基于主成分分析的30个辣椒品种果实品质综合评价

DOI：10.16861/j.cnki.zggc.202423.0694

摘    要：探明不同来源、不同果型辣椒品种的营养品质差异，为辣椒品质育种及种植推广提供理论依据。以朝天椒、线椒和圆珠椒3种不同果实类型和不同来源的30个辣椒品种为研究对象，测定氨基酸、还原糖、粗脂肪、粗纤维、辣椒素类物质含量等8项果实品质指标，采用主成分分析进行综合评价。结果表明，朝天椒类果实粗脂肪、粗纤维及辣椒素类物质含量高，线椒类果实辣椒红素含量高，圆珠椒类果实含水量、氨基酸、还原糖含量高；不同品种间果实品质存在明显差异，8项品质指标的变异系数范围为12.32%～54.08%。相关性分析结果表明，8个品质指标间辣椒素含量与二氢辣椒素含量相关系数最高，为0.92，呈极显著正相关；根据主成分分析评价得出品质排名前10的辣椒品种分别为黔辣5号、辣研101、绥阳朝天椒、川椒112、艳椒425、黔辣8号、骄阳6号、遵义朝天椒、黔辣3号、兴蔬单生朝天椒。综合30个辣椒品种果实品质评价结果，线椒中黔辣5号和朝天椒中辣研101可作为高品质辣椒品种进行推广种植，辣椒素、二氢辣椒素、还原糖及氨基酸含量可作为辣椒果实品质的主要评价指标。

关键词：辣椒；营养品质；主成分分析；综合评价

中图分类号：S641.3              文献标志码：A                  文章编号：1673-2871（2024）04-046-10

Comprehensive evaluation of fruit quality of 30 pepper varieties based on principal component analysis

WANG Nanyi， FU Wenting， ZHOU Peng， YANG Ya， WU Di， FAN Gaoling， HE Jianwen

（Institute of Guizhou Pepper Research， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang 550006， Guizhou， China）

Abstract： The purpose of this study was to investigate the nutritional quality differences of pepper varieties from different sources and fruit types， and to provide theoretical basis for pepper quality breeding and planting promotion. Thirty pepper varieties of 3 different fruit types ， including pod pepper， line pepper and ball pepper， and different sources were selected as the research objects. Eight fruit quality indexes， including amino acid， reducing sugar， crude fat， crude fiber and capsaicin contents， were determined by principal component analysis. The results showed that the  crude fat， crude fiber and capsaicin contents were high in the pod pepper ， the capsaicin content was high in the line pepper， and the water content， amino acid and reducing sugar contents were high in the ball pepper.There were large differences in fruit quality among different varieties， and the coefficient of variation of 8 quality indexes ranged from 12.32% to 55.87%. The correlation analysis results showed that the correlation coefficient between capsaicin content and dihydrocapsaicin content among the 8 quality indexes was the highest（0.92）， showing a very significant positive correlation. According to PCA analysis and evaluation， the top 10 pepper varieties ranked in quality were Qianla No. 5， Layan 101， Suiyang pod Pepper， Sichuan Pepper 112， Yan Pepper 425， Qianla No. 8， Jiaoyang No. 6， Zunyi pod pepper， Qianla No. 3 and Xingshu single pod pepper. Based on the fruit quality evaluation results of 30 varieties of pepper， Qianla No. 5 of line pepper and Layan 101 of pod pepper can be used as high-quality variety for promotion and planting， and the contents of capsaicin， dihydrocapsaicin， reducing sugar and amino acid can be used as the main indexes for evaluating the fruit quality of pepper.

Key words： Pepper; Nutritional quality; Principal component analysis; Comprehensive evaluation

收稿日期：2023-11-01；修回日期：2023-12-29

基金项目：贵州省科技支撑重点项目（黔科支撑合【2022】重点016号）

作者简介：王楠艺，男，助理研究员，主要从事辣椒种质资源遗传改良与创新研究。E-mail：1310387702@qq.com

通信作者：何建文，男，研究员，主要从事辣椒种质资源遗传改良与创新研究。E-mail：hejianwen1022@126.com

辣椒（Capsicum annuum L.）为茄科辣椒属一年或多年生浅根系植物，起源于南美洲，经中美洲、欧洲、非洲传到亚洲[1]，是全球最重要的经济作物之一[2]。辣椒果实富含辣椒素类物质、维生素C、脂肪、酚类化合物等多种重要的营养成分[3-5]。辣椒在我国广泛种植，是我国播种面积和经济产值最大的蔬菜作物之一，其种植面积约为全国蔬菜总种植面积的10%[6-7]。随着生活水平的不断提高，辣椒市场上的需求已不仅局限于提高产量，而更注重于高品质，因此，筛选适宜当地市场需求的高品质辣椒品种是当前辣椒品质育种的重要目标之一。

辣椒产业作为贵州省优势特色产业，资源丰富，其中隐藏着不少高品质辣椒品种，如何通过研究辣椒果实品质来挖掘出隐藏的高品质辣椒品种是研究的重点。目前对辣椒品质评价分析研究表明，不同辣椒资源品质存在差异。蓬桂华等[8]按平均隶属度大小，将93份贵州地方辣椒资源分为高品质型、中品质型、一般品质型及特殊品质型四大类型；巩雪峰等[9]利用隶属函数值分析法，将109份辣椒种质资源按4项果实品质指标的平均隶属值大小，筛选出品质排名前10的辣椒种质资源。也有研究表明不同类型的辣椒营养品质成分存在差异，仲辉等[10]对不同类型干制辣椒的研究表明，不同辣椒种类果实辣度存在差异，朝天椒＞线椒＞羊角椒；杨创创等[11]利用GC-MS结合HPLC测定绥阳子弹头干椒的相关品质指标，结果表明主要呈香物质是香橙烯和柠檬烯，同时辣椒素类物质含量高。目前对辣椒品质综合评价的研究也多集中于农艺性状及产量方面，而利用因子分析法来综合评价辣椒品质并筛选出高品质辣椒品种的研究较少，同时缺乏适宜贵州当地种植的高品质辣椒品种。因此，笔者对不同果实类型、不同来源的30个辣椒品种进行果实品质测定，利用相关性分析法结合主成分分析法进行品质综合评价，旨在筛选出口感好、品质高、符合消费市场需求的辣椒品种，为辣椒品质育种与辣椒加工企业品种选择提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验共选取贵州省农业科学院辣椒研究所自育品种、贵州省地方辣椒品种、贵州省遵义市农业科学院自育品种以及省外主推辣椒品种4种不同来源，朝天椒、线椒、圆珠椒3种不同果形的30个不同辣椒品种作为参试品种（表1）。

1.2 田间管理

试验于2022年3—8月在贵州省黔东南州麻江县进行，土壤肥力中等，年平均温度16 ℃，年降水量1200 mm。3月12日采用72孔穴盘播种育苗，5月17日进行大田定植，田间定植采用随机区组排列，起垄栽培，每垄双行定植，每穴定植1株，株行距45 cm×60 cm，小区面积为26.5 m2，每品种定植30株，设置3次重复，田间管理按照麻江当地进行。8月18日每个品种选取长势一致的植株10株，采集同一部位、大小一致、无病虫害、无损伤的辣椒鲜果，随机分为3组，采后立即运回贵州省农业科学院辣椒研究所实验室进行水分及相关理化品质指标测定，样品贮藏于-80 ℃超低温冰箱中待测。

1.3 试验方法

1.3.1 辣椒果实含水量测定 试验选取10个大小一致、无病虫害的辣椒鲜果，采摘下来立刻称量，记录下鲜果质量，返回实验室放至烘箱85 ℃烘干至恒质量，使用BSA224S-CW型电子天平称量干果质量（精度0.001 g），将鲜果质量减去干果质量所得质量除以鲜果质量即为单个辣椒果实的含水量，单位为%，指标测定3次重复[12]。

1.3.2 辣椒果实辣椒素类物质含量测定 采取大小一致、无病虫害的辣椒鲜果，放至烘箱85 ℃烘干至恒质量，去掉果柄后使用BJ800粉碎机将辣椒干果粉碎后过60目筛，避光保存于干燥器内，用于辣椒素类物质含量的测定。参照GB/T40348－2021《植物源产品中辣椒素类物质的测定  液相色谱-质谱/质谱法》[13]、NY/T1381－2007《辣椒素的测定  高效液相色谱法》[14]，利用高效液相色谱法对辣椒果实干样辣椒素、辣椒红素及二氢辣椒素含量进行测定，各指标测定3次重复。

1.3.3 辣椒果实还原糖、粗纤维、粗脂肪和氨基酸含量的测定 采用蒽酮比色法测定还原糖含量[15]，参照GB/T5009.10－2003《植物类食品中粗纤维的测定》中滤袋法测定粗纤维含量[16]，采用索氏抽提法测定粗脂肪含量[17]，采用茚三酮显色法测定氨基酸含量[18]，各指标测定3次重复。

1.3.4 辣椒果实品质综合评价 以主成分的方差贡献率为权重，对各指标在各主成分中系数的加权平均进行归一化处理，利用主成分分析方法计算各个主成分的得分[19]。

1.4 数据处理与分析

利用Excel 2010进行数据整理；利用SPSS26.0进行差异显著性分析和相关性分析；利用Graphpad Prism 9.0作图。

2 结果与分析

2.1 不同辣椒品种品质比较

对麻江种植的30个辣椒品种8项品质指标进行测定分析，结果表明不同辣椒品种果实品质存在较大差异（表2）。30个辣椒品种中果实含水量为34.22%～76.45%，平均含水量为58.65%，其中辣研12果实含水量最高，显著高于其他品种；黔辣5号果实含水量最低，仅为34.22%；辣研12果实含水量为黔辣5号的2.23倍。辣椒红素含量为13.79～95.50 μg·g-1，平均含量为38.08 μg·g-1，其中黄平线椒辣椒红素含量最高，显著高于其他品种；黔辣5号辣椒红素含量最低，黄平线椒的辣椒红素含量为黔辣5号的6.93倍。果实还原糖含量为10.68～17.26 mg·g-1，平均含量为13.63 mg·g-1，其中虾子辣椒还原糖含量最高，除与牛场辣椒差异不显著外，均显著高于其他品种；黔辣1号果实还原糖含量最低。氨基酸含量（b）为33.91～59.13 μmol·g-1，平均含量为45.96 μmol·g-1，其中虾子辣椒氨基酸含量最高，除了与川椒112差异不显著外，均显著高于其他品种；黔辣1号果实氨基酸含量最低。粗脂肪含量为11.74%～19.26%，平均含量为14.59%，辣研3号果实粗脂肪含量最高，除了与遵义朝天椒、黔辣8号差异不显著外，均显著高于其他品种；三樱椒8号果实粗脂肪含量最低。粗纤维含量为18.72%～29.49%，平均含量为24.39%，其中绥阳朝天椒果实粗纤维含量最高，显著高于其他品种；长辣7号果实粗纤维含量最低。辣椒素含量为0.11～5.79 g·kg-1，平均含量为2.67 g·kg-1，其中黔辣5号辣椒素含量最高，显著高于其他品种；大方皱椒辣椒素含量最低。二氢辣椒素含量为0.17～2.92 g·kg-1，平均含量为1.27 g·kg-1，其中黔辣5号二氢辣椒素含量最高，显著高于其他品种；黄平线椒二氢辣椒素含量最低。