刘佳梦，林丽静，刘义军，张 利，倪明珠

（1.华中农业大学食品科学科技学院，湖北 武汉 430070；2.中国热带农业科学院农产品加工研究所，农业农村部热带作物产品加工重点实验室，海南省果蔬贮藏与加工重点实验室，广东 湛江 524001；3.云南农业大学热带作物学院，云南 昆明 650201）

龙眼（Dimocarpus longan Lour.）隶属于无患子科龙眼属，俗称“桂圆”[1-2]，盛产于中国、泰国、印度、越南、孟加拉国、马达加斯加、毛里求斯等地[3-4]。我国龙眼资源丰富，据不完全统计我国有400多个龙眼品种[5]，龙眼口感独特，富含酸、糖、维生素和磷质等成分，具有一定的滋补药用价值，深受广大消费群体的喜爱[6-11]。龙眼产量大，除鲜食外多加工为龙眼干进行销售，但目前对于龙眼干制备的品种选择及品质综合评价鲜见报道。

主成分分析是利用降维的思维，运用线性变化将多个变量简化成少数综合变量的一种统计分析方法，这些综合指标能保留原有指标的大部分信息，且相互独立，有效避免重复信息的干扰[12-16]。该方法在引进多方面变量的同时将复杂的因素归结为几个主成分，使问题简单化，同时得到更加科学有效的数据信息[14,17]。聚类分析是根据样品的多个测量指标，具体找出一些能够度量样品或指标间相似程度的统计量，以这些统计量为依据，将相似程度较大的样品聚为一类[18-19]。目前，主成分分析在梨[20-21]、猕猴桃[22-24]、桃[25]、葡萄[26]等多种水果的品质分析方面都有应用。

目前对龙眼干综合品质评价的研究报道较为少见。本研究对同一来源的7个不同品种龙眼干的12项指标运用主成分分析及聚类分析评价其综合品质，并建立评价模型，为龙眼干的品质评价体系提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

供试的7个品种龙眼（储良、草埔、石硖、凤大晚香、风大晚蜜、古山二号、FD310），均采自中国热带农业科学院南亚热带作物研究所龙眼种子资源圃。

葡萄糖标准品（纯度≥99.5%），美国Sigma公司；芦丁标准品（纯度≥99.5%），上海源叶生物公司。

1.1.2 仪器与设备

EL204-IC电子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；HH-601恒温水浴锅，金坛市恒丰仪器制造有限公司；UV-1780紫外可见分光光度计，日本Shimadzu公司；PD-151数位型游标卡尺，台湾宝工宝工实业股份有限公司；Milli-Q Advantage A10超纯水器，法国Merck Millipore公司；LC-20A低温高速离心机，德国Sigma公司；WGLL-230BE电热鼓风箱，吴江超宇烘箱制造有限公司；Color i 5D台式分光光度仪，爱色丽（上海）色彩科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品预处理

新鲜龙眼采摘后，选取大小均一、无霉变的果品平铺于托盘上，在70℃热风干燥箱中干燥24 h，然后置于室温回软48 h，再置于60℃热风干燥箱中干燥24 h，最后放入干燥皿中备用。

1.2.2 品质指标测定

总糖含量：采用苯酚-硫酸法[27]测定；可溶性糖含量：参考农业行业标准NY/T 2742—2015[28]中的方法测定；还原糖含量：参考GB 5009.7—2016[29]中的方法测定；蛋白质含量：参考GB 5009.5—2016[30]中的方法测定；氨基酸含量：参考GB 5009.124—2016[31]中的方法测定。

1.2.3 多酚含量测定

准确称取没食子酸标准品40 mg，80%乙醇定容至100 mL，配制成0.4 g/L没食子酸对照品溶液，分别吸取1、2、3、4、5、6 mL该溶液并定容至10 mL，配制成0.04、0.08、0.12、0.16、0.20、0.24 mg/mL没食子酸标准溶液。分别取200μL上述系列没食子酸标准溶液和400μL福林酚溶液，混合静置3 min，再加入2 mL7.5%碳酸钠定容至10 mL，40℃下水浴30 min，于765 nm处测定吸光度，以吸光度为横坐标，没食子酸浓度为纵坐标绘制标准曲线，得到回归方程为y=437.94x+0.005 5，R2=0.999 8。

准确称取10 g龙眼肉加入15 mL 80%乙醇，超声处理60 min后过滤，然后用80%乙醇定容至100 mL，-20℃冰箱保存备用。取200μL样品原液按照所述方法测定。

1.2.4 果形指数（FI）测定

测量样品的最大纵径（Ld）与最大横径（Cd）。

果形指数=Ld/Cd

1.2.5 龙眼可食率（Er）测定

随机选取10个龙眼干果，称量其总质量（m0），去壳去核之后，测定其果肉质量（m1），按照如下公式计算可食率。

可食率（%）=m1/m0×100

1.2.6 龙眼肉色差测定

参考王丹等[22]的方法，采用爱色丽色差仪对龙眼肉的色差进行测定。L*表示果肉亮暗程度，其值越大则说明果肉越亮，反之则越暗；a*表示果肉的红蓝程度，其值越大说明果肉越红，反之则越蓝；b*表示果肉的黄绿程度，其值越大说明果肉越黄，反之则越绿。

1.2.7 可溶性固形物测定

采用NY/T 2637—2014[32]中的方法测定。

1.2.8 数据处理

采用Microsoft Excel 2010进行数据统计分析，IBM SPSS Statistics 21.0软件进行显著性、相关性及主成分分析和聚类分析，使用Origin 9.1软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同品种龙眼干基础性营养组分变化规律研究

不同品种龙眼干基础性营养组分变化规律见表1。由表1可知：不同品种龙眼干各项指标均存在一定差异，石硖龙眼干总糖含量最高，为（627.53±1.54）mg/g，古山二号龙眼干还原糖和可溶性糖含量最高，分别为（37.89±0.23）mg/g和（83.90±0.51）mg/g，FD310龙眼干的可溶性固形物含量最高，为21.47%±0.12%。供试龙眼干的果形指数为0.88～1.03，干燥所得龙眼干符合圆形或者扁圆形特征[33-34]，FD310龙眼干的果形指数最大，草埔龙眼干的果形指数最小，FD310龙眼干与草埔、石硖、储良、古山二号4个品种龙眼干之间果形指数差异显著（P＜0.05）；草埔龙眼干与凤大晚蜜、凤大晚香两个品种龙眼干之间果形指数差异显著（P＜0.05）。7种龙眼干的可食率介于0.38%～0.49%，其中草埔龙眼干可食率最高，达0.49%，与石硖、储良、凤大晚香、古山二号4种龙眼干之间差异显著（P＜0.05）。7个品种龙眼干多酚含量介于2.59～4.88 mg/g，古山二号龙眼干的多酚含量最高，为（4.88±0.05）mg/g，与石峡龙眼干之间差异不显著，与FD310、草埔、储良、凤大晚蜜、凤大晚香5个品种龙眼干之间差异显著（P＜0.05）。供试龙眼干中蛋白质和氨基酸含量分别介于5.22～5.96 g/100 g和1.99～3.30 g/100 g，古山二号龙眼干的蛋白质含量最高，储良龙眼干的氨基酸含量最高，分别为（5.96±0.07）g/100 g和（3.30±0.31）g/100 g，草埔与储良、凤大晚蜜、古山二号3个品种龙眼干蛋白质含量之间差异显著（P＜0.05），其他品种两两差异不显著。7个品种龙眼干L*值介于4.57～23.60，a*值介于6.52～23.62，b*值介于7.92～24.94。古山二号龙眼干的L*值为23.60±2.74，与其他品种之间差异显著（P＜0.05）；凤大晚香a*值最高，为23.62±1.05，与其他品种之间差异显著（P＜0.05）；古山二号b*值最高，为24.94±3.18，不同品种间差异不显著。

表1 不同品种龙眼干品质指标Table 1 Quality index of different dried longan varieties

2.2 龙眼干品质指标的相关性分析

由表2可知：总糖与可食率、氨基酸均呈极显著负相关（P＜0.01），相关系数分别为-0.72、-0.76；还原糖与果形指数呈显著负相关（P＜0.05），与可食率、氨基酸均呈极显著负相关（P＜0.01），与总糖、可溶性糖、蛋白质均呈极显著正相关（P＜0.01）；可溶性糖与果形指数、氨基酸均呈极显著负相关（P＜0.01），与可食率呈显著负相关（P＜0.05），与多酚、总糖、还原糖、蛋白质均呈极显著正相关（P＜0.01）；可溶性固形物与可食率呈极显著正相关（P＜0.01），与a*值呈极显著负相关（P＜0.01），与总糖、b*值均呈显著负相关（P＜0.05），与氨基酸呈显著正相关（P＜0.05）；蛋白质与可食率、氨基酸均呈显著负相关（P＜0.05），与总糖、还原糖、蛋白质均呈极显著正相关（P＜0.01）；氨基酸与可食率、可溶性固形物均呈显著正相关（P＜0.05），与多酚、总糖、还原糖、可溶性糖均呈极显著负相关（P＜0.01）；L*值与还原糖呈显著正相关（P＜0.05）；a*值与可溶性固形物呈极显著负相关（P＜0.01），与b*值呈显著正相关（P＜0.05）；b*值与可溶性固形物、氨基酸均呈显著负相关（P＜0.05），与a*值呈显著性正相关（P＜0.05）。由此可见，指标间的相关性分析表明测定指标所反映的信息存在重叠现象，因此有必要对各项品质指标进行主分成分析和聚类分析，这有助于提高综合评价的效率和准确性。

表2 不同品种龙眼干品质指标相关性分析Table 2 Correlation analysis among major quality parameters of different dried longan cultivars

2.3 龙眼干品质指标主成分分析

不同品种龙眼干品质指标主成分分析结果见表3。主成分分析碎石图见图1。由表3可知：前4个成分的特征值均大于1，累计方差贡献率达86.511%，可以代表原始数据的大部分信息。第一主成分的方差贡献率为45.175%，总糖、还原糖、可溶性糖、蛋白质在第一主成分上有较大的载荷，其中总糖、还原糖和可溶性糖与第一主成分呈正相关，蛋白质与第一主成分呈负相关；第二主成分的方差贡献率为18.439%，可溶性固形物、氨基酸、a*值和b*值在第二主成分上有较大的载荷，其中可溶性固形物和氨基酸与第二主成分呈正相关，a*值、b*值均与第二主成分呈负相关；第三主成分的方差贡献率为12.463%，可食率在第三主成分上有较大的载荷，可食率与第三主成分呈正相关；第四主成分的方差贡献率为10.434%，果形指数、多酚和L*值在第四主成分上有较大的载荷，果形指数和多酚与第四主成分呈正相关，L*值与第四主成分呈负相关。

表3 不同品种龙眼干主成分分析结果Table 3 Principal component analysis results of different dried longan cultivars

图1 主成分分析碎石图Fig.1 Scree plot of principal component analysis

2.4 龙眼干品质综合评价及排名

为综合考虑不同指标对龙眼干品质的影响，采用4个主成分的得分情况，以各自的方差贡献率为权重，二者相乘求和构建综合评价得分函数，计算出各个品种龙眼干的综合得分及排名。

将龙眼干各项指标标准化后，计算各主成分得分，并以各主成分方差贡献率为权重，构建龙眼干品质综合评价得分函数：F=0.452F1＋0.184F2＋0.125F3＋0.104F4，得出不同品种综合得分及排名，具体如表4所示。综合得分越高表明该品种品质越好。由表4可知，龙眼干品种综合得分从高到低依次为古山二号、石硖、储良、FD310、草埔、凤大晚蜜、凤大晚香。

表4 不同品种龙眼干综合得分Table 4 Comprehensive scores of different longan cultivars

2.5 聚类分析

为了进一步评价龙眼干的差异性，采用系统聚类和K均值聚类两种方法对不同品种龙眼干进行聚类分析。由图2可知，在样本点间距离15.5处划分不同品种，可以将7个品种聚为3类：草埔、凤大晚蜜和凤大晚香聚为一类；FD310和储良为第二类；石硖和古山二号为第三类。

图2 不同品种龙眼干聚类分析Fig.2 Cluster analysis of different dired longan cultivars

进行K均值聚类分析时，设定聚为3类，具体见表5。由表5可知：有3个品种聚为一类，2个品种聚为一类，剩余2个品种聚为一类，这与系统聚类在15.5处聚类结果一致。

表5 K均值聚类分析结果Table 5 Results of K means cluster analysis

根据不同品种龙眼干主成分分析综合得分结果，对3类品种进行等级划分。由表5可知，最终得分从大到小依次为C＞B＞A。由此表明，C等级的品种得分最高，品质为优，B等级品种的品质为良，A等级品种的品质为差。

3 结论

通过对7个不同品种龙眼干的12个品质指标进行测定发现，不同品种的龙眼干指标差异明显。通过相关性分析表明，不同指标反映的信息有一定重叠，进一步通过主成分分析对12个指标进行降维分析，可提取4个主成分，累积方差贡献率达86.511%，可代表大部分指标，并构建评价模型：F=0.452F1＋0.184F2＋0.125F3＋0.104F4，利用该模型对选取的7个不同品种龙眼干的综合品质进行排序，结果表明品质最好的品种为古山二号，品质最差的品种为凤大晚香。聚类分析可将7个品种分为A、B、C三类，A类为草埔、凤大晚蜜和凤大晚香，B类为FD310和储良，C类为石硖和古山二号，并且综合品质C＞B＞A，与主成分分析一致。分析结果可为龙眼干品质评价提供理论指导依据。