梨已有数千年的文化历史[1]，中国梨的种植面积和产量均居世界首位[2]。秋月梨（Pyrus pyrifolia‘Akizuki’）属于蔷薇科（Rosaceae）梨属（Pyrus L.）的多年生果树[3]。秋月梨因果形美观和风味独特而深受广大消费者喜爱[4]，但不同产地秋月梨的果实品质呈现出显著差异，市场评价不一，制约了相关产业的发展。因此，系统分析不同产地秋月梨的果实品质特性，对优化栽培管理措施、提升果实综合品质具有重要意义。
当前，秋月梨在安徽省六安市金安区、安徽省宿州市砀山县、山东省烟台市莱阳市、河北省石家庄市赵县、湖北省宜昌市枝江市5个具有代表性的产地均有规模化种植，这些产地在地理位置、气温、降水方面存在明显区别。前人研究表明，不同的产地赋予梨果实独特的风味和口感特征[5]。尽管已有研究表明产地环境影响果实品质，但针对秋月梨这一特定品种，中国南北不同产地对其果实外观品质（单果质量、横径、纵径、果形指数）、内在品质[水分含量、石细胞、可溶性固形物（SSC）、总糖、总酸含量及糖酸比、固酸比]、营养物质（抗坏血酸、总多酚、总黄酮、糖醛酸）含量以及抗氧化活性等方面进行系统分析的研究尚显不足。鉴于此，笔者以上述5个典型产地的秋月梨果实为试验材料，全面测定并分析其关键品质指标和抗氧化活性，分析不同产地对果实品质的影响，旨在为各产区制定针对性的品质提升方案，也为挖掘地域特色品质优势提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 材料
本试验所采用秋月梨果实样品的种植地分别为安徽省六安市金安区（JA），年平均降水量1084 mm，年平均气温15.5 ℃；安徽省宿州市砀山县（DS），年平均降水量765.2 mm，年平均气温14.6 ℃；山东省烟台市莱阳市（LY），年平均降水量650 mm，年平均气温11.6 ℃；河北省石家庄市赵县（ZX），年平均降水量498 mm，年平均气温12.8 ℃；湖北省宜昌市枝江市（ZJ），年平均降水量1 141.8 mm，年平均气温16.5 ℃。供试样品秋月梨分别采自5个不同产地标准化管理的梨园，施肥种类与用量相同，灌溉方式为滴灌，水肥管理一致。果树株行距3 m×4 m，自由纺锤形整枝修剪。每个梨园随机选取5株树龄为8年且长势相同的秋月梨树作为采样株，在果实成熟期，于每株树冠中部的东西南北方向各随机摘取1个成熟的、品相均一、无病虫害的健康果实，共20个果实，3次生物学重复。果实采收后，立即置于保温冷藏箱中，于0～4 ℃条件下24 h内运送至实验室，对果实品质的相关指标进行测定。果实外观形态见图1。
图1 不同产地秋月梨果实外观形态及剖面图
Fig.1 Appearance and sectional view of different Akizuki pear fruits of different origins
1.2 测定方法
1.2.1 果实外观品质的测定 使用电子天平测定秋月梨果实的单果质量，精确至0.01 g；使用精度为0.05 mm的游标卡尺测量果实纵径、横径；果实纵径与横径的比值即为果形指数[6]。
1.2.2 果实内在品质的测定 秋月梨果实水分含量采用直接干燥法[7]测定，使用电热鼓风干燥箱（DHG-9070A，上海一恒科学仪器有限公司）105 ℃恒温干燥至恒质量；采用改良冷冻法[8]测定果实石细胞含量，-20 ℃反复冻融3次每次3 h、2000 r·min-1匀浆3 min、漂洗4次、65 ℃烘至恒质量；可溶性固形物（SSC）含量使用手持式折光仪（MK50，山东米莱科仪表有限公司）测定；采用蒽酮硫酸比色法[9]测定果实总糖含量，配制0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg·mL-1的葡萄糖标准品溶液梯度，显色温度95 ℃，加热10 min，采用紫外可见分光光度计（UV-5200，上海元析仪器有限公司）于620 nm波长测定吸光度，绘制总糖标准曲线，计算样品总糖含量；果实可滴定酸含量的测定利用氢氧化钠溶液滴定法[10]；固酸比为SSC含量与可滴定酸含量的比值[11]；糖酸比为可溶性总糖含量与可滴定酸含量的比值[12]。
1.2.3 果实营养物质含量的测定 采用间羟基联苯比色法[13]测定果实糖醛酸含量；使用2,6-二氯靛酚滴定法[14]测定果实抗坏血酸含量；果实中的总多酚含量使用福林酚（Folin-Ciocalteu）比色法[15]测定，以没食子酸为对照品，绘制总多酚标准曲线，计算样品中总多酚含量；果实中的总黄酮含量使用硝酸铝盐比色法[16]测定，以芦丁为对照品，绘制总黄酮标准曲线，计算样品中总黄酮含量。
1.2.4 UHPLC-ELSD测定葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇含量 参考曾少敏等[17]的方法略作调整，采用Agilent 1290 ⅡUHPLC超高效液相色谱仪、Agilent 1290 Infinity ⅡELSD蒸发光散射检测器测定。色谱柱：Atlantis HILIC Silica 5 μm（4.6 mm × 250 mm Column）；流动相：乙腈/水=85/15；时间设置：15 min；流速：1 mL·min-1；柱温：40 ℃；进样量：5 μL。ELSD检测器：蒸发器温度60 ℃；雾化器温度40 ℃。载气（高纯氮）流速：1.60 SLM。
使用十万分之一天平（Sartorius CPA225D）分别精确称取果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇标准品，根据上述色谱条件使用UHPLC-ELSD测定，记录峰面积，制作标准曲线方程。将样品的峰面积带入标准曲线进行定量，每个样品设3个重复。计算甜度值[18]，甜度值=蔗糖含量×1.00+果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.70+山梨醇含量×0.40。
1.2.5 酶活性的测定 使用北京索莱宝科技有限公司生产的酸性转化酶（AI）活性检测试剂盒（BC0506）和中性转化酶（NI）活性检测试剂盒（BC0570）对秋月梨果实进行酶活性测定。两种检测试剂盒的测定反应温度均为37 ℃，水浴30 min，在紫外可见分光光度计540 nm波长下测定，每个样品设3个重复。
1.2.6 抗氧化活性的测定 DPPH自由基清除能力测定，以抗坏血酸为阳性药，参考陶静等[19]的方法略有改动。称取样品1.0 g，加入80%乙醇溶液1.5 mL，于4 ℃下12 000 r·min-1离心10 min，取上清液，逐级稀释，配置0、2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、40.0 mg·mL-1不同浓度（ρ，后同）的样品溶液，使用酶标仪（En-Sight型多功能酶标仪，美国珀金埃尔默有限公司）测定其在517 nm处的吸光度，计算公式如下：
其中A0为空白组的吸光度，A1为各组样品的吸光度，A2为对照组吸光度。每个浓度梯度样品重复测定3次。
ABTS+自由基清除能力的测定，以抗坏血酸为阳性药，参考孙晓飞等[20]的方法，样品制备同上，测定其在734 nm处的吸光度，计算公式如下：
其中A0为空白组的吸光度，A1为各组样品的吸光度，A2为对照组吸光度。每个浓度梯度样品重复测定3次。
IC50值为达到50%自由基清除率时所需的样品浓度，使用Graphpad Prism 10.1.2软件，通过四参数逻辑斯蒂模型对样品浓度和自由基清除率数据进行非线性回归拟合，计算样品的IC50值，比较其抗氧化活性。
1.3 数据分析
采用Excel 2019软件整理数据，使用IBM SPSS Statistics 27.0软件进行数据处理、方差分析、各指标间相关性分析等，显著水平为P＜0.05，采用Origin-Pro 2024和Graphpad Prism 10.1.2软件作图。
2 结果与分析
2.1 不同产地对秋月梨果实外观品质的影响
由表1可知，不同产地的秋月梨果实外观品质存在一定差异。在单果质量方面，枝江产地最大（469.85 g），显著大于其他产地，砀山产地最小（332.80 g），金安、莱阳和赵县三地产量居中，且无显著差异。果实横径与纵径表现趋势相似，其中枝江产地的果实横径（98.98 mm）与纵径（85.57 mm）均最大，砀山产地横径、纵径最小，分别为88.40和71.75 mm，其余三地间无显著统计学差异。果形指数在各产地间保持相对稳定（0.81～0.87），未出现显著差异。单果质量的变异系数最大（15.11%），说明不同产地对秋月梨果实大小的影响最显著，这可能与枝江产地高温高湿（年平均气温16.5 ℃、降水量1 141.8 mm）利于果实细胞膨大有关，果形指数变异系数较小（5.95%），说明不同产地环境对果形的影响较小。
表1 不同产地对秋月梨果实外观品质的影响
Table 1 Effects of different origins on the external quality of Akizuki pear fruits
注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下同。
Note:Different small letters in the same column indicate significant difference(P＜0.05).The same below.
2.2 不同产地对秋月梨果实内在品质的影响
由表2可知，不同产地环境对秋月梨果实内在品质指标产生一定的影响。莱阳产地的果实水分含量（w，后同）最高（90.01%），金安产地最低（86.02%）且显著低于其他产地。枝江产地的石细胞含量最高（0.13%），莱阳产地最低（0.09%）。在糖酸组分方面，砀山产地的总糖含量最高（8.28%），金安产地的SSC含量最高（12.53%），而砀山、莱阳、赵县和枝江4个产地无显著差异。赵县产地的可滴定酸含量最高（0.48%），糖酸比（15.85）和固酸比（22.45）均低于其他产地。含水量的变异系数最小（2.00%），说明产地对其影响较小，不同果园的水肥管理一致是含水量差异较小的可能原因之一。以上结果表明，产地对秋月梨果实的内在品质均有不同程度的影响。
表2 不同产地对秋月梨果实内在品质的影响
Table 2 Effects of different origins on the internal quality of Akizuki pear fruits
2.3 不同产地对秋月梨果实营养物质含量的影响
如表3所示，在营养物质含量方面，抗坏血酸含量以金安（3.77 mg·100 g-1）和枝江（3.68 mg·100 g-1）较高，砀山最低（1.90 mg·100 g-1）。赵县产地的总多酚（0.46 mg·g-1）和总黄酮（0.09 mg·g-1）含量最高，且显著高于其他产地，而莱阳产地最低，分别为0.28、0.03 mg·g-1。砀山产地的糖醛酸含量显著最高（1.57 mg·g-1）。总黄酮含量的变异系数最大（40.00%），远超其他指标，表明黄酮等次生代谢产物是响应产地环境变化比较敏感的性状之一。
表3 不同产地对秋月梨果实营养物质含量的影响
Table 3 Effects of different origins on the nutrient content of Akizuki pear fruits
2.4 不同产地对秋月梨果实葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇含量的影响
如表4所示，产地的不同显著影响秋月梨果实糖类物质的含量。在单糖组分方面，果糖作为主要甜味物质，砀山产区的含量显著最高（47.90 mg·g-1）。山梨醇作为梨特征糖醇，金安产区的含量（47.04 mg·g-1）显著高于其他产区。蔗糖含量呈现明显梯度差异，以金安产地最高（8.76 mg·g-1），其次是莱阳产地（7.09 mg·g-1），其他产区无显著差异（5.13～5.35 mg·g-1）。葡萄糖含量在各产地间保持稳定（22.74～24.74 mg·g-1），无显著差异。甜度值方面，砀山（117.31 mg·g-1）与金安（116.01 mg·g-1）产地相近，明显高于其他产地。蔗糖（28.32%）与山梨醇含量（24.22%）的变异系数较高，表明其积累过程对产地条件最敏感，葡萄糖含量（8.76%）与甜度值（8.22%）的变异系数较低，表明其积累过程对产地条件较不敏感。
表4 不同产地对秋月梨果实葡萄糖、果糖、蔗糖、山梨醇含量的影响
Table 4 Effects of different origins on the content of glucose,fructose,sucrose,and sorbitol of Akizuki pear fruits（mg·g-1）
2.5 不同产地对秋月梨果实酶活性的影响
蔗糖转化酶根据最适pH分为酸性转化酶（AI）和中性转化酶（NI）两种类型，分别催化蔗糖不可逆地转化为果糖和葡萄糖，调节果实内糖类的积累，对秋月梨果实的甜度风味有重要影响。如图2所示，产地环境可以显著影响秋月梨果实蔗糖转化酶活性。AI活性呈现明显梯度差异，赵县产区显著最高（377.01 U·g-1），金安产地最低（305.94 U·g-1），其他产地由高到低依次为砀山（360.99 U·g-1）、枝江（340.44 U·g-1）、莱阳（325.85 U·g-1）。NI活性以砀山产地显著最高（476.09 U·g-1），莱阳产地最低（406.16 U·g-1），其他产地由高到低依次为赵县（436.64U·g-1）、枝江（423.60U·g-1）、金安（418.23U·g-1）。
图2 不同产地对秋月梨果实中酶活性的影响
Fig.2 Effects of different origins on enzyme activity in Akizuki pear fruits
同一类型不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。
Different small letters within the same kind indicate significant difference(P＜0.05).
2.6 不同产地对秋月梨果实抗氧化活性的影响
由图3可知，不同产地的秋月梨果实的抗氧化活性存在一定差异，两种自由基的趋势大体相同，随着样品浓度的增加自由基的清除率逐渐增高。通过非线性回归拟合计算样品的IC50值，DPPH自由基清除率中抗坏血酸IC50值为1.33 μg·mL-1，金安、砀山、莱阳、赵县、枝江的IC50值分别为8.50、7.49、9.29、5.65、8.08 mg·mL-1。ABTS+自由基清除率抗坏血酸IC50值为0.014 mg·mL-1，金安、砀山、莱阳、赵县、枝江的IC50值分别为13.36、12.54、14.75、8.73、9.72 mg·mL-1。以上IC50值结果表明，不同产地的梨果实抗氧化能力存在差异，赵县产地两种自由基清除率测定IC50值均最低，果实抗氧化活性最高。
图3 DPPH自由基清除率与ABTS+自由基清除率
Fig.3 DPPH radical inhibition rate and ABTS+scavenging rate
2.7 秋月梨果实品质指标的相关性分析
对秋月梨果实品质的22个指标进行相关性分析，由图4可知，单果质量与横径、纵径、抗坏血酸含量呈极显著正相关（P＜0.01），单果质量与横径、纵径相关，反映了果实大小的几何增长模式。含水量与SSC、蔗糖、山梨醇含量呈极显著负相关（P＜0.01），与固酸比、甜度值呈显著负相关（P＜0.05），表明水分对果实中干物质（主要为糖分）的积累产生了显著的“稀释效应”。SSC含量与总糖含量、糖酸比、固酸比、葡萄糖含量、蔗糖含量、甜度值呈极显著正相关（P＜0.01），与可滴定酸含量呈显著负相关（P＜0.05），总糖含量与葡萄糖含量、果糖含量、甜度值呈极显著正相关（P＜0.01），与糖酸比呈显著正相关（P＜0.05），以上这些指标共同构成和调控果实风味，因此具有显著相关性。葡萄糖含量与果糖含量呈显著正相关（P＜0.05），与甜度值呈极显著正相关（P＜0.01），果糖和葡萄糖均为甜度值组成的重要部分。蔗糖含量与AI活性呈极显著负相关（P＜0.01），与NI活性呈显著负相关（P＜0.05），蔗糖转化酶水解蔗糖为葡萄糖和果糖，为细胞生长提供底物，AI和NI活性高使蔗糖加速分解，从而导致其含量降低，因此呈负相关。由以上结果可知，秋月梨不同果实品质指标之间存在一定的相关性，但不同的指标之间可能存在信息重叠的现象，从而导致评价结果出现误差，因此需要进一步对秋月梨品质指标进行主成分分析，提高其综合评价的准确性。
图4 各指标的相关性分析
Fig.4 Correlation analysis of various indicators
*P＜0.05（显著相关）；**P＜0.01（极显著相关）。
*P＜0.05 indicates significant correlation;**P＜0.01 indicates extremely significant correlation.
2.8 主成分分析和不同产地果实品质的综合评价
对秋月梨果实品质的22个指标进行主成分分析，结果如表5所示。共提取出6个特征值大于1的主成分，这6个主成分的累计方差贡献率为90.796%，可以反映出所有指标数据的大部分信息。最大方差法旋转后的主成分载荷矩阵，其系数能更好地解释各指标。第1主成分的贡献率为31.555%，主要综合了总多酚含量、总黄酮含量、蔗糖含量、AI活性等信息，蔗糖含量在PC1的载荷系数为-0.658（负相关），AI活性为0.749（正相关），AI转化酶能够催化蔗糖分解，蔗糖含量与AI活性呈极显著负相关。第2主成分贡献率为24.060%，综合了总糖含量、葡萄糖含量、果糖含量、甜度值的信息，主要是对果实内糖类成分的描述，这些指标在相关性分析中均呈极显著正相关。第3主成分的贡献率为13.790%，主要综合了水分含量、SSC含量、山梨醇含量的信息，其中水分含量在PC3的载荷系数为-0.951，SSC含量为0.774，水分含量增加会稀释SSC含量，呈极显著负相关。第4主成分的贡献率为11.020%，主要综合了可滴定酸含量、糖酸比、固酸比的信息，主要是对果实风味品质指标的描述，可滴定酸含量在PC4的载荷系数为0.945，糖酸比为-0.924，固酸比为-0.861，可滴定酸含量与糖酸比、固酸比呈极显著负相关。第5主成分的贡献率为5.591%，主要综合了单果质量、横径、纵径的信息，主要是对果实外观大小的描述，单果质量在PC5的载荷系数为0.929，横径为0.913，纵径为0.791，这三项指标之间均呈极显著正相关。第6主成分的贡献率为4.752%，主要综合了果形指数。
表5 旋转后各指标的主成分载荷矩阵
Table 5 Rotated principal component loading matrix for measured indexes
使用PC1、PC2、PC3、PC4、PC5以及PC6分别定义6个主成分，根据各个主成分的贡献率，构建线性关系式F1、F2、F3、F4、F5和F6，反映不同产地影响下PC1、PC2、PC3、PC4、PC5以及PC6与秋月梨果实品质之间的关系。
F1=-0.058X1-0.085X2-0.044X3+0.023X4-0.002X5+0.120X6-0.096X7+0.006X8+0.095X9-0.070X10-0.102X11-0.173X12+0.300X13+0.278X14+0.342X15-0.032X16+0.133X17-0.250X18+0.011X19+0.060X20+0.310X21+0.284X22；
F2=-0.018X1+0.077X2-0.040X3-0.146X4-0.043X5-0.276X6+0.181X7+0.399X8-0.020X9 +0.118X10+0.064X11-0.132X12-0.047X13-0.052X14+0.088X15+0.299X16+0.378X17+0.038X18 +0.016X19+0.373X20+0.102X21-0.003X22；
F3=0.043X1-0.005X2-0.071X3-0.084X4-0.546X5+0.117X6+0.444X7+0.117X8-0.046X9 +0.068X10+0.213X11+0.157X12+0.148X13+0.084X14-0.012X15+0.150X16-0.080X17+0.309X18+0.544X19+0.214X20-0.067X21-0.156X22；
F4=-0.022X1+0.024X2+0.040X3+0.046X4+0.017X5+0.096X6-0.165X7-0.101X8+0.607X9-0.593X10-0.553X11+0.126X12+0.299X13+0.313X14+0.092X15-0.065X16-0.038X17-0.114X18-0.105X19-0.102X20+0.008X21+0.267X22；
F5=0.838X1+0.823X2+0.713X3+0.142X4-0.038X5+0.351X6+0.106X7+0.050X8+0.060X9-0.055X10-0.019X11+0.520X12-0.035X13-0.243X14-0.160X15+0.362X16-0.115X17-0.113X18+0.021X19-0.052X20-0.307X21-0.182X22；
F6=0.071X1-0.106X2+0.528X3+0.859X4+0.077X5-0.306X6-0.059X7-0.153X8-0.003X9-0.044X10-0.041X11+0.315X12+0.115X13+0.162X14-0.104X15-0.099X16-0.180X17-0.019X18-0.044X19-0.184X20-0.176X21+0.141X22。
综合得分是根据每个主成分的方差贡献率来计算权重，以此得到综合评价方程：
F=0.348F1+0.265F2+0.152F3+0.121F4+0.062F5+0.052F6。
进一步得到不同产地秋月梨果实品质的综合评价结果，如表6所示，砀山产地秋月梨的综合得分最高，其余产地由高到低依次为赵县、枝江、金安、莱阳。砀山产地的PC1得分最高（0.861），对应糖醛酸含量、AI活性较高；PC2得分最高（0.461），对应总糖含量、果糖含量、甜度值高，风味佳，二者共同贡献使其综合品质最优。
表6 秋月梨果实品质的综合评价
Table 6 Comprehensive evaluation of fruit quality in Akizuki pear
3 讨论
梨在中国大部分区域均有种植，因产地环境和气候的不同其果实品质存在差异[21]。本研究发现，不同产地秋月梨的果实品质呈明显差异。在果实外观品质方面，枝江地区（年均气温16.5 ℃、降水量1 141.8 mm）暖湿气候利于果实细胞的膨大[22]，所以单果质量较大；产地间果形指数的变异系数较小（5.95%）、稳定性强，因此可作为外观品质筛选的指标之一。从果实内在品质来看，金安产地的SSC含量最高，而砀山产地总糖含量最高，这很可能得益于两地相对较高的积温（年均温15.5 ℃和14.6 ℃），充足的热量条件促进了光合作用，为糖分的合成提供了充足的原料[23]。魏树伟等[24]研究表明，糖和酸可作为秋月梨品质的关键指标。赵县产地的果实具有高酸特性，构成了其独特的风味基础，这很可能是其温度相对较低（年均温12.8 ℃）抑制了果实呼吸作用，从而降低有机酸的消耗速率，使得更多的酸得以在果肉中保留。赵县产地的果实总多酚含量高，可能由于其降水较少（年均降水量498 mm）、光照充足，生物体内多酚物质的合成与光照条件相关[25]。在单糖组成方面，可溶性糖组分存在显著差异，与安景舒等[26]对不同产地梨果实的研究结果一致。果实中糖的积累与糖代谢酶密切相关[27]，蔗糖转化酶活性与蔗糖含量相关[28]。测定秋月梨果实中糖代谢酶的活性，对评价果实品质具有重要意义。本研究发现，AI、NI活性与葡萄糖、果糖含量呈显著正相关，与蔗糖含量呈显著负相关，其生理原因为蔗糖转化酶水解蔗糖为葡萄糖和果糖[29]，使蔗糖含量降低。所以赵县产区的AI活性显著最高，从而使其蔗糖含量相对较低（5.13 mg·g-1），赵县相对干冷（年均降水量498 mm，年均温12.8 ℃）的气候条件，对秋月梨形成“环境胁迫”，AI活性增强并将贮藏形态的蔗糖快速水解为可直接参与调节的葡萄糖和果糖，以维持细胞代谢稳定性。在抗氧化活性方面，赵县秋月梨优于其他产地，其总多酚、总黄酮含量最高，表明秋月梨的主要抗氧化活性物质为总多酚类化合物，这与安景舒等[30]、Lee等[31]对梨果实总多酚、总黄酮的研究结果一致。
果实品质决定了水果的商业价值[32]，影响当地农业经济的发展[33]。本研究结果表明，果实品质指标之间存在显著的相关性，不同的产地对秋月梨果实品质的影响不同。胡小璇等[34]利用隶属函数法对杧果果实品质进行综合评价，筛选出最优处理。本试验中也采用该方法对秋月梨果实品质进行综合评价，其中砀山产地的秋月梨综合排名最高。
4 结论
本研究结果表明，不同产地的秋月梨果实品质和抗氧化活性存在差异，砀山秋月梨果实品质综合排名最高。不同产地秋月梨各有其优势，赵县产地果实抗氧化活性最强，可开发功能性深加工产品，突出其“高抗氧化”的健康价值；莱阳果实石细胞含量最低，口感细腻，可针对高端鲜食市场进行品牌化包装；金安果实的SSC和山梨醇含量最高，风味浓郁，可作为优质果汁原料；砀山果实的甜度值最大，更符合大众对甜味的直观喜好，适合打造“高甜度”秋月梨消费品牌，扩大市场份额；枝江产地的果实单果质量大，果形美观，商品性佳，建议定位高端礼品市场，塑造外观与品质兼具的品牌形象。
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