纽荷尔脐橙主产区果实品质特征与产地识别研究

【摘要】纽荷尔脐橙因其品质优良、果形美观、色泽鲜艳等特点,成为我国主要鲜食柑橘品种,在柑橘主产地均有大面积经济栽培。由于荷尔脐橙主产区的气候、土壤等环境因素迥异,使不同产地纽荷尔脐橙果实品质不尽相同,因而其市场效应具有较大差异。但目前,有关一个柑橘品种在如此多产区分布条件下的果实品质特征与影响因素等尚无系统研究,而科学、高效的产地识别技术也鲜见报道。本文以采自于我国17个产地的纽荷尔脐橙为试材,系统研究不同产地果实的多项外观内质参数及品质特征,探索果实品质近红外光谱信息采集方法及其产地识别是可能性,并建立产地识别模型。本试验结果如下：1.不同产地纽荷尔脐橙单果重、果形指数和可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、维生素C(VC)含量,以及果皮、果肉中的矿质元素、糖酸组分、部分氨基酸组分含量等质量因子具有显著的地理差异性；气象因子对果形指数与单果重没有显著影响,TSS与年平均温、年降雨量和日照时数等呈极显著正相关,TA与VC分别与年均温和日照时数等显著正相关。2.对纽荷尔脐橙果实中糖类主要组分(果糖、葡萄糖、蔗糖)的分析结果显示,果皮组织中的糖类组分含量不及果肉丰富；蔗糖是果肉中含量最多的碳水化合物,其次是葡萄糖和果糖,果皮中则以果糖和葡萄糖含量较多。四种有机酸组分(草酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸)含量随地理位置的不同表现出显著差异,柠檬酸是果皮、果肉中最主要的酸组分,其它酸组分均微量分布于果实中：柠檬酸在果皮、果肉中的含量相近,其它酸组分在果皮中的含量显著低于果肉中的含量。各气象因子对果实糖组分没有显著影响,降水量是影响有机酸的主要因子,但其影响程度未达到显著水平。3.纽荷尔脐橙果实富含氨基酸类物质,果皮中的氨基酸总量多于果肉。除Arg、Asp、Gln、Cys和Lys外,其余的氨基酸组分在果皮中的含量显著高于果肉中的含量。Thr、Se、Gln、Gly、Cys、Val、Lie、Leu、Tyr、Phe和His含量在果皮和果肉中相对稳定,其它氨基酸组分则呈现显著的地理差异。降水量是影响氨基酸组分最重要的气象因子,其次是日照时数。4.纽荷尔脐橙果皮、果肉中的矿质元素含量以钾最为丰富,其次是磷、钙、镁。大部分矿质元素在果皮、果肉中的含量相近,但果皮中钙、镁、锰的含量高于果肉。来自雷波的果实富含钾元素,来自桂林的果实富含硒元素,来自北碚的果实富含锌元素,来自奉节的果实富含铁元素。降水量与年均温是影响果实中矿质元素的主要气象因素,但影响程度不显著。5.利用主成分分析法对近红外光谱数据进行处理,优选出果实特征信息丰富的果汁反射光谱作为信息源,分别建立和比较人工神经网络、支持向量机以及遗传算法-支持向量机等三种产地识别模型。结果显示：(1)以输入神经元数为11、隐藏神经元数量为13时,三层人工神经网络(ANN,ArtificialNeuralNetwork)模型对脐橙果实产地识别的最佳精度为81.45%;(2)采用一对一扩展的方式建立支持向量机(SVM,SupportVectorMachine)识别模型,当核函数为径向基函数,主成分数量为20时,产地识别精度达86.98%;(3)当种群数量为200、遗传代数为100、交叉概率0.7、突变概率0.01时,遗传算法-支持向量机产地识别模型的识别精度达到89.72%。(4)分别以果面(果实腰部及上肩部)反射光谱信息作为输入数据,采用遗传算法-支持向量机模型进行识别处理,获得的果面(果实腰部及上肩部)最佳产地识别精度分别为80%和69%。表明纽荷尔脐橙的近红外光谱信息可有效应用于产地快速识别,并以遗传算法-支持向量机模型作为最优产地识别模型；果汁反射光谱为最佳识别信息,但对于非破坏性无损产地识别则以果实腰部反射光谱的识别精度较高。
【作者】廖秋红；
【导师】钱春；邓烈；
【作者基本信息】西南大学，果树学，2014，硕士
【关键词】纽荷尔脐橙；地理环境；品质指标；近红外光谱；产地识别；

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