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中国精品科技期刊2020

不同搭架方式百香果营养成分分析及综合评价

张丽敏, 彭熙, 蔡国俊, 张孙健, 吴应海, 李安定

张丽敏,彭熙,蔡国俊,等. 不同搭架方式百香果营养成分分析及综合评价[J]. 食品工业科技,2021,42(21):33−40. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021010027.
引用本文: 张丽敏,彭熙,蔡国俊,等. 不同搭架方式百香果营养成分分析及综合评价[J]. 食品工业科技,2021,42(21):33−40. doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021010027.
ZHANG Limin, PENG Xi, CAI Guojun, et al. Comprehensive Evaluation and Analysis of Passion Fruit in Different Frame Modes[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(21): 33−40. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021010027.
Citation: ZHANG Limin, PENG Xi, CAI Guojun, et al. Comprehensive Evaluation and Analysis of Passion Fruit in Different Frame Modes[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(21): 33−40. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021010027.

不同搭架方式百香果营养成分分析及综合评价

基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC050260404);贵州省省级科技计划项目(黔科合支撑[2019]2322号、黔科合平台人才[2017]5720、黔科合服企[2019]4004)
详细信息
    作者简介:

    张丽敏(1987−),女,博士,副研究员,研究方向:植物生理学,E-mail: zhanglimin563406@163.com

    通讯作者:

    李安定(1979−),男,博士,研究员,研究方向:特色藤本植物研究,E-mail: anndylee@126.com

  • 中图分类号: S371

Comprehensive Evaluation and Analysis of Passion Fruit in Different Frame Modes

  • 摘要: 为了筛选出百香果最佳搭架方式,本研究选取5种典型的搭架方式:篱壁式单层架(FBSD)、篱壁式双层架(FBSS)、宽窄行单层架(KZHD)、宽窄行双层架(KZHS)、平棚垂帘式搭架(PPJ),比较分析百香果的产量、营养成分差异,并进一步采用多元统计分析方法对其进行主成分分析(PCA)及综合评价。结果发现:在FBSS和KZHS下百香果产量最高,亩产分别为1156.48 kg和1035.13 kg。不同搭架方式下百香果外观品质未表现出显著差异,百香果糖酸比在FBSD、FBSS、KZHD、KZHS和PPJ不同方式下分别为2.89、2.45、2.72、2.46和2.26。FBSD总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)、风味氨基酸(FAA)含量最高,分别为1366.60、369.64和799.50 mg/100 g,必需氨基酸占总氨基酸的含量为27.05%;FBSS总氨基酸(TAA)和风味氨基酸(FAA)含量最低,分别为948.54和549.68 mg/100 g,必需氨基酸占总氨基酸的含量为29.61%;5种搭架方式甜味氨基酸和酸味氨基酸含量分别占风味氨基酸的37.09%~41.08%、58.92%~62.91%。对39种指标进行PCA,从中提取了4个主成分因子,其累计方差贡献率为100.0%。根据4个主成分方差贡献率建立综合评价模型计算出不同搭架方式的综合总得分,排序为FBSD(2.097)>KZHD(1.836)>FBSS(1.589)>KZHS(1.476)>PPJ(1.229)。说明在这5种搭架方式中,FBSD是百香果种植过程中最佳搭架方式。该研究可以为百香果搭架方式的推广应用奠定理论基础。
    Abstract: In order to select the best frame modes of passion fruit, five typical frames were selected in this study: hedge single-layer frame (FBSD), hedge double-layer frame (FBSS), wide-narrow row single-layer frame (KZHD), wide-narrow row double-layer frame (KZHS), flat shed vertical frame (PPJ). Through the analysis and comparison of the difference of yield and nutritional components of passion fruit, and the multivariate statistical analysis method (PCA) was used for principal component analysis and comprehensive evaluation. The results showed that the yield of passion fruit was the highest under FBSS and KZHS, and the yield per mu was 1156.48 kg and 1035.13 kg, respectively. There was no significant difference in the appearance quality of passion fruit among different frame modes, and the sugar-acid ratio of passion fruit in FBSD, FBSS, KZHD, KZHS and PPJ were 2.89, 2.45, 2.72, 2.46 and 2.26, respectively. The contents of total amino acid (TAA), essential amino acid (EAA) and flavor amino acid (FAA) in FBSD were the highest, which were 1366.60, 369.64 and 799.50 mg/100 g, respectively. The content of essential amino acids accounted for 27.05% of the total amino acids. The contents of total amino acid (TAA) and flavor amino acid (FAA) in FBSS were the lowest, which were 948.54 and 549.68 mg/100 g, respectively, and the content of essential amino acids was 29.61%. The contents of sweet amino acids and acidity amino acids in the five frame modes accounted for 37.09%~41.08% and 58.92%~62.91% of the flavor amino acids, respectively. Four principal component factors were extracted from 39 indexes by PCA, and the contribution rate of cumulative variance was 100.0%. According to the contribution rate of variance of four principal components, a comprehensive evaluation model was established to calculate the comprehensive total scores of different frame modes, and the order was FBSD (2.097)>KZHD (1.836)>FBSS (1.589)>KZHS (1.476)>PPJ (1.229). It showed that among the five frame modes, FBSD was the best frame modes in the process of passion fruit planting. This study can lay a theoretical foundation for the popularization and application of passion fruit.
  • 百香果,学名西番莲,是西番莲科(Passifloraceae)西番莲属(Passiflora Linn.)的热带多年生常绿药食同源藤本植物。原产于巴西、厄瓜多尔等南美洲一带,现在主栽国家有越南、澳大利亚、中国等,中国主要分布在广西、云南、福建、广东、贵州等地,2020年种植面积达60万亩以上。目前主要品种有紫果种(Passiflora edulis Sims)、黄果种(Passiflora edulis f. flavicarpa Degener)及二者的杂交种[1]。百香果全身是宝,果汁含有丰富的维生素、大量元素、微量元素、人体所需氨基酸及100多种香气成分[2],其中蛋白质、总糖、VC、Ca和K含量平均为2770.00、7260.00、27.40、4.14和4.93 mg/100 g;风味氨基酸(FAA)含量高,平均为323.08 mg/100 g,占总氨基酸的26.69%,被称为“果汁之王”;种子含油量高,可用于榨油及提取精油;果皮富含果胶和超氧化物歧化酶(71.20 U/g),可用于制作面膜;根、茎和叶药用成分丰富,药用氨基酸含量平均为845.64 mg/100 g,可用于制药,具有预防高血压、抗抑郁、抗衰老等功效[3-4]

    目前国内外学者对百香果的研究较多,主要在高效栽培技术、种质资源收集与品种选育、贮藏与保鲜技术等方面,对百香果营养特性及香气成分的研究多集中在不同品种之间的比较[5-7]。潘葳等[8]比较了福建省5种百香果果汁营养及香气成分,发现‘芭乐味黄金果’综合品质最佳;邝瑞彬等[9]比较了广东省4种百香果的营养及香气成分,发现‘大黄金’的综合内在品质最佳;朱洁等[10]研究了贵州省‘紫香1号’和‘平塘1号’的营养成分,发现‘平塘1号’百香果营养价值更高,由于研究区域不同,其气象因子及栽培管理水平不一致,导致研究结果存在差异[11]。我国百香果种植面积大,分布区域广,栽培技术参差不齐,其中搭架技术是影响百香果产量与品质的主要因素,李朝能[12]采用门字架、人字架和篱架种植‘紫香1号’,发现不同搭架方式下产量具有显著差异(P<0.05);张文娟[13]认为单壁篱架种植百香果可提高产量和品质;黄春亮等[14]也认为直立篱架效果较好。但这些研究结果多是基于单因素分析,指标之间影响较大,且对不同搭架方式的整体研究报道较少,尤其是把多元统计分析应用到比较不同搭架方式下百香果产量与品质的报道几乎没有。

    主成分分析(principal component analysis,PCA)是采用少量综合指标代替原来多个指标大部分信息的一种降维分析方法[15],即把海量数据转化为几个信息不重叠的数据,从众多因素中提取出几个关键因子[16],其优点在于可消除评价指标间的相关影响,能够保证评价的客观性[17-20]。PCA技术目前已广泛应用于农产品品质差异、筛选和评价的研究[21-23],目前已在百香果[2]、即食玉米[24]、枸杞[25]等农产品中得到了很好的应用,是评价百香果综合品质的一种较好的方法。因此,本研究针对5种不同搭架方式,采用PCA法及构建模型综合评价不同搭架方式对百香果产量及品质的影响,从而筛选最佳搭架方式。该研究可为百香果的栽培奠定一定的理论基础,具有实际指导意义。

    ‘台农1号’百香果 贵州省山地资源研究所“特色藤本植物产学研”基地;氢氧化钠、95%乙醇、盐酸、硫酸、硝酸、无水乙醚、硫酸铜、硫酸钾、酒石酸钾钠、酚酞指示剂、钾硫氨酸、氮蓝四唑、2,6-二氯酚靛酚、邻苯二甲酸氢钾、次甲基蓝 均为分析纯,浙江华军药业有限公司。

    FA2104S百分之一分析天平 上海一恒科学仪器有限公司;ACE101-150游标卡尺 南昌江大仪器有限公司;WYT-4型手持糖量仪 北京万行吉利经贸有限公司;PHS-3C pH计 梅特勒-托利多上海有限公司;LWS2600气相色谱仪 上海精科仪器有限公司;UV-1800PC紫外可见分光光度计 上海仪电分析仪器有限公司;IMMAGE800全自动蛋白质分析仪、L-3000全自动氨基酸分析仪 大连隆丰仪器仪表有限公司;ATPIO-3000D粉碎机、WARING 800S组织捣碎机 安徽奇卓粉体设备有限公司;ZCA-1000AFG原子吸收光谱仪 北京中和测通仪器有限责任公司;HC-3018R高速离心机 浙江正达环保设备有限公司。

    试验地位于贵州省黔南州平塘县克度镇光明村贵州省山地资源研究所“特色藤本植物产学研”基地(东经106°48′19″,北纬25°43′37″),海拔853 m,年平均气温16.3 ℃,年降雨量1400 mm左右。雨季为5~10月,占全年降雨量的80%,属亚热带季风气候,土壤为山地黄壤。

    以‘台农1号’百香果为试验品种,2020年4月定植,采用5种不同搭架方式:篱壁式单层架(FBSD)、篱壁式双层架(FBSS)、宽窄行单层架(KZHD)、宽窄行双层架(KZHS)、平棚垂帘式搭架(PPJ),搭架材料为水泥柱,为钢筋混凝土结构,粗8~10 cm,高度250 cm,水泥柱嵌入泥土50 cm,FBSD和KZHD搭架时在离地面196 cm处用PVC管打“十字架”孔1个,PPJ打孔2个,FBSS和KZHS搭架时在离地面106、196 cm处各打孔1个,孔用于穿钢丝,顶孔离水泥柱顶部4 cm,于2020年5月完成搭架。每种搭架方式种植100株百香果苗,3个重复试验小区,种植管理水平一致。种植株行距、箱面宽、过道宽、搭架距离及每亩种植株数如表1所示。

    表  1  百香果种植及搭架基本情况
    Table  1.  Basic information of passion fruit planting and frame modes
    搭架方式株行距(cm)箱面宽(cm)过道宽(cm)地面架材高(cm)搭架距离(cm)种植株数(株/亩)
    FBSD200×150100100200300×200222
    FBSS200×150100100200300×200222
    KZHD(120×150)× 200220100200(120×300)× 200278
    KZHS(120×150)× 200220100200(120×300)× 200278
    PPJ200×20015050200300×200167
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    于2020年6~12月,在百香果开始挂果至整个生育期结束期间,每种搭架方式的每个试验小区随机选择20株百香果,统计每株百香果的果实数量,在盛果期随机采摘100个百香果称重,平均得到每个百香果的单重,百香果亩产(kg/亩)=每株果实数(个/株)× 每个果单重(g)×每亩株数(株/亩)/1000。

    2020年10月,在百香果盛果期从不同方位采集成熟度一致的果实样品,每种搭架方式的每个试验小区随机采摘果实5.0 kg,样品果带回实验室测定。横径(T_d)、纵径(L_d)、果皮厚度(PT)采用游标卡尺测定;果形指数(FSI)为纵径与横径的比值;单果重(SFW)、果肉重采用百分之一电子天平测定;可食率(ER)为果肉重与单果重的比值;维生素E(VE):GB 5009.82-2016;维生素C(VC):GB 5009.86-2016;蛋白质(ProT):GB 5009.5-2016;脂肪(Fat):GB 5009.6-2016;粗纤维(CF):GB/T 5009.10-2003;钙(Ca):GB 5009.92-2016;铁(Fe):GB 5009.90-2016;锌(Zn):GB 5009.14-2017;钾(K):GB 5009.91-2017;镁(Mg):GB 5009.241-2017;总黄酮(T_f):SN/T 4592-2016; 超氧化物歧化物(Sd):GB/T 5009.171-2003;可溶性固形物(Ss):GB/T 12143-2008; 总糖(Ts):GB 5009.8-2016;总酸(Ta):GB/T 12456-2008;糖酸比(S_a)为总糖与总酸的比值;氨基酸:GB 5009.124-2016。

    采用Excel 2007软件对实验数据进行处理,采用SPSS 19.0软件和Duncan新复极差法进行显著性分析,P<0.05表示差异显著;采用R语言软件进行PCA统计分析及综合评价。

    图1中,百香果产量在不同搭架方式中具有显著差异(P<0.05)。KZHS和FBSS百香果产量最高,亩产分别为1156.48、1035.13 kg,其次为KZHD,亩产为815.78 kg,FBSD及PPJ百香果产量最低,分别为564.68、574.25 kg。这与袁启凤等[26]、张文娟等[13]的研究结果相一致,双层架产量均明显高于单层架,主要是因为双层架架面有两层,单株枝条较多,结果量大,同时FBSS和KZHS亩栽株数多,故产量高;而FBSD和PPJ架面为单层架,单株枝条少,且亩栽株数少,故产量低。

    图  1  不同搭架方式百香果产量变化
    注:不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05。
    Figure  1.  Yield changes of passion fruit in different frame modes

    表2可知,在FBSD、FBSS、KZHD、KZHS、PPJ5种搭架方式中,百香果的横径、纵径、果形指数、单果重、果皮厚度、可食率均未表现出显著差异。果实平均横径为5.71~5.85 cm,纵径为6.18~6.35 cm,果形指数为1.07~1.09,单果重为59.78~68.57 g,果皮厚度为0.54~0.62 cm,可食率为44.89%~48.24%。这可能是由于该品种自身的遗传特性较稳定[27],根据全国调研数据发现,该品种在福建、广东、广西、云南、贵州等地种植的果实外观、可食率等未见明显差异[28],与该研究结果相一致。

    表  2  不同搭架方式百香果外观品质
    Table  2.  Appearance quality of passion fruit in different frame modes
    搭架方式T_d(cm)L_d(cm)FSISFW(g)PT(cm)ER(%)
    FBSD5.71±0.036.22±0.031.09±0.0163.59±3.230.58±0.0845.83±2.93
    FBSS5.85±0.026.35±0.011.09±0.0268.57±1.450.57±0.0348.24±2.69
    KZHD5.76±0.046.18±0.021.07±0.0265.21±4.560.54±0.0746.92±1.03
    KZHS5.77±0.036.24±0.041.08±0.0359.78±2.740.62±0.1047.03±1.58
    PPJ5.82±0.026.27±0.021.08±0.0262.52±3.340.59±0.0944.89±0.76
    注:同列不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05。
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    表3中,维生素E、C含量分别为0.61~0.74、23.60~27.10 mg/100 g,KZHD、KZHS和PPJ维生素E含量显著高于FBSD、FBSS,而FBSD维生素C含量显著高于其他四种搭架方式(P<0.05)。维生素E、C含量高于郭艳峰等[29]的研究结果,可能与研究区环境气候条件、海拔高度、土壤、栽培管理水平以及采摘成熟度有关[30]。蛋白质、脂肪、钙、铁、镁、锌、总黄酮、可溶性固形物含量在FBSD和KZHD方式下显著高于其他三种搭架方式,粗纤维和钾含量在不同搭架方式下未表现出显著差异(P<0.05),其中钾、钙、铁含量分别226.00~246.00、5.09~8.18、0.37~0.63 mg /100 g,本结果接近于邝瑞彬等[9]、Zhu等[31]的研究结果,但与同类水果相比,其含量均高于香蕉、火龙果、芒果等热带水果[32]。超氧化物歧化物在FBSD、FBSS含量最高。在果实品质中,酸是调节果实风味的主要物质,酸含量过高或过低都会影响果实的适口性,且良好的风味须在较高的含糖量上有合适的糖酸比[33],因此,总糖、总酸和糖酸比这3个营养成分指标对百香果内在品质有着重要影响。在本研究中,总糖在不同搭架方式下未表现出显著差异(8400.00~8800.00 mg/100 g),总酸含量在PPJ中最高,为3804.00 mg/100 g,在FBSD中最低,为3044.00 mg/100 g,糖酸比为KZHD(2.72)≈ FBSD(2.89)>KZHS(2.46)≈ FBSS(2.45)≈ PPJ(2.26),低于邝瑞彬等[9](5.42)、Zhu等[31](4.84~5.68)和郭艳峰等[29](5.37)研究结果,且显著低于人群口味认可的13:1~15:1[34],这可能与采摘时间有关,本试验百香果采摘时间较晚,贵州百香果在10月份时由于温度降低,日照减少,导致糖积累较少,酸增加,因此总体糖酸比较低。

    表  3  不同搭架方式百香果主要营养成分变化
    Table  3.  Main nutritional components of passion fruit in different frame modes
    营养成分FBSDFBSSKZHDKZHSPPJ
    VE(mg/100 g)0.62±0.04b0.61±0.02b0.74±0.03a0.71±0.02a0.73±0.05a
    VC(mg/100 g)27.10±0.32a23.60±0.41d26.30±0.25b23.80±0.56d25.20±0.35c
    Prot(mg/100 g)2050.00±25.26a1770.00±36.78b2280.00±38.46a1350.00±27.38c1690.00±20.17b
    Fat(mg/100 g)1500.00±23.68a900.00±29.12b1600.00±29.31a1000.00±23.57b600.00±15.39c
    CF(mg/100 g)5700.00±65.35a6000.00±59.89a7200.00±71.05a6700.00±55.34a6800.00±50.18a
    Ca(mg/100 g)8.18±0.15a6.10±0.21b8.03±0.20a5.09±0.13c5.17±0.17c
    Fe(mg/100 g)0.63±0.02a0.39±0.02b0.56±0.03a0.38±0.02b0.37±0.01b
    Zn(mg/100 g)0.41±0.01a0.23±0.01b0.41±0.02a0.21±0.01b0.25±0.01b
    K(mg/100 g)241.00±9.86a226.00±12.16a246.00±10.75a233.00±10.22a244.00±12.35a
    Mg(mg/100 g)19.60±0.94a14.40±0.88b18.40±0.92a15.80±0.90b14.50±1.08b
    T_f(mg/100 g)13.61±0.65a11.88±0.42b14.06±0.54a11.07±0.47b10.81±0.52b
    Sd(U/g)235.00±10.35a227.00±11.04a169.00±12.13c113.00±9.79d198.00±9.64b
    Ss(%)17.20±0.75a15.60±0.58b16.80±0.63a15.50±0.42b15.50±0.46b
    Ts(mg/100 g)8800.00±150.69a8500.00±213.55a8700.00±167.32a8400.00±189.17a8600.00±134.35a
    Ta(mg/100 g)3044.00±30.15c3467.00±25.47b3198.00±32.78c3413.00±28.45b3804.00±35.32a
    S_a2.89±0.07a2.45±0.06b2.72±0.09a2.46±0.08b2.26±0.07b
    注:同行不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05;表4同。
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    表4所示,在16种氨基酸中,有7种人体必需氨基酸,2种儿童必需氨基酸,4种甜味氨基酸,2种酸味氨基酸,1种其它氨基酸。谷氨酸含量最高,为210.46~320.42 mg/100 g,接近于邝瑞彬等[9]的研究结果(204.00~256.00 mg/100 g),高于袁启凤等[26](197.87 mg/100 g);天冬氨酸次之,为121.64~150.65 mg/100 g,接近于邝瑞彬等[9](120.00~153.00 mg/100 g),低于袁启凤等[26](215.31 mg/100 g),这可能是品种不同及采集来源不同所致。儿童必需氨基酸指儿童生长发育过程中不能在体内合成,只能通过外界摄入,2种儿童必需氨基酸中,精氨酸和组氨酸含量分别为62.26~150.36、13.31~22.10 mg/100 g。FBSD总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)、风味氨基酸(FAA)含量较高,分别为1366.60、369.64和799.50 mg/100 g,必需氨基酸占总氨基酸的含量为27.05%;FBSS总氨基酸(TAA)和风味氨基酸(FAA)含量最低,分别为948.54和549.68 mg/100 g,必需氨基酸占总氨基酸的含量为29.61%;KZHD、KZHS和PPJ氨基酸含量居中,说明单层架有助于氨基酸的积累和风味氨基酸的呈味,主要是因为单层架果实与光照的接触面大,有利于氨基酸的合成,这与袁启凤等[26]的研究结果相一致。在五种搭架方式中,必需氨基酸占总氨基酸的含量为27.05%~29.61%,略低于FAO/WHO标准规定的必需氨基酸理想含量40%[35]。氨基酸的呈味与其侧链R基团的疏水性关系密切,当氨基酸的疏水性较小时,其主要呈甜味,如甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸和丝氨酸,当其侧链R基团为酸性基团时,则以酸味为主,如谷氨酸、天冬氨酸,这两种氨基酸也是形成鲜味物质的重要前提之一[36-37]。在本研究中,甜味氨基酸和酸味氨基酸含量分别为217.58~328.43、332.10~471.07 mg/100 g,占风味氨基酸的37.09%~41.08%、58.92%~62.91%,说明百香果主要以酸味为主,甜味为辅,但相差不大,酸甜适中。

    表  4  不同搭架方式百香果氨基酸含量变化(mg/100 g)
    Table  4.  Amino acid content changes of passion fruit in different frame modes(mg/100 g)
    氨基酸FBSDFBSSKZHDKZHSPPJ
    精氨酸Arg #150.36±0.91a62.26±0.75c100.42±0.85b65.18±0.86c59.49±0.90c
    赖氨酸Lys ***50.56±1.35a64.58±1.11a54.32±1.38a57.15±1.13a54.19±1.20a
    组氨酸His #18.63±1.99a22.10±0.94a20.33±2.01a13.31±2.03b18.97±2.07a
    苯丙氨酸Phey ***86.29±2.35a43.18±2.03c64.18±2.15b48.60±2.08c43.32±2.01c
    酪氨酸Tyr28.47±0.76a33.63±0.65a34.88±0.74a32.19±0.64a31.52±0.72a
    亮氨酸Leu ***85.24±1.96a56.12±1.85b68.34±1.99b63.63±1.96b58.19±1.91b
    异亮氨酸Iso ***46.15±1.01a34.26±0.89b38.85±1.04b38.64±0.91b37.61±0.92b
    蛋氨酸Meth ***18.63±1.92a12.66±1.79c19.23±1.99a14.98±1.84b14.14±1.85b
    缬氨酸Val ***33.42±1.73c37.32±1.59b44.25±1.73a39.47±1.60b39.56±1.68b
    甘氨酸Gly *60.31±0.09a37.50±0.10c47.45±0.12b42.01±0.12b39.76±0.11c
    丙氨酸Alan *79.78±2.19a54.12±1.97c62.63±2.15b62.61±2.22b63.28±2.08b
    脯氨酸Prol *110.69±3.37a74.79±3.02c74.59±3.16c98.37±3.15b94.67±3.25b
    谷氨酸Glut **320.42±3.66a210.46±2.98c260.40±3.18b230.55±3.89c230.64±3.02c
    丝氨酸Ser *77.65±0.77a51.17±0.74b53.26±0.85b54.78±0.86b53.65±0.74b
    苏氨酸Thr ***49.35±0.78a32.75±0.86c38.18±0.85b33.59±0.89c32.62±0.77c
    天冬氨酸Asp **150.65±4.85a121.64±3.96b143.21±5.29a142.39±4.58a147.38±5.12a
    TAA1366.60948.541124.521037.451018.99
    EAA369.64280.87327.35296.06279.63
    FAA(甜味)FAA(Sweet)328.43217.58237.93257.77251.36
    FAA(酸味)FAA(Acidity)471.07332.10403.61372.94378.02
    注:***为必需氨基酸,*为风味氨基酸(甜味),**为风味氨基酸(酸味),#为儿童必需氨基酸,TAA为总氨基酸含量,EAA为总必须氨基酸含量,FAA为风味氨基酸含量。
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    图2图3中,以特征值大于1为标准,在检测的39个指标中共提取出4个主成分,累积解释贡献率为100.0%,说明这四个主成分反映了原始变量的全部信息,可代替原39个指标评价百香果的营养品质。第一主成分的解释贡献率和特征值最大,分别为46.0%和17.94,具有较大解释值的指标为氨基酸,即精氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、谷氨酸和甘氨酸,其载荷权数分别为0.97、0.98、0.97、0.99、0.98,主要影响FBSD;第二主成分的解释贡献率为26.2%,具有较大解释值的指标为矿质元素,即铁、锌、镁,其载荷权数分别为0.82、0.96、0.98,主要影响KZHD;第三主成分的解释贡献率为19.6%,具有较大解释值的指标为外观营养成分,即单果重,其载荷权数为0.96,主要影响FBSS;第四主成分的解释贡献率为8.2%,具有较大解释值的指标为产量,其载荷权数为0.77,主要影响KZHS。在百香果种植过程中,若只考虑单一品质的影响,则有不同的搭架模式,如只考虑氨基酸,可以选择FBSD搭架,只考虑矿质元素,可以选择KZHD搭架,只考虑外观营养成分,可以选择FBSS搭架,只考虑产量,可以选择产量KZHS。

    图  2  不同搭架方式下百香果营养成分PCA图
    Figure  2.  PCA diagram of nutrient components of passion fruit in different frame modes
    图  3  不同主成分上百香果营养成分相关性及贡献率
    Figure  3.  Correlation and contribution rate of different principal components of passion fruit

    若要考虑多因素品质(氨基酸、矿质元素、外观品质、产量)的影响,则要进行综合评价分析。根据各主成分的特征向量与标准化后的指标计算各主成分的得分(Y1~Y4),以各主成分对应的解释贡献率为权重,可构建综合评价模型[38],为:Y=46.0Y1+26.2Y2+19.6Y3+8.2Y4,根据该模型计算出不同搭架方式的综合总得分,分值越高,说明该种搭架方式下百香果品质越好。从表5可看出,FBSD的总得分最高,为2.097,PPJ的得分最低,为1.229,排序为FBSD(2.097)>KZHD(1.836)>FBSS(1.589)>KZHS(1.476)>PPJ(1.229)。说明在这五种搭架方式中,FBSD是百香果种植过程中最佳的搭架方式,PPJ是最不推荐的搭架方式。主要原因是FBSD搭架光照充足,有利于果实的呈色及营养物质的积累,而PPJ搭架遮阴严重,透光性差,不利于果实养分的积累[25]

    表  5  不同搭架方式下百香果果实主成分分析综合得分
    Table  5.  Principal component score of passion fruit in different frame modes
    不同搭
    架方式
    各主成分得分总得分排序
    Y1Y2Y3Y4
    FBSD0.0450.064−0.040−0.1002.0971
    FBSS0.0320.068−0.037−0.0931.5893
    KZHD0.0370.062−0.041−0.0821.8362
    KZHS0.0320.070−0.051−0.0761.4764
    PPJ0.0330.066−0.051−0.1091.2295
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    通过对5种搭架方式下百香果产量及营养成分含量的分析,采用多元统计分析方法进行主成分分析(PCA),综合评价了不同搭架方式的优劣性。研究结果发现,在FBSS和KZHS下百香果产量最高,亩产分别为1156.48和1035.13 kg,FBSD及PPJ百香果产量最低,分别为564.68和574.25 kg;不同搭架方式百香果外观品质未表现出明显差异;维生素E、C含量分别为0.61~0.74和23.60~27.10 mg /100 g,蛋白质、脂肪、钙、铁、镁、锌、总黄酮、可溶性固形物含量在FBSD和KZHD方式下显著高于其他三种搭架方式,超氧化物歧化物在FBSD、FBSS含量最高,总糖在不同搭架方式下未表现出明显差异(8400.00~8800.00 mg/100 g),总酸含量在PPJ中最高,为3804.00 mg/100 g,在FBSD中最低,为3044.00 mg/100 g,百香果糖酸比在FBSD、FBSS、KZHD、KZHS、PPJ方式中分别为2.89、2.45、2.72、2.46和2.26,普遍偏低。FBSD总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)、风味氨基酸(FAA)含量最高,分别为1366.60、369.64和799.50 mg/100 g;FBSS总氨基酸(TAA)和风味氨基酸(FAA)含量最低,分别为948.54和549.68 mg/100 g,必需氨基酸占总氨基酸的含量为29.61%;KZHD、KZHS和PPJ氨基酸含量居中。在本研究中,甜味氨基酸和酸味氨基酸含量分别为217.58~328.43、332.10~471.07 mg/100 g,占风味氨基酸的37.09%~41.08%、58.92%~62.91%。

    对39种指标进行主成分分析,从中提取了4个主成分因子,其累计方差贡献率为 100.0%。根据4个主成分方差贡献率建立综合评价模型:Y=46.0Y1+26.2Y2+19.6Y3+8.2Y4,根据该模型计算出不同搭架方式的综合总得分,FBSD的总得分最高,为2.097,PPJ的得分最低,为1.229,排序为FBSD(2.097)>KZHD(1.836)>FBSS(1.589)>KZHS(1.476)>PPJ(1.229)。说明在这五种搭架方式中,FBSD是百香果种植过程中最佳的搭架方式。

  • 图  1   不同搭架方式百香果产量变化

    注:不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05。

    Figure  1.   Yield changes of passion fruit in different frame modes

    图  2   不同搭架方式下百香果营养成分PCA图

    Figure  2.   PCA diagram of nutrient components of passion fruit in different frame modes

    图  3   不同主成分上百香果营养成分相关性及贡献率

    Figure  3.   Correlation and contribution rate of different principal components of passion fruit

    表  1   百香果种植及搭架基本情况

    Table  1   Basic information of passion fruit planting and frame modes

    搭架方式株行距(cm)箱面宽(cm)过道宽(cm)地面架材高(cm)搭架距离(cm)种植株数(株/亩)
    FBSD200×150100100200300×200222
    FBSS200×150100100200300×200222
    KZHD(120×150)× 200220100200(120×300)× 200278
    KZHS(120×150)× 200220100200(120×300)× 200278
    PPJ200×20015050200300×200167
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    表  2   不同搭架方式百香果外观品质

    Table  2   Appearance quality of passion fruit in different frame modes

    搭架方式T_d(cm)L_d(cm)FSISFW(g)PT(cm)ER(%)
    FBSD5.71±0.036.22±0.031.09±0.0163.59±3.230.58±0.0845.83±2.93
    FBSS5.85±0.026.35±0.011.09±0.0268.57±1.450.57±0.0348.24±2.69
    KZHD5.76±0.046.18±0.021.07±0.0265.21±4.560.54±0.0746.92±1.03
    KZHS5.77±0.036.24±0.041.08±0.0359.78±2.740.62±0.1047.03±1.58
    PPJ5.82±0.026.27±0.021.08±0.0262.52±3.340.59±0.0944.89±0.76
    注:同列不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05。
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    表  3   不同搭架方式百香果主要营养成分变化

    Table  3   Main nutritional components of passion fruit in different frame modes

    营养成分FBSDFBSSKZHDKZHSPPJ
    VE(mg/100 g)0.62±0.04b0.61±0.02b0.74±0.03a0.71±0.02a0.73±0.05a
    VC(mg/100 g)27.10±0.32a23.60±0.41d26.30±0.25b23.80±0.56d25.20±0.35c
    Prot(mg/100 g)2050.00±25.26a1770.00±36.78b2280.00±38.46a1350.00±27.38c1690.00±20.17b
    Fat(mg/100 g)1500.00±23.68a900.00±29.12b1600.00±29.31a1000.00±23.57b600.00±15.39c
    CF(mg/100 g)5700.00±65.35a6000.00±59.89a7200.00±71.05a6700.00±55.34a6800.00±50.18a
    Ca(mg/100 g)8.18±0.15a6.10±0.21b8.03±0.20a5.09±0.13c5.17±0.17c
    Fe(mg/100 g)0.63±0.02a0.39±0.02b0.56±0.03a0.38±0.02b0.37±0.01b
    Zn(mg/100 g)0.41±0.01a0.23±0.01b0.41±0.02a0.21±0.01b0.25±0.01b
    K(mg/100 g)241.00±9.86a226.00±12.16a246.00±10.75a233.00±10.22a244.00±12.35a
    Mg(mg/100 g)19.60±0.94a14.40±0.88b18.40±0.92a15.80±0.90b14.50±1.08b
    T_f(mg/100 g)13.61±0.65a11.88±0.42b14.06±0.54a11.07±0.47b10.81±0.52b
    Sd(U/g)235.00±10.35a227.00±11.04a169.00±12.13c113.00±9.79d198.00±9.64b
    Ss(%)17.20±0.75a15.60±0.58b16.80±0.63a15.50±0.42b15.50±0.46b
    Ts(mg/100 g)8800.00±150.69a8500.00±213.55a8700.00±167.32a8400.00±189.17a8600.00±134.35a
    Ta(mg/100 g)3044.00±30.15c3467.00±25.47b3198.00±32.78c3413.00±28.45b3804.00±35.32a
    S_a2.89±0.07a2.45±0.06b2.72±0.09a2.46±0.08b2.26±0.07b
    注:同行不同小写字母代表不同搭架方式差异显著,P<0.05;表4同。
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    表  4   不同搭架方式百香果氨基酸含量变化(mg/100 g)

    Table  4   Amino acid content changes of passion fruit in different frame modes(mg/100 g)

    氨基酸FBSDFBSSKZHDKZHSPPJ
    精氨酸Arg #150.36±0.91a62.26±0.75c100.42±0.85b65.18±0.86c59.49±0.90c
    赖氨酸Lys ***50.56±1.35a64.58±1.11a54.32±1.38a57.15±1.13a54.19±1.20a
    组氨酸His #18.63±1.99a22.10±0.94a20.33±2.01a13.31±2.03b18.97±2.07a
    苯丙氨酸Phey ***86.29±2.35a43.18±2.03c64.18±2.15b48.60±2.08c43.32±2.01c
    酪氨酸Tyr28.47±0.76a33.63±0.65a34.88±0.74a32.19±0.64a31.52±0.72a
    亮氨酸Leu ***85.24±1.96a56.12±1.85b68.34±1.99b63.63±1.96b58.19±1.91b
    异亮氨酸Iso ***46.15±1.01a34.26±0.89b38.85±1.04b38.64±0.91b37.61±0.92b
    蛋氨酸Meth ***18.63±1.92a12.66±1.79c19.23±1.99a14.98±1.84b14.14±1.85b
    缬氨酸Val ***33.42±1.73c37.32±1.59b44.25±1.73a39.47±1.60b39.56±1.68b
    甘氨酸Gly *60.31±0.09a37.50±0.10c47.45±0.12b42.01±0.12b39.76±0.11c
    丙氨酸Alan *79.78±2.19a54.12±1.97c62.63±2.15b62.61±2.22b63.28±2.08b
    脯氨酸Prol *110.69±3.37a74.79±3.02c74.59±3.16c98.37±3.15b94.67±3.25b
    谷氨酸Glut **320.42±3.66a210.46±2.98c260.40±3.18b230.55±3.89c230.64±3.02c
    丝氨酸Ser *77.65±0.77a51.17±0.74b53.26±0.85b54.78±0.86b53.65±0.74b
    苏氨酸Thr ***49.35±0.78a32.75±0.86c38.18±0.85b33.59±0.89c32.62±0.77c
    天冬氨酸Asp **150.65±4.85a121.64±3.96b143.21±5.29a142.39±4.58a147.38±5.12a
    TAA1366.60948.541124.521037.451018.99
    EAA369.64280.87327.35296.06279.63
    FAA(甜味)FAA(Sweet)328.43217.58237.93257.77251.36
    FAA(酸味)FAA(Acidity)471.07332.10403.61372.94378.02
    注:***为必需氨基酸,*为风味氨基酸(甜味),**为风味氨基酸(酸味),#为儿童必需氨基酸,TAA为总氨基酸含量,EAA为总必须氨基酸含量,FAA为风味氨基酸含量。
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    表  5   不同搭架方式下百香果果实主成分分析综合得分

    Table  5   Principal component score of passion fruit in different frame modes

    不同搭
    架方式
    各主成分得分总得分排序
    Y1Y2Y3Y4
    FBSD0.0450.064−0.040−0.1002.0971
    FBSS0.0320.068−0.037−0.0931.5893
    KZHD0.0370.062−0.041−0.0821.8362
    KZHS0.0320.070−0.051−0.0761.4764
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-08
  • 网络出版日期:  2021-08-31
  • 刊出日期:  2021-10-31

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