杏(Prunus armeninaca L.)属蔷薇科植物,是一种耐旱、抗寒、易管理的深根性果树,也是我国寒、旱地区重要的经济林树种,其种质资源丰富、栽培历史悠久[1-2]。杏果实营养丰富,兼具食用、加工及药用价值,且富含维生素、矿物质与多种生物活性成分,具有抗氧化、抗癌等保健功效[3]。

果实品质由遗传与环境因子共同决定,其综合评价涵盖外观、内在成分及感官特性等多维度指标。近年来,化学计量学方法在果实品质评价中展现出显著优势,尤其是主成分分析、聚类分析等多元统计方法,可实现多指标数据的整合与优化,提升评价的客观性与准确性,并已成功应用于海棠[4]、桃[5]、蓝莓[6]、杨梅[7]、柿[8]、李[9-10]、樱桃[11]等多种水果品质评价中。

在杏的研究领域,诸多学者已开展了大量工作,为品种选育和产业发展奠定了基础。在种质资源选育方面,曹倩等[12]通过叶片形态指标分析了野杏种质的亲缘关系;刘娟等[13]通过观测研究各株系杏的叶片、果实、果核和种仁等器官的物理性状,鉴定了核心种质资源。陈玲等[14]揭示了新疆杏果实形态与加工品质的相关性,并明确了其利用方向;赵翠等[15]则通过巴旦木果实与种仁性状筛选出高可食率品种。在品质评价方法上,包文泉[16]、董自亮等[17]、史芳芳等[18]及陈蕾等[19]分别借助聚类分析、主成分分析及多元统计方法,实现了山杏优株筛选、苦杏仁质量评价、加工品质综合分析及寒地优异鲜食杏种质资源筛选;樊丁宇[20]更对156个品种的23项指标进行了系统主成分分析,奠定了多指标综合评价的基础。

然而,现有研究多集中于新疆、陕西等传统杏产区,针对青海这一独特生态区杏种质资源品质的系统性评价与综合评价模型研究尚显不足。该地区独特的气候条件(昼夜温差大、太阳辐射强、日照时间长)为杏树栽培提供了理想环境,且已成功发展的苹果、辣椒等特色经济林产业,为杏树产业的发展积累了宝贵经验[21]。

因此,在上述研究基础上,本研究选取青海地区生长的13个杏品种为研究对象,通过测定其外观和内在品质指标,结合显著性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法,揭示杏果实表型特征与内在成分的关联、构建杏果实品质综合评价模型,从而筛选出具有重要应用潜力的杏栽培品种类型,为杏的栽培推广与开发利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料:本研究以青海的大李光、金塔李光杏、长赛买提、吊干杏、轮台三角杏、帝王杏、大黄杏、开元红、沙金杏、苞谷杏、树上干杏、串枝杏、大接杏13个杏品种果实为实验材料,在果实成熟期六月下旬至七月中旬取样,每个品种随机选定3个单株,在果树的树冠外围随机采摘30个果实带回实验室进行品质的测定。杏果实样品信息见表1,外观形态及剖面图如图1所示。

试剂:草酸、碳酸氢钠、2,6-二氯酚靛酚、无水乙醇,青海莱茵尔生物科技有限责任公司;可溶性蛋白、可溶性糖试剂盒,南京建成生物工程研究所;单宁、总酚、总黄酮、总果胶试剂盒,江苏艾迪生生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

BSA323S-CW万分之一电子天平,德国赛多利斯公司;CREEMER数显游标卡尺(0.1 mm),青海莱茵尔生物科技有限责任公司;Centrifuge 5424R离心机,德国艾本德公司;DR6000分光光度计,美国哈希公司;GY-1硬度计,艾普计量仪器有限公司;HH-S6数显恒温水浴锅,江苏金怡仪器科技有限公司;DHG-9070小型烘箱,上海鸿都电子科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 果实外观品质测定

果实的描述性指标:参照《杏种质资源描述规范和数据标准》[22],果实成熟期,选取有代表性的果实10个,分别观测整齐度、果形、果顶形状等22个指标,并结合实际情况评判各品种果实的描述型指标,酸甜风味偏甜,甜酸则偏酸。

果实的数量性表型指标:使用游标卡尺测量果实横径、纵径,计算果形指数;采用电子天平测量果实单果重;采用果实硬度计测定果实硬度。

1.3.2 果实内在品质测定

采用手持式折光仪测定果实可溶性固形物含量[23];可滴定酸含量采用酸碱中和滴定法测定[24];维生素C含量通过2,6-二氯酚靛酚滴定法进行测定[25];固酸比计算为可溶性固形物与可滴定酸含量的比值;糖酸比计算为可溶性糖与可滴定酸含量的比值[4];采用紫外可见分光光度法[5]测定其余指标:可溶性蛋白含量参考考马斯亮蓝法;可溶性糖含量采用蒽酮硫酸法测定;单宁和总酚含量采用分光法测定;总黄酮含量应用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠显色法[NaNO2-Al(NO3)3-NaOH]测定;总果胶含量依据咔唑比色法测定,具体操作步骤均按照相应试剂盒说明书执行。每个指标设置3次重复,结果以平均值表示。

1.4 数据分析

应用Microsoft Excel 2022软件对原始数据进行统计整理,运用SPSS 25.0软件对数据进行显著性分析(P<0.05)、对原始数据标准化后,进行主成分分析。使用Origin 2021软件计算各性状的均值、标准差和变异系数并制作相关性分析热图和聚类分析热图。

2 结果与分析

2.1 不同品种杏果实的外观品质分析

2.1.1 杏果实描述性指标分析

由图2可知,13个品种整齐度多数以整齐为主;除‘串枝杏’为不规则圆形外,其余果形为卵圆形、椭圆形、心脏形、圆形4种;除‘金塔李光杏’外其余品种果顶形状以凹入、尖圆、圆凹、圆凸为主;‘金塔李光杏’、‘大黄杏’梗洼为深,其余品种梗洼以中和浅为主;除‘大李光’外,其余品种缝合线以浅和平为主;13品种杏果实对称性以对称为主,果实整齐度较好;多数品种果面全部着色,果皮底色以绿黄、橙、黄为主,果实盖色差异较大分为紫红、橙红、红3种,果点大小以小为主,果点密度以稀为主,着色类型以片和点为主,其中‘金塔李光杏’、‘大李光杏’、‘长赛买提’、‘轮台三角杏’无果实盖色、果点分布;果面茸毛分为有、无2种;通过对果实大小、形状、颜色、整齐度等综合评价,果实外观以上等为主;果肉颜色以黄绿、黄、橙为主。果实类型差异较大分为脆、硬溶质、沙面、软溶质、韧5种;所有品种无异味;果实纤维以中为主;除‘串枝杏’外果肉汁液以多和中为主;果实香气以浓为主;果实风味分为酸甜、甜酸和甜3种;果核核黏离程度分为半离核、离核、黏核3种,其中金塔李光杏和大李光为黏核。

2.1.2 杏果实数量性表型指标分析

由表2可知,不同品种间的果实外在品质指标存在显著差异(P<0.05)。各品种的单果重变化范围为10.35～89.62 g,变异系数为56.98%,其中大黄杏和串枝杏显著大于其他品种,树上干杏显著小于其他品种;果形指数为果实纵径与横径之比,可用于直观判断果实形状[26],各品种果形指数介于0.95～1.25,变异系数为7.02%,其中长赛买提的果形指数显著大于其他品种,开元红显著小于其他品种。果实硬度变化范围为1.95～5.38 kg/cm2,变异系数为28.21%;其中大黄杏的硬度显著高于其他品种,串枝杏显著低于其他品种。

综上,大黄杏在单果重和硬度方面表现突出,长赛买提果形更长更匀称,树上干杏单果重最小,串枝杏虽单果重大但硬度最低。

2.2 不同品种杏果实内在品质分析

2.2.1 不同品种杏果实营养品质指标分析

由表3可知,不同品种间的果实营养品质指标存在显著差异。可溶性固形物和可滴定酸是评价果实口感和营养价值的关键指标[27]。各品种间可溶性固形物变化范围为11.81%～29.72%,变异系数为29.23%,其中树上干杏可溶性固形物显著大于其他品种,开元红可溶性固形物显著小于其他品种;杏果实可溶性糖变化范围为5.70%～31.70%,变异系数为63.69%,其中长赛买提果实的可溶性糖含量显著大于其他品种,帝王杏的可溶性糖含量显著小于其他品种;杏果实可滴定酸变化范围为0.51%～81.09%,变异系数为18.71%,其中帝王杏果实的可滴定酸含量显著大于其他品种,长赛买提的可滴定酸含量显著小于其他品种;糖酸比、固酸比对果实风味品质有着重要影响,固酸比、糖酸比数值越高,果实风味愈佳[4]。杏果实糖酸比、固酸比变化范围分别为5.28～58.52、12.43～42.03,变异系数分别为76.67%、43.42%,其中长赛买提的果实糖酸比和固酸比显著高于其余品种,串枝杏显著小于其余品种;各品种间可溶性蛋白变化范围为0.24～3.26 mg/g,变异系数为73.46%,其中长赛买提可溶性蛋白含量显著大于其他品种;各品种间维生素C含量变化范围为8.83～23.16 mg/100 g,变异系数为20.93%,其中大李光杏、金塔李光杏和帝王杏维生素C含量显著大于其他品种,树上干杏维生素C含量显著小于其他品种。

综上,长赛买提在可溶性糖、糖酸比、固酸比和可溶性蛋白表现突出,树上干杏在可溶性固形物上较高但维生素C含量较低,帝王杏可滴定酸和维生素C含量较高但可溶性糖最低。

2.2.2 不同品种杏果实功能性成分分析

酚类物质具有抗氧化、降糖、抗炎、抗心血管等作用,且不同品种杏中酚类物质含量存在明显差异。总酚是评价杏果中多酚含量的重要指标之一,能在一定程度上反映其功能成分的组成差异。黄酮是一种重要的多酚类物质,具有广泛的生理活性,如抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤等[27-28]。植物单宁酸是一类高聚多酚类物质,不仅有抗氧化、抗菌等功效,还可防治慢性疾病[29]。如图3所示,树上干杏单宁、总酚和总黄酮含量均显著大于其他品种,其变异系数分别为76.18%、90.27%、74.12%;果胶作为一种与采后软化密切相关的多糖,在采后成熟过程中,其内部的果胶从难溶性原果胶转变为可溶性果胶,进而影响果实的质地和口感[30-31]。各品种间总果胶含量变化范围为17.89～33.65 mg/g,变异系数为17.59%,其中大李光杏和大接杏总果胶含量显著高于其他品种,帝王杏总果胶含量显著低于其他品种。

2.3 不同品种杏果实品质指标相关性分析

杏果实品质指标间的相关性分析结果如图4所示,各指标间存在显著关联性。在外观品质方面,单果重、纵径和横径三者间呈极显著正相关(P<0.001)。内在品质指标中,固酸比与可溶性固形物、可滴定酸均呈极显著正相关(P<0.001);糖酸比与可溶性糖、固酸比呈极显著正相关(P<0.001);可溶性糖与可溶性固形物呈显著正相关(P<0.05);可滴定酸与可溶性糖、可溶性固形物也呈显著正相关(P<0.05)。功能性成分方面,总黄酮与总酚、单宁含量呈极显著正相关(P<0.001),但与维生素C含量呈显著负相关(P<0.05);总酚与单宁含量呈极显著正相关(P<0.001),两者均与维生素C含量呈显著负相关(P<0.05)。

果实外观指标对内在品质的影响主要体现在横径和果形指数上。横径增大时,可溶性固形物、可溶性糖、固酸比和糖酸比显著降低(P<0.05);而果形指数增加则有利于提升可溶性糖、可滴定酸、固酸比、糖酸比和可溶性蛋白含量(P<0.05)。此外,维生素C含量与可溶性固形物、可溶性糖呈显著负相关(P<0.05),表明高糖环境可能抑制维生素C积累;而单宁含量与这两项指标呈显著正相关(P<0.05)。以上结果表明,杏果实各品质指标间存在复杂的相互作用关系。

2.4 杏果实品质指标主成分分析

为优化杏果实品质评价体系并降低指标间的信息冗余,本研究采用主成分分析法对13个杏品种的16项品质指标进行降维处理。该方法通过提取相互独立的主成分,有效减少了变量间的重叠信息[32]。采用最大方差法对13个杏品种的果实品质指标进行主成分分析,结果如表4和图5所示。共获得4个特征值大于1的主成分,其累计方差贡献率达到88.985%,表明这些主成分能够充分反映原始数据的核心信息。主成分1的特征值为7.750,贡献率为48.438%,主要反映果实风味特性。该成分中可溶性固形物、可溶性糖、固酸比和糖酸比具有较高载荷值(均>0.860);主成分2的特征值和贡献率分别为3.139、19.616%,主要反映营养品质。其中可溶性蛋白(0.757)、可滴定酸(0.610)、总酚(-0.611)和总黄酮(-0.610)贡献显著;主成分3的特征值和贡献率分别为1.729、10.803%,主要体现果实外观特征,单果重(0.638)、纵径(0.607)和横径(0.449)载荷值较高;主成分4的特征值和贡献率分别为1.620、10.127%,主要关联质地和口感特性,硬度(-0.665)和总果胶(0.641)贡献突出。

综上,本研究通过主成分分析成功将16项原始指标整合为4个具有明确生物学意义的主成分,分别为风味品质、营养品质、外观品质和质地品质,为杏果实品质评价提供了简化的指标体系。

基于主成分分析和相关性分析结果,本研究筛选出杏果实品质评价的5个核心指标。在第1主成分中,固酸比、糖酸比与可溶性糖、可溶性固形物含量呈极显著正相关(P<0.01),固酸比、糖酸比对果实品质和风味影响较大,故选择固酸比、糖酸比作为风味品质评价指标。在第2个主成分中可溶性蛋白含量的权重高,因此选择可溶性蛋白含量作为果实的营养品质评价指标。在第3个主成分中,单果质量与果实纵径、果实横径呈极显著正相关(P<0.01),因单果质量更容易测定,以单果质量作为外观品质评价指标。在第4个主成分中硬度的权重高,因此选择硬度作为果实的质地品质评价指标[7]。

综上,最终确定固酸比、糖酸比、可溶性蛋白含量、单果重和硬度5个指标构成杏果实品质评价的核心指标体系。该体系具有指标精简、代表性强、测定简便等特点,可为杏果实品质评价提供科学依据。

2.5 杏果实品质的综合评价

使用主成分分析法计算13个杏品种的主成分得分,并在此基础上进行综合评价,将原始数据进行标准化,代入4个主成分中,以每个主成分的特征值占主成分特征值之和的比例为权重,再将权重与主成分得分乘积累加,建立杏果实品质综合评价模型:F=0.544×F1+0.220×F2+0.121×F3+0.114×F4。由表5可知,综合得分F值区间为-0.135～3.042,F值越高代表其综合性状越优,表明该杏综合品质越好,排名居前6位的品种是树上干杏、长赛买提、树上干杏(新疆轮台种源)、轮台三角杏、金塔李光杏和大李光,其F值分别为3.042、2.863、1.515、1.293、0.976和0.923,6个品种在第1主成分中得分均最高,表明这6个杏品种果实风味、口感适中、适宜直接鲜食,易受到消费者青睐[6,11,33]。

2.6 不同品种杏果实品质指标聚类分析

基于16项品质指标的聚类分析结果(图6),13个杏品种可划分为5个具有显著特征的类别:Ⅰ类为‘树上干杏’‘长赛买提’,此类品种固酸比、可溶性糖、糖酸比均偏高总果胶含量偏低,这类杏果实风味浓郁,口感细腻,适宜直接鲜食,易受到消费者青睐,但耐储性较差;Ⅱ类为‘串枝杏’‘大黄杏’此类杏果实果形偏大,维生素C含量和总果胶含量均偏高、可溶性固形物、固酸比、可溶性糖含量、糖酸比均偏小,此类品种风味较淡但营养价值高,适宜制作低糖果酱、果冻。Ⅲ类为‘吊干杏‘帝王杏’,这2个品种杏果实果形较小,单宁含量偏低、硬度偏大;此类杏果实质地坚实适宜制作罐头、杏干、果脯。Ⅳ类为‘大接杏’‘沙金杏’‘苞谷杏’和‘开元红’,这类杏果实果实可溶性蛋白偏小。Ⅴ类为‘轮台三角杏’‘金塔李光杏’和‘大李光’这类杏果实固酸比、可滴定酸含量偏高、可溶性糖含量、糖酸比适中,总酚含量偏低,这类杏品种酸甜适口适中,适宜直接鲜食,易受到消费者青睐。

综上,聚类分析结果揭示了不同杏品种的品质特征与适宜加工方式之间的关联性[34],为品种选育和加工利用提供了科学依据。各类别在风味特性、营养价值和加工适性等方面表现出明显的组间差异,这种分类方式有助于指导杏果实的定向生产和加工利用。

3 讨论与结果

相较于以往研究多集中于单一产区或有限指标的分析,本研究首次系统揭示了青海地区杏种质资源的独特品质特征。通过构建综合评估模型,筛选出适宜青海地区栽培与推广的优良杏品种,不仅有助于优化当地果树树种结构与品种布局,推动杏产业可持续发展,还可为杏树引种实践提供科学依据,并为青海地区未来杏品种的选育工作奠定基础。

果实的表型性状、风味、色泽及内在营养品质是综合评价果树种质资源价值和选育优良品种的重要依据[10]。较高的变异程度不仅反映出杏物种在遗传基础上的多样性,也为优质资源的筛选提供了丰富的物质基础[35]。本研究通过对16个品质指标的系统测定,发现各指标变异系数范围较大(7.02%～90.27%),其中单果重、可溶性糖、糖酸比、可溶性蛋白、单宁、总酚和总黄酮等7个指标的变异系数均超过50%,表明不同杏品种在上述性状中存在广泛的遗传变异,与马燕妮[36]对实生杏种质果实及种核数量性状的研究结果一致。

在果实品质评价中,外在品质与内在属性共同决定了其商业与加工价值。于文剑等[37]对杏风味形成机制的研究、李芳红等[38]对红梅杏与其他品种的品质比较和张微等[39]对不同品种贮藏期间品质变化的分析均表明,单果重直接决定果实外观与商品价值,果实硬度关联质地与耐贮性,而可溶性固形物、糖酸组分及其比值(如固酸比和糖酸比)是影响风味品质的核心指标。本研究进一步验证了不同杏品种在外观与内在品质方面存在显著差异。其中,大黄杏单果重和硬度突出,表现出优良的商品性与耐贮性;长赛买提在可溶性糖、糖酸比、固酸比和可溶性蛋白含量上表现优异,鲜食品质佳;树上干杏可溶性固形物含量高达29.72%,依据DB65/T 4300—2020《新疆鲜食杏果品质量分级标准》及GH/T 1399—2022《杏 等级规格》,该含量均显著高于特级标准。这一结果可能源于青海高原独特的生态条件(海拔高、日照时数长、昼夜温差大),有利于光合产物的积累与糖分的转化;同时,较低的空气湿度与较强的紫外线辐射可能增强了果实的蒸腾作用与碳水化合物代谢,促进了可溶性固形物的高度积累。此外,树上干杏在单宁、总酚和总黄酮含量上显著高于其他参试品种,表明其具有较强的抗氧化活性与功能成分开发潜力。这些酚类和黄酮类物质的富集很可能与青海地区高紫外线辐射诱导的植物次生代谢响应有关,为该品种在功能性食品或天然抗氧化剂开发中的应用提供了理论依据和材料基础。

相关分析用于揭示2个或多个变量之间的关联程度。孙永强等[40]发现西伯利亚杏25个数量性状间存在高度相关性,与实试验中杏果实各品质指标间存在复杂相互作用关系的结论一致。为系统评估杏果实综合品质,本研究采用主成分分析法对16个指标进行降维处理,提取出4个主成分,累计贡献率达88.985%,能够充分代表原始品质信息。该方法与谢国芳等[34]在蓝莓果实品质评价(将14个指标降维为6个主成分,累计贡献率87.337%)及宋永宏等[41]在不同杏品种营养成分研究中(将11个指标提取为4个主成分,累计贡献率91.002%)所采用策略一致,均实现了对多维度数据的高效整合与简化。

马燕妮[36]通过对44份实生杏种质进行综合评价,筛选出单果重、单核重、仁形指数、果形指数、可食率、出核率、出仁率、可溶性固形物、总糖、总酸、硬度是阿克苏地区杏实生种质评价的核心指标,与本研究所确定的固酸比、糖酸比、可溶性蛋白含量、单果重和果实硬度是杏果实品质评价的关键指标结果基本吻合。基于主成分分析结果,构建综合评价模型:F=0.544×F1+0.220×F2+0.121×F3+0.114×F4,最终筛选出‘树上干杏’‘长赛买提’‘吊干杏’‘轮台三角杏’‘金塔李光杏’与‘大李光’这6个鲜食品质优良品种。这一结果为核心指标的应用提供了实证支持,也为鲜食杏品种选育提供了明确方向。聚类分析可以处理大量数据,揭示品种间的相似性与差异性,广泛应用于农产品的品质分级与性状分类[42]。本研究将13个杏品种划分为5个类群,各类群表现出鲜明的品质特征,清晰反映了品种间的内在差异规律。该结果为定向育种和加工用途种质的筛选提供了理论依据。

综上所述,本研究通过多元统计分析成功构建了杏果实品质的综合评价体系,筛选出核心指标和优良鲜食品种,为杏种质资源的高效利用与品种改良提供了数据支撑和理论参考。

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Analysis and comprehensive evaluation of fruit quality of 13 apricot varieties

LI Guanghua1, GU Wenyi1, LU Xu1, QI Yinyan1,2*

1(Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Qinghai University/Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Tree genetics and breeding laboratory of Qinghai plateau, Key Laboratory of Tree genetics and breeding of Qinghai plateau,National Forestry and Grassland Administration, Xining 810016, China)

2 (Research and Utilization Laboratory of Qinghai-Tibet Plateau Germplasm Resources, Xining 810016, China)

ABSTRACT This study evaluated 13 apricot varietie grown in the Qinghai region by analyzing 16 quality indicators.Significance analysis, correlation analysis, cluster analysis and principal component analysis (PCA) were performed to establish a comprehensive evaluation model.The results showed considerable variation in all indicators, with coefficients of variation ranging from 7.02% to 90.27%.Analysis of variance revealed significant differences (P<0.05) among varieties for all indicators and significant correlations were found among most indicators.PCA extracted four principal components (eigenvalue>1), which collectively accounted for 88.985% of the total variance.Combined with correlation results, five core indicators were identified:solid-acid ratio, sugar-acid ratio, soluble protein content, single fruit weight and fruit firmness.A comprehensive evaluation model was established as follows:F=0.544×F1+0.220×F2+0.121×F3+0.114×F4. Six varieties were selected as superior for fresh consumption:‘Shushangganxing’, ‘Changsaimaiti’, ‘Diaoganxing’, ‘Luntai Sanjiaoxing’, ‘Jinta Liguangxing’ and ‘Dali Guang’.Cluster analysis classified the varieties into five distinct groups, a result which was highly consistent with the comprehensive evaluation, thereby verifying the model's reliability.This study provides a scientific basis for apricot breeding and the selection of high-quality germplasm.

Key words apricot fruit (Prunus armeninaca L.); fruit quality; significance analysis; correlation analysis; cluster analysis; principal component analysis; comprehensive evaluation

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.044106

引用格式：李广花,顾文毅,卢旭,等.13个杏品种果实品质分析及综合评价[J].食品与发酵工业,2026,52(12):212-221.LI Guanghua,GU Wenyi,LU Xu, et al.Analysis and comprehensive evaluation of fruit quality of 13 apricot varieties[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(12):212-221.

第一作者：硕士研究生(祁银燕副研究员为通信作者,E-mail:qiyinyan@126.com)

基金项目：中央财政林业科技推广示范项目-山杏低产低效林改造技术推广与示范(青[2024]TG13);2025年青海“昆仑英才·高端创新创业人才”项目

收稿日期：2025-08-01,改回日期:2025-10-24