果肉平均坚实度较大，

定义为皮厚质密类群；第Ⅱ类群果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性的均值分别为167.72   g·s、375.79 g和-2  019.05 g·s-1，该类群前两个指标在3个类群是最小的，皮肉跌落脆性最大，将此类群定义为皮薄质疏群；第Ⅲ类群种质的果皮韧性和果肉平均坚实度在3个类群中居中（分别为180.74 g·s和401.44 g），皮肉跌落脆性最小，定义为中间类群。该分类结果将为今后枣种质资源质地品质鉴定评价提供重要参考依据。

3  讨论与结论

质构仪整果穿刺法能较好地反映果皮和果肉的质地情况，本研究基于团队前期建立的质构仪整果穿刺法检测枣果质地品质检测体系［19］，分析了50份不同枣种质脆熟全红期果实的质地特性。得到质地相关的6项参数，其中果皮穿刺强度、果皮破裂距离、果皮韧性3项指标用来描述果皮的质地特性，果肉平均坚实度和果肉纤维指数2项指标用来描述果肉的质地特性，皮肉跌落脆性1项描述咬合时果皮和果肉综合特性的指标。口感感官评价法鉴定了1项果皮质地指标即果皮厚度和2项果肉质地指标即果肉质地和果肉粗细。对9项指标进行相关性分析，研究结果表明，果皮各项指标、果肉各项指标及质构仪测得的参数和口感感官评价结果间都存在不同程度的相关性，感官评价的果皮厚度与质构仪参数果皮穿刺强度和果皮韧性分别呈显著和极显著正相关，感官评价的果肉质地与质构仪参数果肉平均坚实度极显著正相关，感官评价的果肉质地和果肉粗细均与果肉纤维指数极显著负相关，由此可知，质构仪分析的质地特性与口感感官评价高度相关，能够客观准确地描述各项果皮和果肉质地参数，这与杨玲等［26］的研究结果一致。

6项质地参数间也存在不同程度的相关性，果皮穿刺强度和果皮破裂距离都与果皮韧性呈极显著正相关，皮肉跌落脆性与果皮破裂距离和果皮韧性都呈显著正相关，果肉平均坚实度与果肉纤维指数间显著负相关。由于不同参数间相互影响、相互联系，因此可简化评价指标，选取代表性指标进行质地品质评价。因子分析是从多个指标或因素中，经过相关系数矩阵内部结构的计算，提取出具有代表性因子的指标，从而通过降维实现分析指标的简单化［27］。本研究将6个质构仪参数指标进行因子分析，提取了果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性3项质地参数，分别代表了果皮质地特性、果肉质地特性以及果皮和果肉综合特性。结合相关性分析结果，通过降维的方法分别选择代表性指标进行质地特性评价不仅具有可操作性，而且有利于提高评价效率。本研究仅选择质构仪参数进行因子分析，而未选择感官评价结果，因为感官评价存在一定的人为误差，主观性较强，相比之下，质构仪能够客观准确地描述各项果皮和果肉质地品质参数［28］。由此，本研究筛选的3项质构仪质地参数可用于枣种质果实质地品质评价。

不同枣种质果实质地特性差异较大。目前，基于质构仪整果穿刺法对不同枣种质进行质地特性评价及种质分类的研究少有报道。本研究以因子分析筛选的3项质地参数为基础，将50份供试种质分为3个类群：皮厚质密群、皮薄质疏群和中间类群。皮厚质密群种质的特点是果皮韧性和果肉平均坚实度大，即果皮较厚、果肉较致密、皮肉跌落脆性中等，该类群包含的种质多为制干品种和部分兼用品种；皮薄质疏群种质的特点是果皮韧性和果肉平均坚实度小，即果皮薄、果肉酥脆，该类群种质大多为鲜食品种。中间类群的特点是果皮韧性和果肉平均坚实度中等，皮肉跌落脆性最小，该类群包含的种质大多为兼用品种和部分鲜食品种。建立了基于不同质地特性的枣种质分类标准，可作为今后评价枣果质地的参考依据。对于未知的新种质，依据果皮韧性、果肉平均坚实度和皮肉跌落脆性3项指标值的大小，可初步判定其所属类群。前人研究表明，果实质地特性因细胞组织结构、细胞壁组分及代谢相关酶活性等的差异而不同［29-30］，今后将进一步开展相关研究，多层面剖析枣果实质地形成机理。

本研究建立了枣种质资源果实质地品质鉴定评价体系，丰富了枣果品质精准鉴定评价的内容，为进一步研究质地品质形成机理提供了参考依据，为实现枣果质地品质精准调控奠定了重要基础。

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Characteristic Analysis of Fruit Texture Quality in Jujube Germplasm Resources

XUE Xiaofang，JIAO Wenli，SU Wanlong，REN Haiyan，WANG Yongkang，SHI Meijuan，LI Dengke and ZHAO Ailing

（Pomology Institute，Shanxi Agricultural University/Shanxi Key Laboratory of Germplasm

Improvement and Utilization in Pomology，Taiyuan  030031，China）

Abstract  This study aimed to establish a standardized and unified method for evaluating the texture quality of jujube fruit，providing a theoretical basis for the accurate evaluation of jujube germplasm resources.In this study，fruits of 50 jujube germplasm resources at crisp ripening and full-red stage were selected as test materials，and the texture quality was evaluated using a texture analyzer with whole-fruit puncture.In addition，we performed a sensory evaluation of fruit texture.The results showed that six indexes including pericarp puncture strength，pericarp break distance，pericarp toughness，pericarp-to-pulp brittleness，mean pulp firmness，and pulp fiber index had a rich genetic diversity among different germplasm resources，with the coefficient of variation of these indexes ranging from 18.31% to 40.40%.Sensory evaluation revealed that the tested germplasm samples showed significant differences in pericarp thickness，pulp texture，and pulp thickness.The results of parameters obtained using a texture analyzer correlated with those obtained via sensory evaluation to varying degrees.Five indexes，namely，pericarp puncture strength，pericarp break distance，pericarp toughness，mean pulp firmness，and pulp fiber index，were significantly positively correlated with pulp texture of sensory evaluation.In contrast，the pulp fiber index was significantly negatively correlated with pericarp thickness，pulp texture，and pulp thickness of sensory evaluation，with the correlation coefficients of -0.452，-0.364，and -0.549，respectively.Two main factors were extracted via factor analysis，including three indexes of pericarp toughness，mean pulp firmness，and pericarp-to-pulp brittleness，and the cumulative contribution rate was 75.909%.Based on the results of factor analysis，50 germplasm samples were classified into three groups using the systematic clustering method.The germplasm samples were further categorized into thick skin and dense pulp group，thin skin and loose pulp group，and intermediate group.In conclusion，a standardized system has been established for the accurate identification and   evaluation of jujube fruit texture quality.

Key words  Jujube （Ziziphus jujuba Mill.）; Germplasm resources; Puncture; Texture quality; Cluster analysis

Received   2023-05-31    Returned  2023-08-30

Foundation item  China Agriculture Research System （No.CARS-30-5-02，No.CARS-30-ZZ-22）; Special Project of Crop Germplasm Resources Protection of Ministry of Agriculture and Rural Affairs（No.19210356）.

First author  XUE Xiaofang，female，associate research fellow.Research area：germplasm resources and breeding of jujube.  E-mail：xxfgss2013@126.com

Corresponding   author  ZHAO Ailing，female，research fellow.Research area：germplasm resources and breeding of jujube.E-mail：zhyb186@126.com（责任编辑：史亚歌  Responsible editor：SHI Yage）