大豆是我国重要的粮食作物，是食用油脂、饲用豆粕、植物蛋白和豆制品等加工的重要原料。目前，我国大豆产区分布广泛、天气特征情况差异大，大豆品种繁多、营养品质参差不齐，优势品种差异化、特色化区分度不高等问题亟待解决。因此，系统掌握大豆主产区不同品种的品质特征和品种间的具体差异，对保障我国优质大豆育种、原料安全供给和高效加工利用意义重大。

  南京财经大学食品科学与工程学院的丁俭，沈舒晗，方勇*等利用多种统计方法（如方差分析、主成分分析和聚类分析）对4 个大豆产区（东北春大豆区、华北春大豆区、华东春夏大豆区、华南春夏大豆区）不同品种间品质指标差异进行系统分析，筛选和明确对油料用和饲料用大豆起主要影响的特征性品质指标和品种，通过组合赋权法模型评价出适合油用、饲料用大豆的优势产区和优势品种，以期为不同用途大豆的品质评价指标、优质品种选育、产区布局和规模化生产提供科学依据。

  本研究对用户及行业专家进行Delphi问卷调查，结合对油料用和饲料用大豆的品质要求，最后各筛选出10 个典型品质指标进行差异显著性分析。对东北、华北、华东和华南4 个主产区大豆品质指标的差异性分析结果如表1所示。不同大豆品种间大部分品质指标差异都达到极显著或高度显著水平（P＜0.01或P＜0.001），显示了不同品种的主效应作用，其中只有色泽气味和碳水化合物含量2 个指标差异不明显，说明种植地区、生长条件和品种差异对大豆品质性状有重要影响。

  将不同大豆品种的检测指标数据利用SPSS软件进行标准化处理，并通过R语言软件绘制热图，结果如图2所示。横坐标代表不一样的地区的大豆品种，纵坐标代表品质指标，通过颜色反映大豆品种与品质指标之间的相关性。通过对40 个大豆品种与10 个品质指标之间相关性的直观展示，不难发现油料用大豆中东北地区大豆品种与粗脂肪含量、VE含量、水分含量相关性较高，明显高于其他3 个大豆主产区。饲料用大豆中华南地区大豆品种与蛋白质含量、华东地区大豆品种与7S/11S球蛋白比例、东北地区大豆品种与蛋白质溶解比率相关性较好，东北地区大豆品种与粗脂肪含量、大豆异黄酮含量也具有一定的相关性，而华北地区大豆各指标的变化规律性不强。大豆蛋白质含量与纬度的相关系数为-0.818 4（P＜0.01），因此长江流域大豆蛋白质含量＞黄河流域＞东北地区。其中大豆7S/11S球蛋白比例、蛋白质溶解比率和大豆异黄酮含量对饲料的消化吸收性及营养提供至关重要，而这类指标在华南、华东和东北地区大豆品种中相比来说较高，提示这些地区所产大豆更适合用作加工饲料。热图能够清晰地反映各大豆品种与指标之间的相关性，表明大豆的部分指标具有区域性的特征，可为大豆专用加工提供品种筛选的依据。

  对油料用大豆进行主成分分析，如表2和图2所示，得到4 个主成分，累计贡献率达到63.43%，能够反映原始数据信息，其中第1主成分（PC1）贡献率为22.5%，通过因子分析旋转成分矩阵结果为，第1主成分因子中粗脂肪、VE和水分含量荷载值较高，这些指标均可称为油脂相关因子，影响油脂的出油率和营养品质；第2主成分（PC2）贡献率为17.6%，旋转成分矩阵中杂质含量和损伤率在第2主成分因子中荷载值较高，杂质含量和损伤率对油脂的酸价有重要影响；第3、4主成分贡献率分别为12.20%和11.21%，其中碳水化合物和磷脂含量荷载值较高，磷脂含量与大豆油脂的加工品质和营养特性紧密关联，而碳水化合物含量对油脂品质影响较小，并且差异显著性分析结果为这两个指标在不同品种间差异不显著，故不作为特征指标。

  此外，图2显示不一样的地区的大豆品种各自聚类现象不明显，样品间距离近代表差异较小，距离远代表差异较大。东北地区大豆相对独立，其与其他3 个地区大豆品种的差异大多数表现在PC1上，但别的地方大豆的分布相对东北地区大豆聚集性不高。除了东北地区，以上结果反映了同一产区、不同品种大豆是否都适用于油料加工的聚类现象不明显。最终，综合油料用大豆的加工需求，确定油料用大豆主要品质特征指标为粗脂肪含量、VE含量、杂质含量、损伤率、水分含量和磷脂含量，其可作为品质指标筛选的依据。

  对饲料用大豆进行主成分分析和因子分析，如表3和图3所示，得到4 个主成分，累计贡献率达到66.63%，能够反映原始数据信息。第1主成分（PC1）贡献率为21.8%，通过因子分析旋转成分矩阵，结果显示第1主成分因子中7S/11S球蛋白比例、蛋白质溶解比率、粗脂肪含量和蛋白质含量荷载值较高，影响饲料的营养品质；第2主成分（PC2）贡献率为19.6%，旋转成分矩阵中杂质含量在第2主成分因子中荷载值较高，其影响饲料加工成品的颜色及稳定性；第3主成分贡献率为13.67%，第4主成分贡献率为11.56%，旋转成分矩阵中损伤率、色泽气味和大豆异黄酮含量荷载值较高，这些指标与饲料的加工品质和营养品质紧密关联，而色泽气味虽然荷载值较高但主成分贡献率低，且品种间差异不显著，故不作为主要特征指标。

  图3显示不一样的地区的大豆品种呈现各自聚类现象，其中华东和华南地区大豆品种相似度较高，东北地区相对独立，华北地区较为分散，各地区不同品种大豆的区别大多数表现在PC1上。综上，在饲料加工中蛋白质含量仍然是评价大豆原料的第一指标，但考虑饲料的营养价值均衡性，粗脂肪含量、粗纤维含量、蛋白质溶解度、大豆异黄酮含量等也是重点考察指标。结合本研究结果和饲料大豆的加工需求，确定饲料用大豆主要品质特征指标为7S/11S球蛋白比例、蛋白质溶解比率、粗脂肪含量、蛋白质含量、杂质含量、损伤率和大豆异黄酮含量，可以此作为饲料用大豆的评价依据。以上结果与2.2节热图分析结果相印证。

  在特征性品质指标筛选的基础上进一步利用组合赋权法构建评价模型，对大豆品质的多变量指标做多元化的分析，针对油料用大豆和饲料用大豆的品质指标分两步构建大豆评价指标数据模型。首先利用G1法结合Delphi问卷调查的结果确定主观权重，并通过熵权法得到客观权重，将主观权重和客观权重进行线性组合，得到组合权重，通过组合权重和综合评价函数对不同大豆品种指标做多元化的分析，得到每个品种大豆的综合得分并排序，取得分排名前10 位的品种（表4）。

  由表4可知，油料用大豆中‘黑农88’得分排名第一，是最适合用于油料的大豆品种，且排名前10 位的大豆品种中东北地区大豆占比达到了50%，其次是华北地区大豆；饲料用大豆中‘华春9’得分排名第一，是最适合用于饲料的大豆品种，排名前10 位的大豆品种中华南、华东地区大豆占比较高，其次为东北地区大豆。综合分析得分结果发现，油料用大豆的优势产区为东北春大豆区，其次为华北春大豆区，适宜品种为‘黑农88’‘黑农85’‘黑芽2’‘赤豆5’和‘赤豆4’。饲料用大豆的优势产区为华南和华东春夏大豆区，其次为东北春大豆区，适宜品种为‘华春9’‘华春4’‘通豆10’‘辽豆59’和‘绥农94’。以上结果也验证了大豆的地理分布规律，即产自高纬度地区的大豆粗脂肪含量较高，南部低纬度地区的大豆粗蛋白含量较高。通过构建大豆评价数据模型计算不同品种大豆的综合得分能清楚高效地得到该品种大豆在油料用、饲料用大豆中的排名情况，为大豆的不同加工需求提供了高效的原料筛选方法。

  对40 个大豆品种进行聚类分析。为了排除量纲、数量级对结果的影响，本研究先利用SPSS软件对数据来进行标准化处理，然后通过系统聚类中组间联接法做多元化的分析，采用欧氏距离差平方和法对D值进行聚类分析。开始时每个品种的大豆各自为一类，然后把最靠近的大豆品种聚为小类，再将已聚合的小类按其类间距离合并，最后聚合成大类，得到的结果如图4所示。图4A为油料用大豆的聚类结果，可将40 个大豆品种划分为5 个类群，分别包含30、5、2、2 个和1 个大豆品种，其中排名前5 位的大豆品种中‘黑农85’单独成类，‘黑芽2’‘黑农88’‘华春9’为一类，这些品种都具有较高的脂肪含量（均在20 g/100 g左右），且损伤率低、磷脂含量高。图4B为饲料用大豆的聚类结果，可将40 个大豆品种划分为9 个类群，分别包含12、3、3、1、12、6、1、1 个和1 个大豆品种，同样地，‘黑农85’单独成类。饲料用大豆综合得分前5 位的大豆品种中‘通豆10’‘华夏1’和‘华春4’都归类于V类，这些品种都具有蛋白质含量高，损伤粒率、杂质含量低等特点，与热图分析的结果一致。这也在某些特定的程度上反映了大豆品种的品质相近性和区域特征，为全面准确地评估不一样的地区、不同品种大豆的相关性质以及专种专用大豆的归类提供了切实可行的参考。

  本研究通过一系列分析比较不一样的地区、不同品种大豆的品质指标差异，利用主成分分析中的因子分析确定了油料用大豆的关键特征指标，除粗脂肪含量外，补充了VE含量、杂质含量、损伤率、水分含量和磷脂含量作为综合评价指标；确定了饲料用大豆的关键特征指标，除蛋白质含量外，补充了7S/11S球蛋白比例、蛋白质溶解比率、粗脂肪含量、杂质含量、损伤率和大豆异黄酮含量作为综合评价指标，进一步丰富了油料、饲料用大豆评价指标体系，使评价结果更具全面性和准确性。在特征性指标的基础上利用组合赋权模型确定适用于油料用大豆的主产区为东北黑龙江春大豆区，其次为华北春大豆区，适宜品种为‘黑农88’‘黑农85’‘黑芽2’‘赤豆5’和‘赤豆4’；适用于饲料用大豆的主产区为华南和华东春夏大豆区，适宜品种为‘华春9’‘华春4’‘通豆10’‘辽豆59’和‘绥农94’，聚类分析结果的补充也为具有相似特性大豆的专种专用提供了参考。然而，本研究并没有完全覆盖我国主栽大豆的所有品种，因此后续研究仍需进一步充实和完善。