牛佳佳，张四普*，张柯，徐振玉，鲁云风，唐存多，苗建银

（1.河南省农业科学院园艺研究所，河南 郑州 450002；2.宁陵县农业农村局，河南 商丘 476700；3.南阳师范学院，河南 南阳 473061；4.华南农业大学食品学院，广东省功能食品活性物重点实验室，广东 广州 510642）

梨属于蔷薇科（Rosasceae）梨亚科（Pomoideae）梨属（Pyrus）植物，是中国三大水果之一，也是中国传统的出口创汇果品和优势特色水果，其栽培面积、产量、出口量及品种数量等均居世界前列[1]。河南省的梨产业在全国有着重要的位置，据中国统计年鉴显示，2019年河南梨产量137.4万吨，位居全国第2位。

优良的梨品种能给果农带来较高的经济效益，果实优良包括外观、果肉品质、抗逆性、丰产性和耐贮性等多方面综合表现[2]。科学、准确地对不同品种果实进行评估是果树工作者的重要任务。主成分分析方法是一种重要的评估方法[3]，在品质评价[1，4]、食品加工[5-6]、施肥量研究[7-8]、资源收集利用[9]等方面都有广泛的应用，在枣[10]、苹果[11]、梅[12]、桃[13]、草莓[14]等果实品质评价方面已有研究。在梨品种评价上也有多位学者进行了方法探索[15-20]，利用性状比较分析、模糊评审、单一的聚类分析法，或者合理-满意度多维价值理论法对果实品质进行评价。田瑞等[19]通过主成分分析法对26个梨类品种的8个指标进行评价，但8个指标仅局限于果实的品质。通过对以往研究比较分析发现，同一梨品种在不同栽培地区，其果实会表现出一定的性状差异[21]，在进行果实评价的过程中，研究者们更多地关注了果肉的营养品质方面，例如可溶性固形物、糖酸比、可滴定酸等指标，对于果实的外观、果肉质地和贮藏特性而有所忽略，何近刚等[22]研究认为，色泽指标对黄冠梨果实采收品质、冷藏品质及货架的品质影响较大。因此，本文汲取了前人研究成果的共同点，除了针对果肉的营养品质方面进行评价外，还引入了外观、贮藏品质指标，对不同梨品种进行综合评价。

本研究以国家梨产业技术体系郑州综合试验站的9个优良梨品种为试验材料，比较研究不同梨品种的外观性状、采收品质、贮藏性状以及果实采后在-0.5℃～3℃的温度下贮藏期间的品质变化情况，以9个品种的29个指标为样本，进行描述统计、因子分析、多元线性回归判别分析的综合评价分析，为梨产业的发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本次试验的梨果实，于2017年7月陆续采摘，品种分别为：红早酥、红香酥、黄冠、中梨1号、华山、晚秀、玉露香、秋月及圆黄。试验果实均采自郑州综合试验站核心示范园。果实成熟度在8.5～9之间，果实选择标准为：颜色、成熟度、大小均匀一致，且无病虫害和机械伤。采后2 h内装入内衬高渗袋（high carbon dioxide permeability film bag，GS）的纸箱，置于温度-0.5 ℃～3℃，湿度85%～90%的基地低温冷库中保存。表1为本次试验材料品种及采收日期。

表1 供试品种、采摘时间及成熟度Table 1 Varieties，picking time and maturity

1.2 仪器与设备

果实质地分析仪（GS-15）：南非GUSS公司；数显折光仪（PAL-1）：日本ATAGO公司；雷磁自动电位滴定仪（ZDJ-4B）：上海仪电科学仪器股份有限公司；高速冷冻离心机（HC-2518R）：安徽中科中佳科学仪器有限公司；恒温水浴锅（BWS-05）：上海一恒科学仪器有限公司；赛多利斯电子秤（BSA423S-CW）：德国赛多利斯公司；分析研磨机（A11）：德国IKA公司；色差计（CR-400）：日本Minolta公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-924385-Ⅲ）：上海鼎科科学仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 外观指标测定

外观指标包括果实底色、果面盖色、着色程度、果实形状、果点大小、果点密度、果锈数量、单果质量、纵径、横径、果形指数，参照曹玉芬等[23]的方法进行测定和描述，果皮色泽采用色差计测量，测量直径8 mm，照明为13 mm，以黑色、白色为标准颜色校准。

1.3.2 果实营养成分测定

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量、可滴定酸（titratable acid content，TA）含量和硬度的测量参照张四普等[24]的方法。

1.3.3 果肉质地、风味相关指标

果肉颜色、果实质地、果肉风味、果肉类型、汁液、风味、香气等用肉眼观察或者品尝得到感官描述，参照曹玉芬等[23]的方法。

1.3.4 好果率测定

好果为无腐烂和霉变，无虎皮、无黑心的果实。每次随机取20个果实，观察和测定果实的腐烂、霉变和果肉黑心等情况，记录好果数。3次重复。

好果率/%=好果数/总果数×100

1.3.5 石细胞含量测定

石细胞含量测定参照宋小飞等[25]的方法。果实去掉果皮，取食用部分，按四分法取样，准确称取100 g，置于-20℃低温冰箱冷冻24 h，然后取出置于室温（25℃）自动解冻后，加入200 mL蒸馏水，并研碎。将匀浆转移到1 000 mL的烧杯中，加入700 mL蒸馏水，用玻璃棒不断搅拌1 min，静置3 min，使石细胞充分沉降在底层。倒出上层悬浮液，将沉淀物悬浮于0.5 mol/L盐酸中30 min，弃去漂浮物，用蒸馏水反复漂洗5次～6次，将前几次漂浮倾出的悬浮液收集并漂洗。收集所得的石细胞并用粗滤纸过滤、分离，得到纯净的石细胞，烘干至恒质量，称量。3次重复。

1.4 数据统计分析

使用Excel 2010处理数据，运用SPSS 19.0进行主成分和逐步回归统计分析。

2 结果与分析

2.1 9个不同品种梨采收外观性状统计

9个不同品种梨采收外观性状的统计见表2。

表2 9个不同品种梨采收外观性状统计Table 2 Statistics of appearance characters of nine pear varieties

由表2可知，秋月、玉露香、晚秀（平均单果质量＞400 g）为大果型品种，华山、圆黄、中梨1号、黄冠、红早酥为中果型品种（250 g～400 g），红香酥为小果型品种（平均单果质量＜250 g）。9个梨品种在果型上表现出丰富的多样性，其中红香酥为纺锤形，华山为圆锥形，中梨1号、圆黄、玉露香3个品种为圆形，红早酥、黄冠为卵圆形，秋月与晚秀为扁圆形。果形指数大于1的品种为红香酥，其余8个品种果形指数在0.80～1.00之间。果点大的品种有秋月和晚秀，果点中等大小的有圆黄、中梨1号、黄冠、华山，红香酥、玉露香和红早酥品种的果点小。果点密度稀的品种有玉露香和红早酥，果点密度中等程度的有圆黄和秋月，其余5个品种果点较密。9个品种果锈均为无或极少。红香酥、红早酥、玉露香3个品种为着色品种，其中红早酥为全红或条红，红香酥和玉露香2个品种阳面呈现红色。红香酥和黄冠品种果实底色为黄绿色，红早酥为绿黄色，中梨1号和玉露香为绿色，圆黄、秋月、华山和晚秀4个品种果实底色为黄褐色。果实采收期为7月份的有中梨1号，采收期为8月份的有圆黄、黄冠、华山、秋月和红早酥，9月份的有玉露香和红香酥，10月份的有晚秀。即园区主推9个优良梨品种果面光滑、果型端正、果实形状不一，成熟期分布早、中、晚，果实颜色有绿色、红色、褐色，果锈数量无或极少，品种选择有代表性。

2.2 9个品种梨采收营养品质、风味性状和其它指标统计

9个品种梨采收营养品质、风味性状和其它指标统计见表3。

表3 9个不同品种梨采收营养品质、风味性状统计Table 3 Statistics of nutritional quality and flavor characters of nine different pear varieties

续表3 9个不同品种梨采收营养品质、风味性状统计Continue table 3 Statistics of nutritional quality and flavor characters of nine different pear varieties

由表3可知，果实硬度＜5 kg/cm2的有4个品种，分别是中梨1号、秋月、玉露香和黄冠，果实硬度介于5 kg/cm2～6 kg/cm2的品种有圆黄和红早酥，果实硬度＞6 kg/cm2的有红香酥、晚秀和华山。9个品种果实的可溶性固形物含量在11.6%～14.3%之间，除红早酥和中梨1号外，其余品种可溶性固形物含量在12.0%以上，秋月最高达到14.3%。果实可滴定酸含量在0.10%以下的品种是中梨1号，其余各品种可滴定酸含量介于0.10%～0.20%之间。红早酥果心横径与果实横径比值＜0.3，果心较小，其余8个品种果心大小中等，介于0.3～0.5之间。玉露香果肉绿白色，红香酥果肉淡黄白色，其余7个品种果肉均为白色。华山为果肉紧密类型，其余品种果肉类型为脆质。华山汁液极多，其余8个梨品种果肉汁液多。黄冠、晚秀品种为酸甜适度型，华山和秋月为甘甜型，其余5个品种风味为甜型。玉露香有香味，红香酥有微香味，其余7个品种果肉无香味。秋月石细胞干重＜0.100 g/100 g，晚秀和红早酥石细胞干重在0.100 g/100 g～0.200 g/100 g之间，其余6个品种石细胞干重在0.200 g/100 g以上。

9个品种梨的其它指标见表4。

表4 9个不同品种梨其它指标Table 4 Other indexes of nine pear varieties

不同品种梨的果实具有不同的果皮色泽，用亮度L、红绿偏差a*和蓝黄偏差b*表示，不受主观影响更客观。由表4可知，果实采收时黄冠的果皮L值最高，为72.07，红早酥的L值最低，为57.93；晚秀、红早酥、秋月、圆黄的a*值较高，即果实的红色程度高，中梨1号、玉露香、黄冠、红香酥的a*值较低，果实的绿色程度较高；9个品种的b*值均为正值，果皮色泽为黄色，红香酥、圆黄和黄冠的果实黄色程度较高。好果率是一个果实贮藏的综合性指标，不同梨品种贮藏期间出现了多种不同情况。贮藏至1月22日时，秋月出现果皮不同程度爆裂情况，果肉发糠，好果率为0；中梨1号、红早酥果皮皮孔凸起，尽管果肉可食性还在，但商品性消失，好果率也均为0；由于2017年9月、10月阴雨天连绵，晚秀果实出现大量的腐烂、霉变情况，1月22日时好果率为50%，3月30日时好果率降至15%。贮藏至3月30日时，圆黄品种外观正常，但果肉有轻微酒味和果心褐变情况，好果率为75%；黄冠品种果皮有少量鸡爪出现，但果肉正常，好果率为80%；华山、玉露香、红香酥果实此时仍具有良好的品质和商品性。贮藏至5月15日时，玉露香、红香酥具有较好的品质，好果率分别为100%和75%。

2.3 9个不同品种梨的综合评价

梨的品质指标多种多样，单从外观、口感、贮藏性某一方面无法进行评价，因此用主成分分析法可综合评价不同品种梨的理化指标。

2.3.1 质量性状指标数量化

质量性状是指能观察到而不能直接测量的性状，进行主成分分析首先要将质量性状数量化，数量化后的质量性状见表5。

表5 数量化的质量性状Table 5 Quantitative quality traits

根据《梨种质资源描述规范和数据标准》对质量性状进行数量化赋值，例如梨果实的熟性以种植面积最广的黄冠品种采收期为0，提前采收为负，之后采收为正，以天计数。

2.3.2 9个梨品种理化指标统计描述

表6是9个梨品种29个指标统计描述，包括外观品质、口感风味、营养品质、贮藏性等。

表6 9个梨品种理化指标统计描述Table 6 Statistical description of physical and chemical indexes of nine pear varieties

9个梨品种29个指标的变异系数范围为6.52%～137.25%，变异范围大，变异类型丰富。变异系数最小的为果肉颜色，只有6.52%，说明不同品种梨果实果肉颜色之间差异不大。变异系数最大的为好果率3，变异系数高达137.25%，说明不同品种梨的贮藏性差别较大。相比果实的数量性状和营养指标，果实的质量性状的变异系数都比较大，着色程度、果面盖色、果点大小、果点密度、汁液、着色类型和香气的变异系数高达50%以上，除果肉类型外，其它质量性状的变异系数都在25%以上，一方面说明果实的质量性状存在较大的差异，另一方面则说明对质量性状的判断存在较大的主观误差。

果实数量性状的变异系数除好果率和a*值外，其它的都比较低，果肉硬度的变异系数为21.74%，华山的果肉硬度最大，为7.4 kg/cm2，玉露香和中梨1号的果肉硬度最小，为4.0 kg/cm2。果实的营养指标之间差异各异，变异系数在7.84%～27.99%。TA含量、TSS含量、果肉硬度、汁液、风味、香气、a*值变异系数分别为26.18%、7.84%、21.74%、61.76%、49.18%、84.85%、126.06%，说明梨果实果肉中脂类等香气成分、细胞结构、液泡内含物的果实生理差异较大，果皮的结构、色素类物质含量也不同。

2.3.3 9个梨品种理化指标主成分分析

9个梨品种理化指标的各公因子解释变量载荷值见表7。

表7 9个梨品种理化指标的各公因子解释变量载荷值Table 7 Load values of common factor explanatory variables of physical and chemical indexes of nine pear varieties

由表7可知，将果点密度等29个指标引入因子分析计算体系，根据旋转后的因子载荷矩阵结果结合初始特征值至少要大于1的特定要求，得到7个公因子，各因子选取载荷绝对值至少大于0.6的变量作为其因子解释性能的指标。F1为着色、贮藏性因子，其方差贡献率为27.498%，包括着色程度、好果率等；F2为果实外观因子，其方差贡献率为21.505%，包括果实底色、果实形状、TSS含量；F3为果肉品质贡献14.887%，包括果肉类型、汁液、硬度；F4为产量因子，其方差贡献率为12.19%，包括单果质量、纵径、果肉颜色、熟性；F5为果面，其方差因子贡献率为9.725%，包括果点密度；F6为色泽、果形因子，其方差贡献率为7.236%，包括果面盖色、着色类型、果形指数、果肉颜色；F7为果质因子，其方差贡献率为4.816%，包括TA含量、石细胞干重。

F1～F7为各品种的公因子所获得分值，系数为其方差的贡献率，依据方差贡献率得到模型如下。

逐步回归预测模型见表8。

表8 逐步回归预测模型Table 8 The model by stepwise regression analysis

由表8可知，以综合得分为因变量，以29个指标为自变量进行逐步回归分析，筛选得到7个有效指标。最终得到1个有效预测模型，模型的相关系数为1.0，回归的显著性检验Sig值为0，说明回归程度显著。通过测量多个理化指标筛选出的解释指标来实现对品种的预测评估，解释指标为：单果质量、香气、硬度、果心横径/果实横径、固酸比、好果率1、L值和b*值，其标准系数分别为：0.052、0.516、-0.096、-0.173、0.144、0.585、0.101和0.163，囊括了不同梨品种果实的外观、产量、品质、贮藏性多方面指标。选择标准系数建立模型如下所示。

2.3.4 9个不同梨品种模型综合评分和主成分分析比较

9个不同梨品种综合得分比较见表9。

表9 9个不同梨品种综合得分比较Table 9 Comparison of comprehensive scores of nine different pear varieties

由表9可知，根据不同评价方式得到各个品种的综合得分，得分值越高综合品质越佳。

主成分综合评价的分值Y按从高到低依次排序为：玉露香、红香酥、黄冠、华山、圆黄、晚秀、秋月、中梨1号、红早酥；依据预测模型计算的综合评价分值Ya从高到低依次排序为：玉露香、红香酥、华山、黄冠、晚秀、中梨1号、圆黄、秋月、红早酥。建立模型的综合评分与主成分分析的综合评分相关性R值为0.870，极显著相关，说明预测模型能够充分体现不同梨品种综合品质，可以作为进一步分析不同梨品种果实综合品质要素的依据。

果实综合品质受采收期和采前的诸多因素影响，例如降雨、施肥、栽培模式等，品种间会有差异。研究中引入了外观指标、贮藏指标、品质指标对9个梨品种进行评价分析，结果表明，主成分综合评价和9个品种梨的实际贮藏表现基本一致：玉露香综合表现最好，黄冠、圆黄、红香酥贮藏性较好；但黄冠贮藏期间易出现果皮鸡爪现象；圆黄果肉酒味重、发生黑心现象；晚秀由于采摘年份雨水大的原因表现不佳，贮藏期较早出现腐烂、霉变，好果率低，这些实际表现在各种理化指标中并未体现，但其综合评分仍然偏低；秋月是近年来发展势头迅猛的一个品种，果肉营养品质高，口感风味好，但栽培管理难度大，贮藏中存在问题多，综合评价分值靠后；红早酥因其红花、红叶、红枝、红果的特色外观而具有很高的观赏性，但果肉口感偏酸，贮藏性低，综合评价分值最低。因此，除了对不同品种果实品质进行测定和分类外，同时要结合各个梨品种的外观、产量和贮藏表现进行综合评价。虽然在对果实品质进行测定的过程中可能会受诸多因素的影响，但综合评价结果却能基本真实地体现出不同品种之间的差异。

3 结论

本研究利用主成分分析方法进行综合评价分析，依据其累计方差贡献率大小，将29个对果实综合评价的指标进行提炼后，归纳出7个作为评价主成分，保留原始变化量97.86%的信息量，9个梨品种中玉露香、红香酥、黄冠和华山的综合评价的得分相对较高，适宜在河南进行推广；通过因子分析与逐步回归建立了梨综合品质预测模型为：Ya=0.052X单果质量+0.516X香气-0.096 X硬度-0.173X果心横径/果实横径+0.144 X固酸比+0.585 X好果率1+0.101XL值+0.163Xb*值，筛选得出 7个有效的简化评估指标：单果质量、香气、硬度、果心横径/果实横径、固酸比、好果率1、L值、b*值，调整后R值为0.870，极显著相关，说明这7个指标具有较好的代表性，可较好地进行简便评估。该研究可为科学地评价不同品种梨的综合品质、生产推广和果实远销贮运提供理论参考。