柴达木南缘不同批次枸杞果实品质综合评价.pdf

青海农林科技问 题 探 讨 年第 期收稿日期:基金项目:海西州科技促进新农村计划项目()作者简介:蔡玉琴()女青海互助人工程师主要从事气象服务工作 :.通讯作者:李海凤()女青海西宁人副高级工程师主要从事农业气象服务工作 :.柴达木南缘不同批次枸杞果实品质综合评价蔡玉琴李海凤张德琴雒维萍(格尔木市气象局青海 格尔木 格尔木市农牧业技术推广中心青海 格尔木)摘 要:利用主成分分析和聚类分析对枸杞的外观品质和理化品质进行综合评价 主成分综合评价显示格尔木夏果品质表现最好其次是都兰老眼枝果、秋果格尔木老眼枝果诺木洪秋果品质表现较差 结合相关性分析筛选出蛋白质、总黄酮、总糖、多糖、维生素 和灰分作为评价枸杞核心品质指标 聚类分析将 个不同批次枸杞品质划分为 类与主成分分析判定结果一致关键词:枸杞品质主成分分析聚类分析综合评价中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):.:枸杞茄科多年生落叶灌木的干燥成熟果实 果实是药食两用的经济作物具有滋补肝肾、益精明目的功效具有抗老化、保护神经、抗疲劳、增强耐力、控制血糖、防治青光眼、抗氧化等作用 并且可以增强免疫力对机体非特异性免疫功能及细胞免疫和体液免疫均具有显著的调节作用 也是柴达木盆地防风治沙、改良土壤、保护生态环境的先锋树种果实品质由外观品质和理化品质的复合因子构成其中果实外观品质决定着果实的商品性理化品质决定着果实的营养价值及药用价值其中含量是评价食品和中药药材品质的一项重要指标 近年来随着人们越来越重视枸杞的养生、药用及经济价值枸杞优良品质已成为人们关注的焦点 过去判断枸杞品质优劣取决于外观上是否个大、肉厚、色红、味甜但这种外观品质判断很难满足消费者的需求 为此本文选取柴达木南缘 个产区宁杞 号老眼枝果、夏果、秋果果实检测其理化品质在不同产区测定枸杞外观品质 并利用主成分分析、聚类分析对柴达木南缘不同批次枸杞果实进行综合评价并分类以期为消费者合理选择购买以及对不同批次枸杞品质的优劣提供参考 材料与方法 材料以 年柴达木南缘 个产区(格尔木、诺木洪、都兰)宁杞 号老眼枝果、夏果和秋果为原材料对枸杞的 项外观品质(百粒重、横径、纵径)和 项(灰分、蛋白质、总糖、多糖、浸出物、维生素、总黄酮和多糖)理化品质进行检测 外观品质由各产区分别检测理化品质由青海省盐化工产品质量检测中心检测 指标测定 外观品质测定果实横、纵径:采集新鲜枸杞果实随机选取 粒鲜果用游标卡尺对果实的纵径和横径测量执行对每个果实重复测量 次取平均值百粒重:枸杞果实采摘后烘干至质量恒定从枸杞样品中随机取 粒枸杞用电子秤称重执行每份样品重复 次再计算平均值 枸杞理化品质测定采用国标和农业标准方法测定柴达木南缘不同批次枸杞样品的灰分、蛋白质、总糖、浸出物、维生素、总黄酮、多糖含量 枸杞多糖按/附录 执行枸杞总糖按/附录 执行黄酮用分光光度比色 法/执 行 蛋 白 质 按 执行灰分按 执行维生素(抗坏血酸)用碘量法测定浸出物按热浸法/执行 数据分析用 建立数据库用 软件对枸杞品质数据进行主成分分析和聚类分析 结果与分析 不同产区不同批次枸杞品质分析由表 得知不同批次枸杞品质存在一定的差异 都兰秋果的横径和总黄酮最高分别为、/都兰夏果的纵经和灰分最高分别为 、/都兰老眼枝果百粒重最高为 诺木洪秋果的蛋白质和多糖最高分别为 /、/格尔木夏果的总糖、浸出物和维生素 最高 分别为/、/、/表 枸杞果实品质指标含量产地批次横径()纵径()百粒重()灰分(/)蛋白质(/)总糖(/)浸出物(/)维生素(/)总黄酮(/)多糖(/)格尔木 老眼枝果 夏果 秋果 诺木洪 老眼枝果 夏果 秋果 都兰老眼枝果 夏果 秋果 枸杞品质指标的相关性分析不同批次枸杞品质指标相关性(表)显示纵经与百粒重显著正相关与蛋白质负相关相关水平达到 表明纵经的变化影响百粒重和蛋白质的变化进而影响了外观品质和理化品质百粒重与蛋白质负相关相关水平达到 表明百粒重的变化对蛋白质影响及明显总黄酮和蛋白质、维生素 负相关其中与蛋白质的相关水平达到 与维生素 的相关性水平达到表明总黄酮含量越多总蛋白质、维生素 含量越低总糖与多糖负相关相关性水平达到表明总糖含量越高多糖含量越低 综上所述 项品质指标之间具有一定的相关性也存在信息的重叠 因此采用主成分分析法对柴达木南缘不同批次枸杞的 项品质指标进行简化提高枸杞果实品质评价的分析效率性表 枸杞品质指标相关性分析指标 注:表明 的显著性水平 表明 的显著性水平:横径:纵径:百粒重:灰分:蛋白质:总糖:浸出物:维生素:总黄酮:多糖 枸杞品质的主成分分析主成分分析法得到各主成分的特征值、方差贡献率、累计方差贡献率 由表 得知第 主成分的方差贡献率为 第 主成分的方差贡献率为 第 主成分的方差贡献率为 累计方差贡献率为 说明这 个主成分能够代表原始 个指标的绝大部分信息避免了原始数据信息的损失和人为的主观随意性 因此对枸杞品质评价的指标由最初的 个指标降为 个主成分达到了降维的目的表 枸杞品质指标的主成分载荷矩阵和特征值品质主成分 主成分 主成分 横径 纵径 百粒重 灰分 蛋白质 总糖 浸出物 维生素 总黄酮 多 糖 特征值 方差贡献率()累计贡献率()第一主成分代表了枸杞总信息的 载荷较高且为正的品质指标有横径、纵径、百粒重载荷权数分别为 、载荷较高且为负的品质指标有蛋白质、总黄酮、多糖载荷权数分别为 、可见负向作用远大于正向作用表明外观品质越好的枸杞其理化活性物质不一定越高所以第 主成分主要反映了理化品质 蛋白质与总黄酮相关显著与多糖不显著(表)因此将蛋白质、总黄酮作为第一主成分的代表指标 第 主成分代表了总信息的 载荷较高且为正的品质指标有总糖、维生素 和浸出物载荷权数分别为 、载荷较高且为负的品质指标有总黄酮、多糖载荷权数分别为 、正向作用远大于负向作用所以第二主成分主要反映了果实理化品质 总糖与多糖相关性显著维生素 与总黄酮相关性显著(表)因此总糖、多糖、总黄酮和维生素 将作为第二主成分的代表指标 第 主成分代表了总信息的 载荷较高且为正的品质指标为灰分 载荷权数为 所以第 主成分主要反映了理化品质灰分综上所述确定蛋白质、总黄酮、总糖、多糖、维生素 和灰分是评价柴达木南缘不同批次枸杞核心品质指标 枸杞品质的综合评价用各指标变量的主成分载荷(表)除以主成分相对应的特征值再开平方根得到 个主成分中每个指标所得系数即特征向量以特征向量为权重构建 个主成分的函数函数表达式为:式中:、和 分别是第、第 和第 主成分 分别为果实横径、纵径、百粒重、灰分、蛋白质、总糖、浸出物、维生素、总黄酮、多糖 项指标的测定值以 个主成分对应的方差贡献率作为权重由主成分得分和对应的权重线性加权求和得出综合评价函数函数表达式为:式中:为柴达木南缘不同批次枸杞的综合评价值 根据主成分综合评价函数计算出柴达木南缘不同批次枸杞的综合得分值其中分值越高品质越好 由表 可知柴达木南缘不同批次枸杞中格尔木夏果、都兰老眼枝果和秋果主成分综合得分排在前 品质表现最好诺木洪秋果主成分综合得分最低品质表现最差表 枸杞果实品质的主成分得分及排序情况产区批次主成分 主成分 主成分 综合得分格尔木老眼枝果 夏果 秋果 诺木洪老眼枝果 夏果 秋果 都兰老眼枝果 夏果 秋果 枸杞品质聚类分析聚类分析是根据样品品质特性的相似程度进行简化合并分组相似性最大的优先聚合在一起最终按照类别的综合性质多个样品聚合使其具有最大的组内相似性和最小的组间相似性 根据柴达木南缘枸杞 项品质指标数据利用 软件中系统聚类中组间联接法和欧式距离平方对柴达木南缘不同批次枸杞品质原始数据构建系统聚类图 由图 得知个枸杞样品划分为 类诺木洪秋果单独聚为一类其品质特点是多糖和蛋白质含量优于其他类群但总糖含量及外观品质偏低其他 个品质聚为一类包括综合得分在前 名的格尔木夏果、都兰老眼枝果和秋果此类枸杞种质的特点是类多糖和蛋白质含量偏低百粒重偏大 综上所述主成分综合得分的结果和聚类分析结果一致表明主成分分析和聚类分析都可以分析枸杞品质指标综合评价枸杞的优劣图 聚类分析谱系图 讨论与结论主成分分析提取了 个主成分累计方差贡献率为 主成分综合结果显示格尔木夏果品质表现最好其次是都兰老眼枝果、秋果格尔木老眼枝果诺木洪秋果品质表现较差聚类分析将柴达木南缘枸杞不同批次枸杞品质可划分为 类其中诺木洪秋果单独聚为一类其他 个枸杞品质聚为一类其与主成分分析结果一致 表明主成分分析和聚类分析都可以分析枸杞品质指标综合评价枸杞的优劣基于主成分分析和聚类分析对枸杞品质性状的综合评价已经成熟张波利用主成分分析法对不同产地的宁夏枸杞的 个品质性状进行了综合评价构建了不同产地宁夏枸杞综合评价模型 金建华对青海不同产地枸杞品质进行了综合评价筛选出评价枸杞质量的特征指标 本文基于柴达木南缘枸杞品质进行研究分析发现不同产地枸杞品质呈现较明显的差异理化品质是评价枸杞核心品 质 指 标 这 与 张 波、金 建 华等 的研究结果较一致与高业新等对宁夏枸杞道地性的评价标准有所差异可能与所用不同数据和不同研究方法有关本研究只选取了柴达木盆地的 个产区所以分析结果有一定的局限性在以后的研究中不断完善和优化研究资料凝练出科学合理的柴达木枸杞综合评价参考文献:庄文斌.枸杞子配方颗粒及药材中枸杞多糖含量分析.中国现代应用药学杂志():.甘璐张声华.枸杞多糖的抗肿瘤活性和对免疫功能的影响.营养学报():.邵鸿娥李丽芬.枸杞对实验性肝损伤的保护作用.中国药物与临床():.王彦武傅伟忠谭宗艳等.枸杞多糖抗疲劳作用的实验研究.中国热带医学():.刘科鹏黄春辉冷建华.金魁猕猴桃果实品质的主成分分析与综合评价.果树学报():.宁娜舒和平刘东飞等.基于熵权和模糊评判的单沟泥石流危险性评价.兰州大学学报:自然科学版():.于春燕孟军.基于 和模糊评判的生物质秸秆发电的效益评价.中国农学通报():.金鑫李爽.基于熵权法的中国玉米产业系统安全度的模糊估算与分析.中国农学通报():.李萍魏朝富邱道持.基于熵权法赋权的区域耕地整理潜力评价.中国农学通报():.曲雪艳郎彬彬钟敏等.野生毛花猕猴桃果实品质主成分分析及综合评价.中国农学通报():.赵治兵王金华刘永玲等.基于主成分分析法研究氯吡脲对猕猴桃品质的影响.食品工业():.赵金梅高贵田薛敏等.不同品种猕猴桃果实的品质及抗氧化活性.食品科学():.郭宝林杨俊霞.主成分分析法在仁用杏品种主要经济性状选种上的应用研究.林业科学():.王群妹梁雪春.基于主成分分析的水质评价研究.水资源与水工程学报():.周妍张然孔晓玲.面条品质评价中的数据分析系统的设计与实现.包装与食品机械():.高惠璇.应用多元统计分析.北京:北京大学出版社.张波秦垦戴国礼等.不同产区宁夏枸杞果实的主成分分析与综合评价.西北农业学报():.金建华李永元.青海不同产地枸杞营养成分和活性成分的因子分析和聚类分析.贵州师范大学学报(自然科学版)():.高业新李新虎申建梅等.农业生态地质模式与宁夏枸杞适植性研究.现代农业科技.():(上接第 页)刘向东翟保平张孝羲等.棉花型和瓜型棉蚜形态和生态适应力的分化.昆虫学报():.严林郭蕊李亚娟等.枸杞棉蚜形态和生物学特性研究.昆虫学报():.高慧惠向娟李玮.两种杀虫剂对枸杞的安全性研究.青海农林科技():.李秋荣李玮闫佳会等.种植物源杀虫剂对枸杞棉蚜的防效试验.青海大学学报():.王芳陈佳斌祁小军等.种药剂对枸杞棉蚜的田间防效.中国植保导刊():.唐其裕刘洪明代朝辉等.高效氯氟氰菊酯乳油防治棉蚜试验.植物医生():.杜玉娥.柴达木盆地植被与湖泊时空格局及其对气候变化的响应.兰州:兰州大学.王欢欢.九种杀虫剂对瓜蚜的毒力及协同增效药剂筛选.泰安:山东农业大学.