番茄營養成分與感官品質評價指標多元統計分析

趙 燕，邱鵬程，吳凌波，王 樂，劉景雷

（鄂爾多斯市農牧技術推廣中心，內蒙古康巴什 017000）

番茄是我國重要的蔬果兼用型農作物，是世界栽培最廣泛的蔬菜之一[1]。感官品質是衡量番茄品質的重要標準之一，加強相關研究意義重大[2-3]。番茄富含大量的VC、番茄紅素和礦物質，能夠提高人體免疫力，改善血脂和抑制心血管疾病，是血管健康天然良方。隨著人們生活水平的普遍提高，番茄作為水果的消費量逐年上升[4-5]，但番茄果實風味品質下降是消費者對現代栽培番茄的普遍評價[6]，提升果實風味品質已成為番茄育種者的主要目標之一，同時也是我國番茄產業發展的迫切需求[7-8]。加強鮮食番茄感官品質評價等研究，可以幫助產品瞄準受眾，找準市場，促進番茄產業向訂單農業發展[9]。薛坤[10]對29 個櫻桃番茄品種的營養成分、產量、感官等進行了相關分析，結果表明，單果重、糖酸比、硬度、果形指數、番茄紅素和VC 可作為評價番茄綜合品質的指標；周艷超等[11]應用SPSS 統計學軟件對29 份櫻桃番茄種質資源的14 個品質性狀進行主成分分析，得出可用5 個主成分代表14 個品質指標評價櫻桃番茄綜合品質的結論；劉思恬等[12]對比了15 個番茄品種的可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白、VC 以及礦質元素、氨基酸、酚類化合物含量等營養品質相關指標，分析了普通番茄、口感番茄和櫻桃番茄在果實營養品質方面的差異；王仁杰等[13]對10 個番茄品種的感官評價和營養成分進行了相關性分析，得出感官評分與可溶性固形物、可溶性糖、果糖、維生素和蛋白質含量有顯著的正相關關系。沈彥輝等[14]采用主成分分析法和聚類分析法，對不同品種口感番茄生長指標、果實農藝性狀、品質和產量等指標進行了評價；陳妹姑等[15]對11 份榴蓮品種的10 個外觀品質、5 個營養品質和8 個礦物品質指標進行比較，得出評價榴蓮綜合品質的關鍵性指標, 為榴蓮品種的品質篩選及鑒定提供參考依據。近年來，運用SPSS 統計學軟件對多種作物的相關指標進行相關性分析、主成分分析、聚類分析的報道多見，這些多元統計分析方法已經成為綜合分析常用方法[16-18]。

表1 櫻桃番茄品種營養成分含量Table 1 Nutrient content of cherry tomato varieties

目前，在番茄上還沒有可以借鑒參考的相關評價標準。為了使番茄品質的評價結果更加科學、準確，從而幫助番茄種植者把握市場需求，對擬引進番茄品種進行品質評價，快速篩選出消費者喜愛、感官風味優良的鮮食番茄并加以推廣，本試驗采用多元統計分析方法對不同番茄品種的營養成分和感官品質評價指標的關系進行分析，并建立番茄感官品質評價模型，以期為番茄產業轉型升級、高質量發展提供借鑒與參考。

1 材料和方法

1.1 材料

櫻桃番茄品種10 個：千禧、鳳珠、蜜株3 號、航粉櫻6 號、釜山88、金貝貝、航黃櫻1 號、紫彩霞番茄、航彩櫻1 號、獼猴桃番茄；大番茄品種9 個：普羅旺斯、安特萊斯、優柿三號、阿加莎505、田蜜199、航粉高糖、香妃9 號、蜜魯蜜粉、秀太郎。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

供試品種于2022 年1 月4 日穴盤播種育苗，2 月11 日定植，溫室高壟栽培，株行距0.20 m×1.45 m，保苗33 000 株/hm2。栽培管理采用水肥一體化、膜下滴灌，氣象條件、田間管理、土壤條件均一致，保證番茄果實品質差異只源于不同品種。5 月下旬進入成熟期，6 月9 日隨機摘取成熟度一致的10 個番茄果實作為樣本，送中國農業科學院草原研究所分析測試中心進行果實營養成分測定。

1.2.2 營養成分測定

可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，VC 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，番茄紅素含量采用GB/T 14215—2008《番茄紅素的測定方法》中的方法測定，可溶性固形物含量采用手持折光儀測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定。

1.2.3 感官品質評價

具體分析過程及結果見參考文獻［19］。

1.2.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2019 軟件進行數據處理，并使用IBM SPSS Statistics 28.0 統計學軟件進行相關性分析、主成分分析、多元線性回歸分析。

2 結果與分析

2.1 不同番茄品種營養成分分析

由表1、表2 可知，除水分外，櫻桃番茄品種中各種營養成分含量均高于大番茄品種。由于櫻桃番茄品種獼猴桃番茄、金貝貝、航黃櫻1 號幾乎不含有番茄紅素，因此番茄紅素含量平均值為26.50 mg/kg，低于大番茄品種的39.38 mg/kg。櫻桃番茄品種的VC 含量平均值為30.77 mg/100 g，大番茄品種的為18.14 mg/100 g，櫻桃番茄是大番茄的近2 倍。

表2 大番茄品種營養成分含量Table 2 Nutrient content of large tomato varieties

2.2 相關性分析

用IBM SPSS Statistics 28.0 統計學軟件對番茄品種的8 種營養成分含量和5 種感官評價指標[19]進行相關性分析。由表3 可知，在所有番茄品種中與得分相關程度最高的為可溶性固形物，相關系數為0.413，其他指標依次為鐵（-0.373）、可溶性糖（0.327）、水分（-0.320）、番茄紅素（-0.290）、可滴定酸（0.162）、VC（-0.077）和鋅（-0.057）；與投票相關程度最高的為可溶性固形物，相關系數為0.479，其他指標依次為水分（-0.417）、可溶性糖（0.384）、番茄紅素（-0.307）、鐵（-0.267）、可滴定酸（0.173）、VC（0.110）和鋅（-0.007）；與滋味口感相關系數大于0.300 的為可溶性固形物（0.458）、可溶性糖（0.401）、鐵（-0.384）、水分（-0.378）、番茄紅素（-0.304）；與果肉細膩度相關系數大于0.300 的為鐵（-0.353）；與汁水豐沛度相關系數大于0.300 的為可溶性固形物（0.445）、可溶性糖（0.408）、番茄紅素（-0.348）、水分（-0.347）；與香氣濃郁程度相關系數大于0.300 的為可溶性固形物（0.499*）、水分（-0.407）、可滴定酸（0.334）、可溶性糖（0.328）、番茄紅素（-0.324）?？梢钥闯?，可溶性固形物與滋味口感、香氣濃郁程度、汁水豐沛度相關系數均最高，分別為0.458、0.499、0.445。

表3 19 種番茄營養成分與感官評價結果相關性分析Table 3 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 19 tomato species

由表4 可知，在櫻桃番茄品種中與得分相關程度最高的為番茄紅素，相關系數為-0.537，其他指標依次為可溶性固形物（0.477）、水分（-0.340）、鐵（-0.311）、VC（0.270）、可滴定酸（-0.107）、可溶性糖（0.050）、鋅（0.014）；與投票相關程度最高的為可溶性固形物，相關系數為0.478，其他指標依次為番茄紅素（-0.355）、鐵（-0.226）、水分（-0.215）、VC（0.148）、鋅（-0.116）、可滴定酸（-0.111）、可溶性糖（0.001）；與滋味口感相關系數大于0.300 的為可溶性固形物（0.497）、番茄紅素（-0.454）、鐵（-0.392）、水分（-0.368）、VC（0.327）；與果肉細膩度相關系數大于0.300 的為番茄紅素（-0.721）、可滴定酸（-0.315）；與汁水豐沛度相關系數大于0.300 的為番茄紅素（-0.636）、可溶性固形物（0.508）、水分（-0.359）、VC（0.358）；與香氣濃郁程度相關系數大于0.300 的為可溶性固形物（0.564）、水分（-0.535）、VC（0.467）、番茄紅素（-0.424）、鐵（-0.309）?？梢钥闯?，可溶性固形物與香氣濃郁程度、滋味口感、汁水豐沛度相關系數均為最高，分別為0.564、0.497、0.508。

表4 10 種櫻桃番茄營養成分與感官評價結果相關性分析Table 4 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 10 cherry tomato varieties

由表5 可知，在大番茄品種中與得分相關程度最高的為可溶性糖，相關系數為0.767，其他指標依次為可溶性固形物（0.611）、水分（-0.579）、可滴定酸（0.432）、鐵（-0.353）、VC（0.302）、番茄紅素（-0.219）、鋅（0.088）；與投票相關程度最高的為可溶性糖，相關系數為0.855，其他指標依次為水分（-0.601）、可溶性固形物（0.556）、可滴定酸（0.338）、鐵（-0.324）、VC（0.312）、番茄紅素（-0.281）、鋅（0.132）；與滋味口感相關系數大于0.300 的為可溶性糖（0.862）、可溶性固形物（0.624）、水分（-0.606）、可滴定酸（0.482）、VC（0.368）、鐵（-0.316）、番茄紅素（-0.303）；與果肉細膩度相關系數大于0.300 的為鐵（-0.683）、水分（-0.487）、可溶性糖（0.422）、番茄紅素（0.374）、可溶性固形物（0.359）；與汁水豐沛度相關系數大于0.300 的為可溶性糖（0.815）、可溶性固形物（0.671）、水分（-0.641）、可滴定酸（0.450）、VC（0.397）；與香氣濃郁程度相關系數大于0.300 的為可溶性糖（0.828）、可溶性固形物（0.691）、水分（-0.625）、可滴定酸（0.539）、番茄紅素（-0.498）、VC（0.467）?？梢钥闯?，與滋味口感、汁水豐沛度、香氣濃郁程度相關程度最高的為可溶性糖，相關系數分別為0.862、0.815、0.828，其次為可溶性固形物，相關系數分別為0.624、0.671、0.691；可溶性固形物與可溶性糖呈顯著正相關，相關系數為0.695。

表5 9 種大番茄營養成分與感官評價結果相關性分析Table 5 Correlation analysis between nutrients and sensory evaluation results of 9 large tomato varieties

由表3、表4、表5 可知，可溶性固形物與VC 呈極顯著正相關，相關系數分別為0.582、0.830、0.881；與可滴定酸呈顯著或極顯著正相關，相關系數分別為0.824、0.636、0.861。水分與汁水豐沛度、得分和投票均呈負相關。鐵、番茄紅素和感官品質存在一定的相關性，櫻桃番茄的番茄紅素與果肉細膩度、汁水豐沛度均呈顯著負相關，相關系數分別為-0.721、-0.636；大番茄的鐵與果肉細膩度呈顯著負相關，相關系數為-0.683；鐵與番茄紅素均呈負相關，相關系數分別為-0.683、-0.551、-0.665。鋅與感官品質相關程度低。投票和得分相關系數分別為0.819、0.801、0.917，并且由表3 可知，得分與5 個感官評價指標也呈顯著或極顯著正相關，進一步驗證了感官品質評價指標和分值設置相對合理。

2.3 主成分分析

相關分析結果（選取相關系數大于0.300 的因子），以特征值大于1、累計方差貢獻率大于74.939%為標準，對11 個相關指標進行了主成分分析。檢驗結果KMO 值為0.611，大于0.600，顯著性P值小于0.001，說明適合進行探索性因子分析。由表6 可知，特征值大于1 的主成分有3 個，其主成分累計方差貢獻率達74.939%，代表了番茄74.939%的感官品質信息，因此可以用這3 個主成分代表11 個指標評價鮮食番茄感官品質。旋轉后的成分矩陣見表7，第1 因子反映數據信息量的36.330%，包括滋味口感、汁水豐沛度、香氣濃郁程度、果肉細膩度、色澤與果型，均為感官評價因子；第2 因子貢獻率23.032%，主要為可溶性固形物、可滴定酸、VC、可溶性糖，均與番茄風味密切相關，是決定番茄風味口感的主要營養成分因子；第3 因子貢獻率為15.577%，主要是鐵和番茄紅素。

表6 3 個主成分因子總方差解釋Table 6 Total variance explanation for the three principal components

表7 旋轉后的成分矩陣和成分得分系數矩陣Table 7 Component matrix after rotation and component score coefficient matrix

2.4 多元線性回歸分析

結合相關分析和主成分因子分析結果，以感官評價綜合得分作為因變量，可溶性固形物、VC、可滴定酸、可溶性糖、鐵、番茄紅素為自變量（預測變量），進行多元線性回歸分析，可溶性糖P＞0.05，且可溶性糖與可溶性固形物相關程度很高，所以可減少一個指標，使用多元線性回歸分析對假設模型進行檢驗。檢驗結果顯示（表8），德賓-沃森值為2.015，接近2，通過檢驗；P＜0.001，通過檢驗；VIF 值均小于5，不存在共線性問題，模型通過了檢驗。模型公式為：番茄感官品質推測得分=93.039-0.304×VC 含量-0.179×番茄紅素含量-0.621×鐵含量+2.314×可溶性固形物含量-1.585×可滴定酸含量。根據模型計算19 個番茄品種得分并進行排名（表9），排名結果與感官評價結果[19]基本一致。這種簡化后的方法操作簡單、快速，不需要開展問卷調查，這個模型為快速簡便地進行番茄感官品質評價提供了更多參考。

表8 多元線性回歸分析匯總Table 8 Summary of multiple linear regression analysis

表9 兩組番茄品種相關營養成分得分及排名Table 9 Scores and rankings of related nutrients of tomato varieties in the two groups

3 結論與討論

對19個番茄品種的8 種營養成分與5 種感官品質評價指標進行相關分析，8 種營養成分中除鋅以外的7 種營養成分均與感官品質指標有關。大番茄和櫻桃番茄中的可溶性固形物與得分、投票、滋味口感、香氣濃郁程度等相關系數均大于0.400，相關性穩定而突出。大番茄的可溶性糖與得分、投票、滋味口感、香氣濃郁程度均呈顯著或極顯著正相關，櫻桃番茄則相關性不明顯。大番茄和櫻桃番茄中的可溶性固形物與VC、可滴定酸均呈顯著正相關，大番茄中的可溶性固形物與可溶性糖呈顯著正相關。水分含量并不能說明汁水豐沛度這種口感，水分高反而會降低番茄整體風味口感，這與廉曉娟等[20]、劉宇曦等[21]、馮騰騰等[22]的研究結果一致。建議種植番茄者在番茄果實成熟后期，可采取水分虧缺措施，能夠顯著提高可溶性固形物、可滴定酸和VC 的含量[23]。市場上口感品質好的番茄價格是普通番茄的3～4倍，在產量增加不到3～4 倍的前提下，提升番茄感官品質，銷售額和效益可能會更好，因此不能盲目灌水追求產量。對番茄11 個品質評價指標進行主成分分析，提取出代表番茄75%品質信息的3 個主成分因子；第3 個因子鐵和番茄紅素的報道較為少見，在今后研究中需進一步開展相關驗證。通過線性回歸分析結果得出一個僅通過營養成分推斷番茄感官品質的簡易模型，該模型在無法開展感官品質評價的情況下，為快速簡便進行番茄品質測定提供了更多可能。