论文导读:：研究了陕西陕西地区红富士苹果品质差异及其相关性大小，并探讨了基于BP神经网络系统通过单果重和色度值对果实的内在指标进行预测的可行性。结果表明：红富士苹果品质变异系数从小到大依次为亮度（6.2027）、硬度（11.1427）、黄色度（16.0334）、可溶性固形物（17.2885）、可滴定酸（19.7055）、单果重（31.7217）和红色度（49.9306）。果实的单果重与硬度之间呈极显著的负相关；果皮的红色度与可溶性固形物、单果重呈极显著的正相关，但与亮度、黄色度呈极显著的负相关；果实的可溶性固形物与可滴定酸之间呈极显著的正相关。其中果皮红色度与果皮亮度之间的相关系数绝对值最大为（-0.82063）。用单果重和色度值预测果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸的误差分别为5.6%1、8.13%、12.56%富士苹果的果皮红色度可作为了解富士苹果品质的重要指标。富士苹果的品质差异可作为分级贮藏的重要依据。
论文关键词：富士苹果，品质，差异性，相关性
苹果品质包括外观品质和内在品质。外观品质主要包括果实的大小，色泽等；内在品质包括可溶性固形物、总糖、可滴定酸等，这些成分的含量及比例很大程度上决定了果实品质的优劣。果皮的色泽作为衡量果实品质最重要的指标之一，一直都是生产者和消费者关注的焦点[1]。CIELAB表色系统，亦称L*a*b*表色系，L*表示明度，a*表示由红到绿的色度差异性，b*表示由黄到蓝的色度，属于国际照明委员会1976年制定的均匀色立体表示系统，以色度学为基础建立。色度学在我国在农业科学领域特别是在果树上的应用极少。在苹果上,色泽也是一项重要品质指标，更是决定果实商品价值的重要因素[2]。另外根据果皮颜色可以推测果实的成熟度、可溶性固形物含量、病虫害情况等，被广泛的应用于果品的自动化检测中。我国对果皮颜色的研究一般只局限于着色面积或花青素苷多少上。人们对富士苹果的品质指标研究很多，但对色度和其他品质的差异性以及各品质的内在相关性，特别是果皮的色泽与品质的相关性的报道较少龙源期刊。本实验通过对富士苹果主要品质指标的差异性与相关性分析，并探讨了基于BP神经网络系统通过单果重和色度值对果实的内在指标进行预测的可行性，以了解陕西地区富士苹果的主要品质状况和差异，以及色度和其他品质指标间的相关性大小，为利用色度对富士苹果进行无损检测，特别是分极贮藏打下理论基础。
1材料与方法
1.1材料与处理
供试材料为采自陕西乾县、八年树龄、树势较好的富士苹果(‘Fuji’)。随机抽取三株长势一致且长势较好三棵果树，全部采摘，共721个果实，即721个样本。当天运回实验室差异性，第二天随即测定相关指标。
1.2测定的项目及方法
1.2.1果皮色度：用日本产CR-400型色差计测定。果皮色度是在果皮的不同部位直接用事先经过校对的色差计测量L*,a*,b*值，每个苹果测定五次取平均值。其中，L*值表示颜色的亮度（L*=100为白色;L*=0为黑色）；a*正值表示红色度,a*负值表示绿色程度；b*正值表示黄色度,b*负值表示蓝色程度[3]。测量时的室温为20℃，光斑直径为8mm，用白色标准瓷砖行校准。取5次测量值的平均值。
1.2.2果实单果重:采用YP50001型电子天平称量。1.2.3果实内在品质的测定：果实硬度采用FT327型硬度计测定；可滴定酸用韩国产GMK-835F
水果酸度计测，每个果实阴阳面各测一次取平均值。可溶性固形物用日本产PAL-1便携式折糖仪.
1.3数据处理：数据用excel统计并用SAS进行相关性和处理
2结果及分析
2.1富士苹果品质差异情况
 
图1 富士苹果单果重差异分布图2富士苹果硬度差异分布
Fig.1The differentdistribution of ‘Fuji’ Fig.2The different distribution of ‘Fuji’
apple in single-fruit weightapple in firmness
图3富士苹果可溶性固形物差异分布
Fig.3The differentdistribution of ‘Fuji’
apple in soluble solid
图4富士苹果可滴定酸差异分布
Fig.4The different distribution of ‘Fuji’
apple in titratable acid
 
图5富士苹果亮度（L*值）差异分布 图6富士苹果红色度（a*值）差异分布
Fig.5The differentdistribution of ‘Fuji’ Fig.6The different distribution of ‘Fuji’
apple in ‘L*’apple in ‘a*’
 从上图可以看出，富士苹果单果重主要集中在100～250g之间。其中150～200g 的占了34%，100～150g占24%，200～250g占了21%。富士苹果的硬度主要集中在6.0～8.0kg/cm2之间。其中6.5～7.0 kg/cm2的占了26%，7.0～7.5 kg/cm2占了25%，6.0～6.5 kg/cm2的占了22%。苹果个体间的可溶性固形物个体间差异较大，其中10.0%～11.0%的占17%，11.0%～12.0%的占16%。12%～13%和13%～14%的各占14%。9.0%～10.0%的占11%。富士苹果的可滴定酸含量主要集中在0.30%～0.40%之间其中0.30%～0.35%的占了30%，0.35%～0.40%的占了27%龙源期刊。富士苹果的亮度主要集中在60～65之间占了49%其次55～60占了25%。富士苹果的a*主要集中在5～20之间。其中10～15的占了26%，5～10和15～20大各占23%。反映富士苹果果皮黄色度b*值主要集中在10～15之间差异性，占了大49%。其次20～25之间的占了43%。由趋势线得知陕西地区富士苹果各个指标的差异分布基本符合正态分布规律。其中a*值的分布最符合正态分布。
2.2富士苹果品质指标差异统计分析
表1 富士苹果果实品质指标统计分析
Table 1 The statistical analysis of quality index in ‘Fuji’ apple
|
项目
(items)
|
L*
|
a*
|
b*
|
单果重
single-fruit weight(g)
|
硬度
Firmness
(kg/cm2)
|
可溶性固形物
Soluble solid (%)
|
可滴定酸
Titratable acid (%)
|
|
含量范围(content range)
|
50.85-74.65
|
-7.53-32.6
|
1-35.55
|
83.2-444.4
|
5.07-12.62
|
7.5-19.0
|
0.21-0.76
|
|
±S
|
62.0031±3.8459
|
13.2381±6.6099
|
20.3014±3.2550
|
194.3365±61.6468
|
6.9329±0.7725
|
12.2938±2.1254
|
0.3708±0.0731
|
|
C.V. (%)
|
6.2027
|
49.9306
|
16.0334
|
31.7217
|
11.1427
|
17.2885
|
19.7055
|
注： ：平均值，S：标准差，C.V.：变异系数。
Note: :averages，S：standard deviation，C.V.:coefficientof variation.
从表一可以看出反映富士苹果色度指标的L*、a* 、b*的分布范围分别在50.85～74.65、-7.53～32.60和1.00～35.55之间，平均值分别为62.0031、13.2381、20.3014.从变异系数来看a*的变异系数最大、其次为b*，L*的变异系数最小，李秀菊[4]等认为果皮着红色程度取决于果皮中花青苷的积累量及分布状况。基因型的差异和外部环境条件也影响果皮花青苷的积累。由此可见富士苹果的果皮红色度受多种内在和外在因素影响，较不稳定。富士苹果的单果重硬度、可溶性固形物、可滴定酸的分布范围分别为83.2～444、45.07～12、627.5～19.00、21～0.76，平均值分别为194.3365、6.9329、12.2938、0.3708。从变异系数来看硬度的变异系数最小，为11.1427，其次为可溶性固形物、可滴定酸，单果重最大。说明单果重波动比较大，硬度波动最小。
2.3富士苹果品质之间的相关性统计分析
表2 富士苹果品质指标的相关矩阵
Table 2 The correlation matrix of quality index in ‘Fuji’ apple
|
|
W（g）
|
F(kg/cm2)
|
S(%)
|
L*
|
a*
|
b*
|
T(%)
|
|
W
（g）
|
1.00000
|
-0.42090
|
0.55166
|
-0.30502
|
0.48825
|
-0.25875
|
0.11822
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
0.0015
|
|
F
(kg/cm2)
|
-0.42090
|
1.00000
|
-0.23656
|
0.25659
|
-0.29645
|
0.18164
|
-0.07131
|
|
<.0001
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
0.0556
|
|
S
(%)
|
0.55166
|
-0.23656
|
1.00000
|
-0.39052
|
0.56529
|
-0.14412
|
0.46125
|
|
<.0001
|
<.0001
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
|
L*
|
-0.30502
|
0.25659
|
-0.39052
|
1.00000
|
-0.82063
|
0.50119
|
0.02895
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
|
<.0001
|
<.0001
|
0.4376
|
|
a*
|
0.48825
|
-0.29645
|
0.56529
|
-0.82063
|
1.00000
|
-0.62878
|
0.22708
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
|
<.0001
|
<.0001
|
|
b*
|
-0.25875
|
0.18164
|
-0.14412
|
0.50119
|
-0.62878
|
1.00000
|
-0.04726
|
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
<.0001
|
|
0.2050
|
|
T
(%)
|
0.11822
|
-0.07131
|
0.46125
|
0.02895
|
0.22708
|
-0.04726
|
1.00000
|
|
0.0015
|
0.0556
|
<.0001
|
0.4376
|
<.0001
|
0.2050
|
|
注： W：单果重，F：果实硬度；S ：可溶性固形物；L：果皮亮度；a：果皮红色度；b:-果皮黄色度；T：可滴定酸。表中数值为相关系数差异性，相关系数下为概率。
Note: W：single-fruit weight;S:soluble solid；L*：rind brightness, a*：rind redness; b*:yellowness;T:Titratable acid(%)。Values in thetable are means correlation coefficient，Values bellowed correlation coefficient are meansprobability。
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