树莓（Rubus spp.）为蔷薇科（Rosaceae）悬钩子属（Rubus.L.）多年生灌木果树。树莓因其果实内富含丰富的生理活性物质，而被誉为“黄金水果”[1]。树莓果实中含有多种对人体有益的微量元素，其中钾、锌、铁、铜、锰等是酶的辅助因子；树莓果实中还含有多种营养活性成分，如黄酮类、茶多酚、烯烃、花青素、鞣花酸、水杨酸、超氧化物歧化酶等，具有抑制癌细胞生长、抗衰老、预防心血管疾病、提高免疫力、抗菌、抗病毒等活性作用[2-4]。树莓果实除鲜食外，还可加工制成果汁、果酱、冰淇淋、奶酪等产品，在国内外市场深受欢迎，供不应求。果实的品质是影响加工特性的关键。适宜鲜食的品种需具备含糖量较高、糖酸比适宜、硬度大、大小均匀一致等特点；适宜加工果汁、果酒类的产品需具备出汁率高、适宜的糖酸比、充足的芳香物质、蛋白质含量少等特点；适宜加工罐头类产品需具备果实体积适中、大小均匀一致、硬度相对较高、色泽鲜红、稳定性较好、风味纯正等特点；果脯类产品则要求原料含水量相对较少，固形物含量高，花色苷含量高，色泽稳定性好，风味良好，硬度、糖酸比适宜。不同加工产品对树莓的果实品质需求不同。选育适宜的加工品种是提高树莓商品价值的关键[5-10]。
国内外学者在树莓的农艺性状评价，营养性状的分析和提取，药用机理等方面做了大量工作[11-12]。杜鹏飞[13]对30个树莓品种的田间生物学性状进行研究，探究得到了在所调查性状中影响树莓品种评价的主要指标，并确定了在所调查性状中对树莓品种评价的主要影响因子。李鹏举[14]对26个树莓品种的物候期、果实品质、抗病性进行了综合分析。宋建新等[11]利用聚类分析对15个品种树莓的加工特性进行了分析，初步筛选不同加工用途的品种。主成分分析在作物多项指标中应用广泛，可进行数据降维、主成分得分判定[15-16]。而主成分分析在树莓等相关性状的应用研究中鲜见报道。本研究对20份不同品种的树莓品质进行了综合评价，旨在选出适于不同加工需求的树莓。
1 材料与方法
1.1 材料
20份树莓均由黑龙江省农业科学院乡村振兴科技研究所树莓课题组保存，取材时间为第一结果盛期，树莓品种类型及来源见表1。
表1 20份树莓品种类型
Table 1 Name and type of 20 raspberry varieties
品种 类型 来源 品种 类型 来源B 夏果型 保加利亚 北京32 夏果型 中国C 夏果型 保加利亚 大图 夏果型 加拿大D 夏果型 保加利亚 哈瑞太兹 秋果型 美国E 夏果型 保加利亚 来味里 夏果型 美国澳洲红 夏果型 澳大利亚 美特 夏果型 美国DNS4 夏果型 俄罗斯 努卡 夏果型 美国DNS9 夏果型 俄罗斯 秋福 秋果型 英国欧洲红 夏果型 俄罗斯 威拉米特 夏果型 美国北京10 夏果型 中国 无刺 夏果型 美国北京19 夏果型 中国 波尔卡 秋果型 中国
1.2 仪器与设备
全自动折光仪（A650）、分光光度计（752N）：上海菁华科技仪器有限公司；水浴锅（HHH-2）：常州天瑞仪器有限公司；超声波清洗器（KH5200B）：昆山禾创超声仪器有限公司。
1.3 主要品质评价指标及方法
1.3.1 外观品质
参照文献[17]《树莓种质资源描述规范和数据标准》对果实的外观品质进行评价分析。
（1）果实颜色：成熟果实颜色污白、淡黄、黄、淡红、红、紫红、黑；
（2）平均单果重：以试验区为观测对象，随机称取各品种10个果实的质量，计算平均单果重，重复3次，并计算变异系数。
式中：X为10个果的质量值；n为果实分的组数；
为平均数；S为标准差。
用变异系数分成五级确定果实的整齐度：1整齐（10.0%）；2较整齐（10.1%～20%）；3中等整齐（20.1%～30%）；4较不整齐（30.1%～40%）；5不整齐（≥40%）。
1.3.2 果实品质
（1）果实风味：采后立即品尝果实的甜酸味道，确定材料的果实风味。品尝者选5位年龄30岁～35岁、口齿健康且味觉灵敏的工作人员。果实风味分为酸甜、甜酸、酸、极酸。品尝者首先用矿泉水漱口，品尝后再次用矿泉水漱口。
（2）出汁率：随机选取30个～50个树莓果实进行打浆，准确称取果实总体质量m，匀浆离心，称取汁液质量m1，出汁率计算公式如下。
（3）可溶性固形物（Brix）测定：全自动折光仪。
（4）可溶性糖含量测定：蒽酮比色法。
（5）可滴定酸测定：酸碱中和滴定法[18]。
（6）维生素C含量测定：直接碘量法[19]。
（7）花青素含量测定：超声波辅助提取法[20]。
（8）根据可溶性固形物含量和可滴定酸含量比值计算糖酸比，根据可溶性糖含量和可滴定酸含量比值计算固酸比。
1.4 数据处理
应用EXCEL进行统计分析、SPSS 20.0软件进行主成分分析与聚类分析，同时评选出优质、综合性状优良的品种。
2 结果与分析
2.1 果实外观品质分析
果实外观品质分析见表2。
由表2可知，不同品种树莓的外观品质存在显著性差异。20个品种树莓的平均单果重为1.82 g～3.75 g，其中“美特”的平均单果重最大，为3.75 g；“DNS9”的平均单果重最小，为1.82 g；夏果型树莓“美特”的平均单果重最大，秋果型树莓“波尔卡”的平均单果重最大。从果实整齐度方面看，有4个品种表现较整齐，分别为“波尔卡”、“B”、“澳洲红”、“无刺”；“DNS9”、“大图”分别表现为中等整齐；7个品种的果实整齐度表现为较不整齐；7个品种的果实整齐度表现为不整齐。从各品种树莓的果实形状方面看，有8份树莓品种为不正长圆形，有7份树莓品种为圆头形，有5份树莓品种为圆锥形。从各品种树莓的颜色方面看，20份树莓品种的果实颜色为红色或紫红色两种颜色。
表2 果实外观品质分析
Table 2 Analysis of fruit appearance quality
注：同列肩标大写字母不同表示差异极显著，P＜0.01。
品种 平均单果重/g果实变异系数/%果实整齐度 果实形状 果实颜色B 1.96HI 13.04K 较整齐 不正长圆形 红C 2.70DEF 61.89AB 不整齐 圆头形 红D 2.75DE 32.22GHE 较不整齐 圆头形 红DNS4 2.19GHI 48.45DE 不整齐 圆锥形 红DNS9 1.82I 24.47IJ 中等整齐 不正长圆形 红E 2.79DE 70.25A 不整齐 圆锥形 红澳洲红 2.69DEF 18.98JK 较整齐 圆头形 紫红北京10 3.49AB 28.99HI 较不整齐 不正长圆形 红北京19 2.29GH 34.35GH 较不整齐 圆头形 紫红北京32 3.37BC 34.91GH 较不整齐 不正长圆形 红大图 2.72DEF 28.46HI 中等整齐 不正长圆形 紫红哈瑞太兹 2.43EFG 32.84GHI 较不整齐 圆锥形 紫红来味里 2.93D 43.68EF 不整齐 不正长圆形 紫红美特 3.75A 52.80CD 不整齐 不正长圆形 紫红努卡 2.36FG 57.89BC 不整齐 不正长圆形 紫红欧洲红 3.05CD 39.68FG 较不整齐 圆锥形 紫红秋福 2.48EFG 35.26FGH 较不整齐 圆头形 红威拉米特 2.37FG 50.06CDE 不整齐 圆头形 红无刺 1.92IH 19.71JK 较整齐 圆头形 紫红波尔卡 3.05CD 17.76JK 较整齐 圆锥形 紫红
2.2 果实营养成分分析
果实营养成分分析见表3。
表3 果实营养成分分析
Table 3 Analysis of fruit nutrients
注：同列肩标大写字母不同表示差异极显著，P＜0.01。
品种果实风味出汁率/%可溶性固形物/%可溶性糖/%可滴定酸/%维生素C/（mg/100 g）花青素/（mg/100 g）固酸比糖酸比B 酸甜 58.77K 7.6Q 4.96FG 1.14DEFG 18.74M 152.37Q 6.67GHI4.35FG C 甜酸 69.32CD 7.3B 5.29FGH 0.99GHIJ 20.43J 181.52L 7.37FGH5.34CDEF D 甜酸 60.80J 7.2K 5.57FGH 1.32BCD 15.93P 175.38M 5.45IJ 4.22G DNS4酸60.40JK 7.8F 6.33EGF1.34BC 24.84F 150.48R5.82IJ4.72EFG DNS9 甜酸 66.22FG 7.1M 4.91FGH 0.87J 17.58O 184.13K 8.16DEFG 5.64BCDE E 甜酸 65.69GH 6.4A 5.47H 1.28BCDE 20.05K 160.14P 5.00J4.27G澳洲红 甜酸 63.52I 8.3O 6.28CDEF 1.40B 25.87D 257.21F 5.93HIJ 4.49FG北京10 酸 65.60GH 7.8L 5.46EFG 0.97HIJ 20.17K 192.53G 8.04EFG 5.63BCDE北京19 甜酸 68.34DE 8.9J 5.17BCDE 1.06FGHI 21.93J 287.39E 8.40DEF 4.88DEFG北京32 酸甜 72.71A 6.2IJ 5.93H 1.32BCD 25.16E 174.37N 4.70J 4.49FG波尔卡 甜酸 61.50J 11.2L 7.12A 1.25BCDE 19.48L 374.23A 8.96CDE 5.70BCDE大图 酸甜 72.18AB 8.3K 5.27CDEF 0.81JK 21.82I 294.75D 10.25BC 6.51B哈瑞太兹 酸甜 63.38I 7.9G 4.91DEFG 1.72A 23.54G 236.49G 4.59J 2.85H来味里 酸 70.34BC 6.7D 4.88H 1.13EFGH 27.65C 142.24S 5.93HIJ 4.32FG美22 甜酸 69.59CD 6.4C 5.53BC 1.25BCDE 12.24Q 217.53I 5.12J 4.42FG努卡 甜酸 60.00JK 9.1H 7.05BC 1.17CDEFG 20.03K 314.83C 7.78EFG 6.03BC欧洲红 甜酸 64.98GHI 9.2I 5.05BC 1.21CDEF 33.57B 365.78B 7.60EFG 4.17G秋福 酸甜 64.09HI 9.4E 5.7BC 0.97HIJ 23.14H 150.39R 9.69BCD 5.88BCD威拉米特 甜酸 66.52EFG 9.0N 5.52BCD 0.64K 37.92A 168.47O 14.06A 8.63A无刺 甜酸 68.03DEF 9.7P 4.98B 0.89IJ 18.48N 224.38H 10.90B 5.60BCDE
由表3可知，不同品种树莓果实在风味方面存在显著性差异，其中有12个品种的果实风味为甜酸，有5个品种的果实风味为酸甜，3个品种的果实风味为酸。果实出汁率为58.77%～72.71%，其中“B”的出汁率最低，为58.77%，“北京32”的出汁率最高，为72.71%，出汁率高于70.00%的有3个品种，分别为“来味里”、“大图”、“北京32”。各品种树莓的可溶性固形物含量为6.2%～11.2%，其中“波尔卡”的可溶性固形物含量为11.2%，可溶性固形物含量高于9.00%的有“波尔卡”、“无刺”、“秋福”、“欧洲红”、“努卡”。不同品种树莓的VC含量有较大差异，含量为12.24 mg/100 g～37.92 mg/100 g，其中含量高于30.00 mg/100 g的品种分别为“欧洲红”、“威拉米特”。VC含量低于20.00 mg/100 g的品种有“美 22”、“D”、“DNS9”、“无刺”、“B”、“波尔卡”，其中“美22”的含量最低，为12.24 mg/100 g。20个品种树莓的花青素含量差异较大，其变幅为142.24 mg/100 g～374.23 mg/100 g，含量高于300.00 mg/100 g的品种有“波尔卡”、“欧洲红”、“努卡”，其中“波尔卡”的花青素含量最高，为374.23 mg/100 g，“来味里”的花青素含量最低，为142.24 mg/100 g。各品种树莓的固酸比因品种的差异有较大的区别，其比值为4.59～14.06，“威拉米特”的固酸比值最高，为14.06，“哈瑞太兹”的固酸比值最低，为4.59，绝大多数品种的固酸比为5.00～8.00。各品种树莓的糖酸比为2.85～8.63，“威拉米特”的糖酸比值最高，为8.63，糖酸比值高于6.00的品种有“威拉米特”、“大图”、“努卡”、“哈瑞太兹”的糖酸比值最低，为2.85，绝大多数树莓的糖酸比为4.00～6.00。
2.3 主成分分析
主成分分析是通过降维的方式，将多个变量简化为少数几个综合变量，使这几个少数综合变量可以反应原来变量的信息。根据前文结果，剔除果实形状、果实整齐度、果实颜色、果实风味4项指标，20个品种树莓的出汁率、可溶性固形物、可溶性糖、可溶性酸、维生素C、花青素含量、固酸比、糖酸比、平均单果重9项指标进行主成分分析。各主成分特征值和方差贡献率如表4所示。各性状的特征如表5所示。
表4 主成分分析
Table 4 Principal component analysis
成分 初始特征值 平方负载量的旋转总数总数 方差百分比 总数 方差百分比 累计百分比1 3.292 36.579 3.292 36.579 36.579 2 2.132 23.683 2.132 23.683 60.263 3 1.363 15.148 1.363 15.148 75.411 4 0.923 10.256 5 0.800 8.892 6 0.280 3.111 7 0.160 1.783 8 0.048 0.529 9 0.002 0.019累计百分比36.579 60.263 75.411 85.667 94.558 97.669 99.452 99.981 100.000
由表4可知，按照特征值大于1原则，提取前3个主成分，第一主成分的方差百分比是36.579，第二主成分的方差百分比是23.683，第三主成分的方差百分比是15.148，累计方差贡献率达75.411%，综合了树莓果实品质的大部分信息，可以用这3个主成分较好地代替上述9个品质分析评价树莓果实品质。
由表5可知，第一主成分中固酸比、糖酸比、可滴定酸系数的绝对值较大，分别为0.983、0.909、0.816，主要影响感官品质，可称为感官因子；第二主成分中可溶性糖、花青素含量、出汁率、可溶性固形物系数的绝对值较大，分别为 0.745、0.667、0.689、0.631，主要影响加工品质，可称为加工因子；第三主成分中平均单果重的系数绝值对较大，为0.849，主要影外观品质，其贡献率为15.148%，可称为外观品质因子。
表5 各性状的主成分入选特征根和特征向量
Table 5 Compute eigenvalues and eigenvectors of traits in the principal component analysis
性状 主成分1 2 3出汁率 0.059 -0.689 0.606可溶性固形物 0.682 0.631 0.002可溶性糖 0.098 0.745 0.213可滴定酸 -0.816 0.477 -0.008维生素C 0.414 -0.069 0.151花青素含量 0.241 0.667 0.447固酸比 0.983 -0.092 -0.012糖酸比 0.909 -0.133 0.088平均单果重 -0.357 -0.018 0.849
2.4 聚类分析
树莓聚类树状图见图1。
图1 树莓聚类树状图
Fig.1 Dendrogan of aggiomeration of raspberry
将各性状按照系统聚类方法进行聚类分析，由图1可知，利用树莓的3个主成分因子可将树莓品种分成3个类群。聚入第一类群有12个品种，分别为“B”、“C”、“DNS4”、“DNS9”、“E”、“澳洲红”、“北京 10”、“北京 32”、“来味里”、“秋福”、“威拉米特”、“D”，占总数的60%，第一类固酸比和可溶性固形物相对较高，适宜加工果脯和果酱。聚入第二类群有6个品种，分别为“北京 19”、“大图”、“哈瑞太兹”、“美 22”、“努卡”、“无刺”，占总数的30%，第二类出汁率和可溶性糖含量相对较高，适宜加工果汁果酒。聚入第三类群有2个品种分别为“波尔卡”、“欧洲红”，占总数的10%，第三类花青素、可溶性固形物、可滴定酸含量适宜，并且口感甜酸，适宜作为鲜食品种。
3 讨论与结论
果实品质不仅影响其鲜食质量，而且对其加工产品的品质也会带来影响。本文对20个品种树莓的13项指标进行测定，并对其结果进行了分析。结果表明，供试的20个品种树莓在果实品质上各有特点。在鲜食方面，果实的整齐度、单果重、果实风味作为重要指标，其中“欧洲红”和“波尔卡”表现突出，适宜作为鲜食品种。在加工方面，固酸比和可溶性固形物相对较高，适宜加工成果脯和果酱，其中“威拉米特”表现突出，适宜作为加工果脯和果酱品种，而“大图”的出汁率、糖酸比、固酸比较高，适宜作为加工果汁果酒品种。在不同加工产品的需求方面，对可溶性固形物、出汁率、可滴定酸、花青素含量等指标的要求则各有侧重，我们宜根据品种的特点进行充分利用，提高资源利用率。
主成分分析和聚类分析被越来越广泛地应用于多样品多指标的品质分析[15]。主成分分析和聚类分析结果说明分级比较科学，客观地结合了各个农艺性状的信息，减少了主观因素造成的偏差[21]。本文对树莓的9项指标进行主成分分析，结果表明，提取了3个主成分反映原变量信息的75.411%，第一主成分主要是固酸比、糖酸比，直接影响树莓的感官品质；第二主成分主要是可溶性糖、花青素、出汁率，主要影响加工品质；第三主成分主要是平均单果重，主要影响外观品质。基于主成分分析结果，经聚类分析后得到结果表明：固酸比和可溶性固形物含量相对较高，适宜作为果脯和果酱的“B”、“C”、“D”、“DNS4”等 12 个品种，为第一类；第二类出汁率和可溶性糖相对较高，适宜加工果汁果酒；第三类花青素、可溶性固形物、可滴定酸含量适宜，并且口感甜酸，适宜作为鲜食品种。本文通过主成分分析、聚类分析评价20个品种树莓，为进一步开发利用树莓资源提供一定的科学依据。
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