口感型番茄品質指標分析及綜合評價

孫利萍，高敏麗，張永民，靳穎玲，韓 蓉

（1.渭南市農業科學研究院，陜西渭南 714000；2.渭南市華州區果菜發展中心，陜西渭南 714000）

番茄是世界上栽培面積最大、消費最廣泛的果蔬類作物[1-2]，果實富含多種糖類、蛋白質、氨基酸、番茄紅素、礦物質等[3]，營養價值豐富，風味獨特，可生食、可加工，備受人們歡迎。長期以來，不管是育種者還是生產者對番茄品種的選育和生產都注重高產、抗病、耐儲運，而忽略了消費者對品質方面的需求[4-5]。近年來，隨著人們生活水平的提高和消費多樣化需求的增長，風味濃郁、酸甜可口、適于鮮食的高糖型、水果型口感番茄嶄露頭角，是消費者非常青睞的番茄系列[6-8]，其消費量和種植規模逐年增加。但因新品種層出不窮，果實可溶性固形物含量高低不等，口感間也存在巨大差異?？诟行头哑焚|的鑒定和評價是篩選并推廣優良品種的基礎之一。番茄的果實品質由外觀品質、風味品質、營養品質構成，其中，風味品質包括甜味、酸味、香味等，與果實中可溶性糖、有機酸和揮發性芳香化合物有關[9]。揮發性芳香化合物是番茄品質的重要組成部分，決定了番茄的獨特風味，直接影響消費者的感官和選擇購買欲[10-11]，對于高品質的口感型番茄尤為重要，但前人關于番茄品質的研究主要集中于硬果番茄[12-13]、櫻桃番茄[14]和加工番茄[15]，評價內容涉及影響果實香味的揮發性芳香化合物的較為少見，且評價方法大多基于主觀賦權法[16]、客觀賦權法、模糊的隸屬函數法[12]，很難客觀、全面、科學地對番茄品質進行綜合評價。因此，構建鮮食口感型番茄綜合評價模型已成為產業發展的迫切需求。本試驗從上海、甘肅、沈陽、寧夏等地征集到口感型番茄品種17 個，選擇10 個品質指標進行測定，并運用因子分析、逐步回歸分析、相關性分析相結合的方法，確定影響口感型番茄品質的代表性指標，以期為構建產品綜合評價體系提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020 年11 月—2021 年5 月在陜西省渭南市農業科學研究院孫鎮試驗站進行，該地區屬溫暖帶大陸性季風氣候，四季分明，光照充足，雨量偏少。全年平均氣溫13.2 ℃，年均降水量541.7 mm，年日照時數2 282.4 h，全年無霜期219 d。

1.2 試驗材料

供試口感型番茄品種共17 份，其品種編號及來源見表1。

表1 口感型番茄品種來源Table 1 Source of taste type tomato varieties

1.3 試驗方法

試驗于2020 年11 月10 日定植在孫鎮試驗站日光溫室內，其土壤為灰樓土。高壟栽培，壟高25 cm，壟寬60 cm，壟間距90 cm，株距40 cm，雙行栽培，單蔓整枝，6 穗果打頂。每品種1 個小區，小區面積10.5 m（21.5 m×7.0 m），每小區每份材料34 株，3 次重復，隨機區組設計。第4 穗果成熟時，每小區選擇5 個生長健壯植株，每株選擇成熟度基本一致、有一定硬度的全紅果實5 個，用于品質指標測定。

1.4 項目測定

對供試材料的10 個指標進行測定，其中，果實橫徑和果實縱徑用電子游標卡尺測量、可溶性固形物含量用手持糖度計（愛拓PAL1，日本）測定[17]、還原性糖含量采用斐林試劑比色法測定[18]、可滴定酸含量采用c（NaOH）=0.1 mol/L 滴定法測定[18]、VC 含量采用鉬藍比色法測定[19]、番茄紅素含量采用分光光度計法測定[20]、芳香物質含量采用氣相色譜儀測定、糖酸比為還原性糖含量和可滴定酸之比。

1.5 數據整理與分析

采用Excel 軟件統計數據，利用IBM SPSS Statistics 19.0 對10 個品質指標進行因子分析、逐步回歸分析、相關性分析。其中因子分析描述統計采用KMO 檢驗和Bartletts 球形檢驗方法，利用最大方差法產生旋轉成分矩陣。

2 結果與分析

2.1 品質指標的變異性

對17 個口感型番茄品種的10 個品質指標進行統計分析，各指標變異系數為9.56%～66.49%（表2）。其中，芳香物質含量指標變異系數最大，為66.49%，最高含量是最低含量的6.5 倍，可見芳香物質含量在口感型番茄資源中變異程度最大，性狀穩定性較差，可供選擇的范圍較廣；變異系數在30.00%以上的指標有單果重、VC 含量、糖酸比，分別為34.78%、34.66%和31.95%；還原性糖含量、可滴定酸含量、番茄紅素含量、可溶性固形物含量、果實橫徑和果實縱徑，變異系數分別為28.56%、23.25%、18.53%、18.02%、13.69%、9.56%。果實中變異系數大于20.00%的指標占比64%，說明口感型番茄品質指標的遺傳變異非常豐富，在新品種培育和篩選過程中選擇空間比較大。

表2 不同品種果實品質指標統計分析Table 2 Statistical analysis of fruit quality indexes of different varieties

2.2 因子分析

口感型番茄品質指標間的相關性很強，采用因子分析法可以在盡可能多地保留眾多指標信息的前提下，消除過多的重疊信息[21]，較準確地反映口感型番茄品質的真實情況。先對各指標的原始數據進行標準化，再進行因子分析，采用最大方差法旋轉產生成分矩陣。依據SPSS 計算，認為特征值大于1 的為公因子，本次數據分析得到F1、F2、F33 個公因子（表3），其方差貢獻率分別為43.886%、18.668%和17.713%，累計方差貢獻率為80.267%，包含了10 個口感型番茄品質指標的大部分信息。選取各公因子旋轉元件矩陣中載荷絕對值大于0.8 的指標為解釋指標，F1解釋指標為可溶性固形物含量、單果重、還原性糖含量，稱為糖度和單果重因子；F2解釋指標為芳香物質含量，稱為芳香因子；F3解釋指標為糖酸比和可滴定酸含量，稱為糖酸比因子。

表3 品質指標旋轉后的因子載荷值Table 3 Quality index factor load value after rotation

根據各因子對應成分得分系數（表4），計算出3個公因子與10 個品質指標的線性組合，即

表4 旋轉后的成分得分系數Table 4 The component score coefficient after rotation

F1=0.249X1+0.153X2+0.095X3+0.222X4+0.080X5-0.279X6-0.101X7-0.145X8-0.172X9-0.107X10

F2=-0.110X1+0.077X2+0.028X3-0.126X4-0.002X5+0.238X6-0.213X7-0.084X8+0.581X9+0.473X10

F3=-0.010X1+0.130X2-0.495X3-0.171X4+0.476X5-0.012X6+0.119X7-0.066X8-0.120X9+0.128X10

式中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10分別為可溶性固形物含量、還原性糖含量、可滴定酸含量、VC 含量、糖酸比、單果重、果實橫徑、果實縱徑、芳香物質含量、番茄紅素含量的標準化處理數據。

2.3 綜合評價

以各公因子的貢獻率為權重進行線性加權求和，得到模型Y 綜合得分=0.439F1+0.197F2+0.177F3，計算各品種果實品質的綜合得分。以綜合得分為因變量，3 個公因子所包含的6 個指標為自變量，運用逐步回歸分析，得到3 個有效預測模型，有效預測模型R2=0.974，大于0.9，選擇模型Y′綜合得分=0.753X還原性糖含量-0.340X單果重-0.170X可滴定酸含量。計算各品種的Y′綜合得分，相關性分析表明，Y′綜合得分與Y綜合得分呈極顯著相關（0.974**）。因此，可以用模型對口感型番茄果實品質進行評價，通過3 個公因子篩選到的6 個指標：可溶性固形物含量、單果重、還原性糖含量、芳香物質含量、可滴定酸含量、糖酸比，可以代表果實品質在不同品種間的差異。

2.4 相關性分析和指標簡化

對各指標進行相關性分析（表5）。F1公因子中可溶性固形物含量與還原性糖含量呈顯著正相關，兩者都代表果實中糖分含量，以簡單易用原則，選擇可溶性固形物含量為代表因子；單果重與可溶性固形物含量和還原性糖含量呈顯著負相關，且與F3公因子中糖酸比顯著負相關，說明單果重越大，果實風味越差。F3公因子的糖酸比和可滴定酸含量顯著負相關，選擇糖酸比為代表因子。綜合F2芳香物質含量因子，最終選取可溶性固形物含量、單果重、芳香物質含量、糖酸比為評價口感型番茄果實品質數量性狀的4 項代表指標。

表5 各指標間相關性分析Table 5 Correlation analysis of different indexes

2.5 果實品質綜合評價

分別以第1 公因子和第2 公因子、第1 公因子和第3 公因子作二維排序圖（圖1）。由圖1a 可知，品種9 第1 公因子和第2 公因子均較大，即可溶性固形物含量和芳香物質含量較高。結合圖1b，品種10、13、8、17 第1 公因子和第3 公因子較大，即可溶性固形物含量高、果實單果重小、糖酸比高、可滴定酸含量相對較小。品種14、12 第2 公因子和第3 公因子較大，第1 公因子處于中等水平，即芳香物質含量和糖酸比較高，可溶性固形物含量和單果重適中。品種4、5、7 公因子水平均較低，即可溶性固形物含量低、單果重大、芳香物質含量少、糖酸比小，品質較差。品種1 和品種2 雖然有較高的糖酸比（第3 公因子），但其可溶性固形物含量和芳香物質含量較少，風味欠佳。結合公式Y綜合得分=0.439F1+0.197F2+0.177F3，17 份材料綜合品質得分排列順序為：9、13、14、10、8、17、12、3、15、16、11、6、1、7、2、5、4，綜合得分依次為 0.71、0.67、0.55、0.37、0.32、0.32、0.28、0.06、0、-0.02、-0.03、-0.13、-0.33、-0.37、0.39、-0.85、-1.17。綜合得分排名與二維排序結果基本一致，可用二維排序結果作為選擇高品質材料的依據。

圖1 口感型番茄品種各因子二維排序圖Figure 1 Two-dimensional ordination diagram of factors of taste type tomato varieties

3 討論與結論

番茄有很多種屬及變異類型，不同品種間果實品質存在差異性[22-24]。馬海翔等[21]對35 份加工番茄的27 個表型性狀遺傳多樣性進行分析，其中，可溶性總糖含量的遺傳多樣性指數最高，番茄紅素變異系數最大。薛坤[14]對29 份櫻桃番茄的品質指標進行評測，結果表明，不同材料間番茄紅素的變異系數最大，為59%，橫徑的變異系數最小，僅有11%。本試驗中，17 個番茄品種的品質性狀變異系數為9.56%～66.49%，其中，還原性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、VC 含量、單果重、芳香物質含量變異系數均大于20.00%，僅有果實橫徑變異系數（9.56%）小于10.00%，說明試驗所選用的17 份口感型番茄樣本間多樣性水平較高，可作為口感型番茄品質綜合評價的試驗材料來篩選優質品種。本試驗中，可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、果實橫徑、果實縱徑變異系數與馬海翔等[21]研究結果相似，番茄紅素變異系數與張傳偉等[12]、薛坤[14]研究結果有差異，這可能是受品種類型及栽培方式、氣候、土肥、采摘時期等因素的影響。

果實品質的形成主要受果實的外觀品質、風味品質、營養品質以及香味物質的混合因素所影響，評價因子復雜且貢獻程度難以評判[25]。因子分析是尋找潛在的起支配作用的因子最常用的統計分析方法[26]。本試驗對17 份口感型番茄品種的10 個果實品質指標進行了測定和多元統計分析，試驗在相同地點和條件下進行，排除了因地域和管理技術帶來的差異；利用因子分析將10 個指標綜合為3 個公因子，篩選出6 個重要指標，再通過因子分析、逐步回歸分析和相關性分析，最終篩選出可溶性固形物含量、單果重、芳香物質含量、糖酸比4 項指標為評價口感型番茄品質的代表性指標。本試驗在前人的研究基礎上，首次將芳香物質含量納入評價指標，并通過多元數據分析證明芳香物質在番茄果實品質評價中占有重要作用。

相關性分析表明，口感型番茄品質指標表現出不同程度的相關性，不同材料之間代表果實大小的單果重、果實橫徑、果實縱徑與可溶性固形物含量、還原性糖含量、糖酸比、可滴定酸含量之間呈負相關，果實越大，風味品質越低。結合二維排序圖和綜合得分，在可溶性固形物含量和芳香物質含量較低的情況下，即使有較高的糖酸比也不能形成較好的果實品質。因此，在口感型番茄品種評價和品種選育時，應在考慮果實青肩、果實顏色等質量性狀指標的前提下，結合市場需求選擇大小適中、可溶性固形物含量高、可滴定酸含量適中、香味濃郁的品種。

根據二維排序圖及綜合品質得分可直觀反映材料優劣，本次參試的17 個品種中品種9 甜味、香味較足，糖酸比適中；品種12、14 甜味適中、香味足、糖酸比高；品種10、13、8、17 甜味足、糖酸比高、香味一般；品種1、2、4、5、7 果實單果重大，甜味和香味較淡。綜合以上可知，品種航粉高糖、700、1933、美戴、2001、甜戀和涇番一號果實品質較好，可在栽培時選擇使用。