《食品科学》：付复华研究员、杨明之等：湖南23个桃品种果实品质分析及综合评价

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Prunus persica

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主成分分析（PCA）、相关性分析、聚类分析、层次分析及灰色关联度分析等是常用的果实品质评价方法。为了更科学、全面地对果实品质进行评价，通常会将多个评价方法相结合进行综合分析。PCA法是一种通过线性变换将原始数据中的多个相关变量降维成少数几个不相关的PC，同时尽可能保留原始数据中主要信息的统计方法。

湖南大学生物学院隆平分院的罗旭婷、付复华*，中国人民解放军31627部队政治工作部的杨明之*等人提出一种新的桃品质综合评价方法，通过对湖南省23 个桃品种的外观品质、营养品质、主要功能性成分等18 项指标进行测定，采用变异性分析、相关性分析及PCA确定桃品质评价的核心指标，再以熵权法确定核心指标权重并结合灰色关联度分析构建桃品质综合评价模型，最后通过聚类分析为不同桃品种的开发利用提供方向，旨在筛选出品质较好的桃品种，为湖南省桃产业高质量发展提供理论依据。

1桃品质指标分析

1.1 外观品质

不同桃品种的外观品质测定结果如表2所示。单果质量是衡量果实大小的重要指标，对消费者的购买决策有重要影响，不同桃品种的单果质量存在显著差异（P＜0.05），变异系数为40.83%，‘炎陵锦绣黄桃’的单果质量最大，为249.67 g，‘中桃菲玉’的单果质量最小，为69.99 g。横径、纵径及果形指数是判断果实形状的指标。不同桃品种的横径、纵径及果形指数存在较大差异（P＜0.05），变异系数分别为15.21%、17.75%和16.05%。横径的变化范围为48.79～79.33 mm，其中横径较大的桃品种有‘炎陵锦绣黄桃’‘苹果桃’和‘新川中岛’，‘中桃菲玉’的横径最小。纵径的变化范围为38.23～79.50 mm，其中‘炎陵锦绣黄桃’的纵径最大，与‘麻阳锦绣黄桃’无显著差异（P＞0.05），但显著高于其他品种，‘中蟠7号’的纵径最小。果形指数的变化范围为0.60～1.16，‘金湘玉’的果形指数最大，‘中蟠11号’最小。果形指数介于0.6～0.8为扁圆形，0.8～0.9为圆形或近圆形，0.9～1.0为椭圆形或圆锥形，大于1.0为长圆形。本研究中大部分桃果形指数大于1.0，为长圆形，‘蜜源’‘新川中岛’和‘苹果桃’的果形指数介于0.9～1.0，为椭圆形，‘中蟠7号’‘中蟠11号’和‘金霞蟠桃’的果形指数介于0.6～0.8，为扁圆形。

硬度是衡量果实成熟度和贮藏品质的重要指标之一，在果实的发育和成熟过程中硬度会不断变化，收获后硬度明显降低，不同品种的果实硬度存在很大差异。由表2可知，23 个桃品种的硬度差异显著（P＜0.05），变化范围为43.87～464.49 g，变异系数为40.80%，其中‘金湘玉’的硬度最小，‘中桃金蜜’的硬度最大。

1.2 营养品质

可溶性固形物和可滴定酸含量是评价果实口感和营养价值的关键指标。可溶性固形物由游离或结合形式的还原糖和非还原糖组成，与果实的甜度密切相关，可滴定酸与果实的酸度有关。由表3可知，23 个桃品种的可溶性固形物和可滴定酸含量变化范围分别为8.67～23.33 °Brix和0.13%～0.47%，变异系数分别为24.10%和32.22%，存在品种间差异（P＜0.05），其中‘甜无敌’的可溶性固形物含量和可滴定酸含量均最大，‘金湘玉’的可溶性固形物含量和可滴定酸含量均最小。徐臣善等对17 个设施桃品质进行分析，发现其可溶性固形物质量分数变化范围为10.69%～17.48%，可滴定酸质量分数变化范围为0.12%～0.58%，与本研究结果略有差异，这可能与桃品种、产地、采收期等不同有关。固酸比影响果实的风味，固酸比越高，果实风味愈佳。不同桃品种的固酸比变化范围为26.09～76.67，‘霞晖6号’的固酸比最大，口感较甜、风味浓郁，而‘中蟠7号’的固酸比最小，口感较酸。

水分含量的高低对果实的口感和风味也有一定影响。由表3可知，23 个桃品种的水分质量分数均大于80%，变化范围为82.46%～91.32%，变异系数为2.83%，这表明桃具有很高的水分含量且不同品种间水分含量差异很小。‘金湘玉’的水分含量最高，其次是‘黄金蜜1号’和‘中桃菲玉’，‘甜无敌’最低。

VC通常被认为是果蔬中对人类健康最重要的维生素，可以预防多种疾病。由表3可知，不同桃品种的VC含量差异显著（P＜0.05），变异系数为42.95%，变化范围为 1.71～10.70 mg/100 g。谢董妍等测定了9 个产地黄桃的VC含量为3.02～7.28 mg/100 g，本研究测定的VC含量与此结果相比较为一致，但个别品种如‘甜无敌’和‘衡阳锦绣黄桃’的VC含量高于此结果，而‘蜜源’‘满天红’‘霞晖6号’‘金霞蟠桃’的VC含量低于此结果，这可能是品种、产地、种植环境及采收期不同造成的。

可溶性糖和有机酸是桃的重要营养物质，也是其风味形成的关键因素。桃含有的可溶性糖主要是果糖、葡萄糖和蔗糖，有机酸主要是苹果酸和柠檬酸。由表3可知，不同桃品种的果糖、葡萄糖和蔗糖含量存在显著差异（P＜0.05），变异系数分别为40.49%、42.28%和44.83%。在23 个桃品种中，果糖含量变化范围为9.77～45.53 mg/g，葡萄糖含量变化范围为7.01～41.41 mg/g，其中‘猪血桃’的果糖和葡萄糖含量均最高，‘中蟠11号’的果糖和葡萄糖含量均最低；蔗糖含量变化范围为0.39～87.17 mg/g，其中‘满天红’的蔗糖含量显著高于其他品种（P＜0.05）。从表3可以发现，大部分桃品种的蔗糖含量高于果糖和葡萄糖，且果糖和葡萄糖含量相近，这与李依尘的结果一致。本研究中不同桃品种的苹果酸含量变化范围为1.65～5.69 mg/g，变异系数为28.96%，品种间存在显著差异（P＜0.05），其中‘甜无敌’的苹果酸含量最高，其次是‘衡阳锦绣黄桃’和‘金霞黄露’，‘金湘玉’的苹果酸含量最低；柠檬酸含量变化范围为0.21～2.90 mg/g，变异系数为50.54%，品种间存在显著差异（P＜0.05），其中‘麻阳锦绣黄桃’的柠檬酸含量最高，‘甜无敌’的柠檬酸含量最低。Xi Wanpeng等对18 个桃品种（蜜桃、油桃和蟠桃）的有机酸进行测定，测得苹果酸含量为2.81～22.88 mg/g，柠檬酸含量为3.28～6.53 mg/g，此结果高于本研究结果，这可能与桃品种、生长环境及测定方法等不同有关。

1.3 主要功能性成分

酚类化合物是桃主要的功能活性成分，具有抗氧化、抗糖尿病、抗炎和心血管保护等多种功效，不同桃品种之间酚类化合物差异显著。总酚含量作为酚类化合物的总量表征指标，能够综合衡量桃的功能性成分差异。由图2A可知，23 个桃品种的总酚含量变化范围为0.775～2.000 OD280 nm/g，其中，‘甜无敌’的总酚含量最高，与‘中桃菲玉’‘霞晖6号’‘新川中岛’‘苹果桃’无显著差异（P＞0.05），但显著高于其他品种，‘黄金蜜1号’的总酚含量最低。

类黄酮是最常见的一类多酚类化合物，具有抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤和抗病毒等多种生物活性。由图2B可知，23 个桃品种的类黄酮含量变化范围为0.318～1.903 OD325 nm/g，其中‘苹果桃’的类黄酮含量最高，与‘炎陵锦绣黄桃’‘满天红’‘甜无敌’‘金霞蟠桃’无显著差异（P＞0.05），‘黄金蜜1号’和‘中油4号’的类黄酮含量较低，分别为0.318 OD325 nm/g和0.339 OD325 nm/g。

花青素存在于大多数桃中，属于类黄酮的一个亚组，它赋予桃鲜艳的色泽，并具有抗衰老、抗癌和免疫保护的作用。由图2C可知，23 个桃品种的花青素含量变化范围为0.002～1.254（OD530 nm-OD600 nm）/g，其中，‘猪血桃’的花青素含量最高，与‘中桃菲玉’和‘甜无敌’无显著差异（P＞0.05），‘金霞黄露’‘金湘玉’‘黄金蜜1号’等品种的花青素含量极低。‘猪血桃’是湖南衡阳的地方特色品种，属于早熟红肉桃，研究表明，其花青素含量很高，与蓝莓相当。本研究发现红肉桃的花青素含量明显高于白肉和黄肉桃，与Zhou Hui等的研究结论一致。

综上，本研究中‘甜无敌’‘中桃菲玉’‘猪血桃’和‘苹果桃’等品种含有较高的功能性成分，可为功能性食品、营养补充剂和保健品开发提供原料基础。

2 桃品质指标相关性分析

采用Pearson相关系数对23 种桃的18 项品质指标进行相关性分析，如图3所示，不同桃品种的品质指标间存在一定的相关性，18 项指标的171 个相关系数中，在α＝0.05水平上有20 个显著相关，在α＝0.01水平上有52 个极显著相关。单果质量与横径、纵径、蔗糖含量、柠檬酸含量、总酚含量呈极显著正相关（P＜0.01），与硬度、类黄酮含量呈显著正相关（P＜0.05）。可溶性固形物含量与可滴定酸含量、VC含量、蔗糖含量、苹果酸含量、总酚含量、类黄酮含量、花青素含量呈极显著正相关（P＜0.01），与水分含量呈极显著负相关（P＜0.01）。硬度与水分含量呈现极显著负相关（P＜0.01），说明硬度较高的果实可能含水量较低。果糖含量与葡萄糖含量呈极显著正相关（P＜0.01），与蔗糖含量呈极显著负相关（P＜0.01）。总酚含量与类黄酮、花青素含量呈极显著正相关（P＜0.01），花青素含量与可溶性固形物、可滴定酸、VC、果糖、葡萄糖含量呈极显著正相关（P＜0.01）。各指标相关性分析显示，测定的指标在某种程度上存在着信息重叠的现象，因此，有必要对18 项指标进行分类和简化，以提高桃质量评价的效率和准确性。

3 桃品质指标PCA

通过对23 个桃品种的18 项品质指标进行PCA，根据特征值大于1的原则，共提取5 个PC，结果如图4和表4所示，前5 个PC的累计方差贡献率达83.310%，可以反映原始数据的大部分信息。PC的载荷矩阵经最大方差法旋转后载荷系数更接近0或者1，这样得到的PC能更好地解释和命名变量，利用旋转后的成分矩阵载荷值的绝对值筛选桃特征性品质指标。由表4和表5可知，PC1的方差贡献率为27.000%，主要综合了果糖含量、葡萄糖含量、蔗糖含量的信息。PC2的方差贡献率为22.077%，主要综合了可溶性固形物含量、可滴定酸含量、苹果酸含量、VC含量的信息。PC3的方差贡献率为13.572%，主要综合了单果质量、横径、纵径和柠檬酸含量的信息。PC4的方差贡献率为11.694%，主要综合了总酚含量和类黄酮含量的信息。PC5的方差贡献率为8.967%，主要综合了果形指数的信息。

4 桃核心品质评价指标的筛选

根据PC载荷矩阵和相关性分析及描述性统计分析的结果筛选出影响桃品质的核心评价指标。PC1中葡萄糖含量与果糖含量呈极显著正相关，与蔗糖含量呈极显著负相关，且葡萄糖含量在PC1上的载荷值最高，因此选择葡萄糖含量作为PC1的代表指标。PC2中可溶性固形物含量与可滴定酸含量、苹果酸含量、VC含量均呈极显著正相关，且可溶性固形物含量是影响果实风味的重要指标，测定方法简单，因此选择可溶性固形物含量作为PC2的代表指标。PC3中单果质量和柠檬酸含量的载荷值较高，且它们的变异系数都较高，单果质量反映桃大小，柠檬酸含量反映桃酸度，因此选择单果质量和柠檬酸含量作为PC3的代表指标。PC4中总酚含量与类黄酮含量呈极显著正相关，且类黄酮含量的载荷值最高，因此选择类黄酮含量作为PC4的代表指标。PC5选择果形指数作为代表指标。综上所述，选取葡萄糖含量、可溶性固形物、单果质量、柠檬酸含量、类黄酮含量以及果形指数这6 个指标作为桃品质评价的核心评价指标。

5 熵权法赋予指标权重

表6为通过熵权法得到的各指标权重，熵值越小，信息量越大，权重越大，反之，熵值越大，权重越小。单果质量、可溶性固形物含量、葡萄糖含量、类黄酮含量、柠檬酸含量、果形指数的权重系数分别23.77%、21.52%、15.32%、24.44%、7.08%、7.87%，其中类黄酮含量的权重系数最大，表明类黄酮含量对桃品质评价结果影响最大。

6 灰色关联度分析

6.1 理想品种构造

根据灰色系统理论，需构造一个理想品种即参考序列进行比较。依据桃品质特性和实验结果确定理想品种各品质指标的理想值，单果质量、可溶性固形物含量、葡萄糖含量、类黄酮含量为正向指标，测定值越大越好，取各指标测定值中的最大值；柠檬酸含量和果形指数为中间型指标，取中位数作为理想品种的参考值。即单果质量249.67 g、可溶性固形物含量23.33 °Brix、葡萄糖含量41.41 mg/g、类黄酮含量1.903 OD325 nm/g、柠檬酸含量41.30 mg/g、果形指数1.04。

6.2 灰色关联度的计算和品种的评价

将数据进行无量纲处理，对于单果质量、可溶性固形物、葡萄糖、类黄酮等正向指标，用式（8）进行无量纲处理；对于柠檬酸和果形指数等中间型指标，用式（10）进行无量纲处理，得到一个无量纲的新数列。再根据式（11）计算出各品种相应指标的关联系数，最后根据熵权法得到的各指标权重计算各品种的加权灰色关联度：ri*＝单果质量×0.237 7＋可溶性固形物含量×0.215 2＋葡萄糖含量×0.153 2＋类黄酮含量×0.244 4＋柠檬酸含量×0.070 8＋果形指数×0.078 7。按照关联分析的原则，加权关联度越大，与“理想品种”越接近。由表7可知，加权关联度排名前三的品种分别是‘炎陵锦绣黄桃’‘苹果桃’和‘甜无敌’，综合品质较好，‘中蟠7号’的加权关联度最小，品质最差。

7 不同桃品种聚类分析结果

对23 种桃的18 项品质指标绘制聚类热图，由图5可知，可将桃分为4 类。第I类有3 个品种，分别为‘甜无敌’‘中桃菲玉’和‘猪血桃’。此类品种花青素和总酚含量高，适合开发成具有抗氧化功效的高附加值功能性保健产品；第II类有6 个品种，分别为‘衡阳锦绣黄桃’‘麻阳锦绣黄桃’‘苹果桃’‘炎陵锦绣黄桃’‘新川中岛’‘黄金蜜4号’。此类品种果形偏大，外观品质指标表现较好，且蔗糖、柠檬酸、可溶性固形物含量偏高，口感较好，适合鲜食或者加工成高品质非浓缩还原果汁。第III类有8 个品种，分别为‘霞脆’‘金霞黄露’‘锦春’‘中桃金蜜’‘中油4号’‘黄金蜜1号’‘蜜源’‘中蟠7号’。此类品种风味欠佳，品质指标大多处于较低水平，且综合评价得分排名也相对靠后，因此可以考虑将此类品种加工成需添加糖酸等辅料的产品，如果脯、果酱、果酒、果醋等产品，实现桃资源的最大化利用；第IV类有6 个品种，分别为‘中蟠11号’‘金霞蟠桃’‘满天红’‘金湘玉’‘春美’‘霞晖6号’。此类品种固酸比偏高，说明此类桃具有良好的风味，适合鲜食。

结 论

本研究对来自湖南省23 个桃品种的18 项品质指标进行了测定，描述性分析结果显示，多数指标变异程度较大，品种间差异较大。经相关性分析，多项品质指标间均表现出不同程度的相关性，说明存在信息重叠，通过PCA结合相关性分析，筛选出6 项桃品质的核心评价指标：单果质量、可溶性固形物、葡萄糖、类黄酮、柠檬酸和果形指数。通过熵权法计算核心评价指标的权重，最后采用灰色关联度法建立桃品质综合评价模型：桃品种的加权灰色关联度＝单果质量×0.237 7＋可溶性固形物含量×0.215 2＋葡萄糖含量×0.153 2＋类黄酮含量×0.244 4＋柠檬酸含量×0.070 8＋果形指数×0.078 7。综合评价结果表明，综合品质排名前三的桃分别是‘炎陵锦绣黄桃’‘苹果桃’和‘甜无敌’，品质最差的是‘中蟠7号’。聚类分析将桃分为4 类，应根据不同类的特点，有针对性地对其开发利用，加工生产相关桃制品。本研究结果可为湖南省桃品种的选育、品质评价及综合利用提供科学依据。

本文《湖南23 个桃品种果实品质分析及综合评价》来源于《食品科学》2025年46卷第20期36-46页，作者：罗旭婷，刘伟，张群，王春发，付复华，杨明之。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250317-127。点击下方 阅读原文 即可查看文章相关信息。

实习编辑：安宏琳；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网