貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)及其對貯藏溫度的響應(yīng)研究

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，陳瑩瑩

（肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東 肇慶　526061）

貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)及其對貯藏溫度的響應(yīng)研究

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，陳瑩瑩

（肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，廣東 肇慶526061）

成熟的貢柑果實采后裝在保鮮袋中于室溫下貯藏30 d，果皮上的蠟被近乎完全消失，表皮層厚度大幅減小，黃皮層顯著變薄，白皮層顯著增厚，油胞囊腔內(nèi)徑擴(kuò)大；室溫下貯藏90 d，保持健康的貢柑果實已無明顯的表皮層，中果皮厚度顯著減小，尤其黃皮層厚度及所占比例大幅減小，細(xì)胞間隙顯著擴(kuò)大，白皮層靠近內(nèi)果皮的細(xì)胞更加稀疏化，油胞囊明顯凹陷而內(nèi)徑進(jìn)一步擴(kuò)大。在兩種低溫下貯藏，貢柑果皮厚度前期增大，但果皮各部分顯微結(jié)構(gòu)的變化不明顯，冷藏期愈長低溫對其果皮的保護(hù)作用愈顯著。結(jié)果表明，貢柑采后前期果皮新陳代謝旺盛，冷藏對其果皮結(jié)構(gòu)和功能的保護(hù)作用突出，主要機制是對其果皮蠟被、黃皮層及其內(nèi)油胞囊的有效保護(hù)。

貢柑；貯藏溫度；果皮；顯微結(jié)構(gòu)；響應(yīng)

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，等. 貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)及其對貯藏溫度的響應(yīng)觀察研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（9）：51-55.

果皮是果實最外層的結(jié)構(gòu)，由子房壁的組織分化、發(fā)育而成。環(huán)境溫度是調(diào)控果實采后衰老與腐敗的基礎(chǔ)條件［1-2］。柑橘果實貯藏保鮮中，人們通常重視溫度對果實品質(zhì)和保鮮效果的影響，但對果皮結(jié)構(gòu)與功能的變化鮮少關(guān)注［3-4］。貢柑（Citrus reticulata Lour.‘Gonggan’）是廣東西江流域的大宗名優(yōu)特色水果，果實于“冬至”前后成熟上市，果形靚麗，大小適中，色澤金黃，皮薄多汁，果肉鮮滑脆嫩，爽口化渣，清甜低酸，香蜜濃郁，風(fēng)味獨特，無核或少核，集中了橙類外形美和寬皮柑橘肉質(zhì)細(xì)嫩、易于剝皮的雙重優(yōu)點，營養(yǎng)豐富，是甜橙、糖橘、蜜柚三者優(yōu)點的集成者，廣受消費者歡迎，被譽為“中國柑王”［5-6］。但是，貢柑的時令性很強，貯藏期很短，春節(jié)過后市場上極少銷售，研發(fā)貢柑貯藏保鮮技術(shù)是這一地區(qū)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要課題之一。我們之前的研究表明，貯藏溫度不僅影響貢柑果實的呼吸作用強度，特別是與呼吸代謝有關(guān)的酶類的活性，同時也強烈影響貢柑果實表面寄生的致病菌特別是指狀青霉菌（Penicillium digitatum）的生長發(fā)育，采后冷藏是貢柑防腐保鮮的極重要措施。基于貯藏試驗，我們對貢柑果皮的顯微結(jié)構(gòu)及對不同貯藏溫度的響應(yīng)進(jìn)行了顯微觀察和測量分析，以便進(jìn)一步認(rèn)識貢柑冷藏保鮮的作用機制。

1　材料與方法

2013年12月16日，在貢柑最著名產(chǎn)地——廣東省德慶縣的砂村果園（平地，23° 24′N，111°26′E），選擇受光良好、無病蟲害、樹體大小及長勢相當(dāng)?shù)?年生貢柑樹，剪取樹冠中部、果形端正、大小均勻、基本完全轉(zhuǎn)黃的果實，放進(jìn)塑料周轉(zhuǎn)箱中帶回實驗室（途中8 h），在室溫13.5（±0.3）℃下放置64 h進(jìn)行控水處理，然后（即采后3 d）選擇無扎傷、擠壓傷等明顯機械傷害的果實，分裝進(jìn)自制的18孔塑料薄膜氣調(diào)保鮮袋中，每袋30個，分別在室溫14.2（±2.8）℃、6.5（±0.5）℃和3.5（± 0.5）℃下貯藏。貯藏0、30、90 d后，選擇健康果實，采集汁囊（囊瓣）以外的果皮樣品，清洗抽氣后立即投入FAA 中固定24 h，梯度乙醇脫水，二甲苯透明，常規(guī)石蠟切片，切片厚度8～12 mm，番紅- 固綠對染。制成的切片在LY-2006型顯微彩色圖片分析儀下觀察、照相、測量。每個處理每次取3個果實分別制樣，即3次重復(fù)。果皮總厚度指表皮層和中果皮（包括黃皮層和白皮層）的厚度，不包括內(nèi)果皮。所有表中油胞囊（分泌囊）直徑數(shù)值為≥5個測量值的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，其余各參數(shù)的數(shù)值為≥10個測量值的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2　結(jié)果與分析

2.1貯藏0 d（采后3 d）貢柑果皮的顯微結(jié)構(gòu)

貯藏0 d（采后3 d，下同）的貢柑果實，外果皮（表皮層、外皮層）由3層平行排列的細(xì)胞構(gòu)成，最外圍覆蓋蠟質(zhì)；外果皮之下為細(xì)胞排列整齊的海綿狀組織——中果皮，包括黃皮層（中皮層，橘紅）和白皮層（內(nèi)皮層、海綿層，橘白），由外向內(nèi)各層細(xì)胞的體積和細(xì)胞間隙逐漸增大；黃皮層中靠近白皮層的區(qū)域分布油胞囊（分泌囊），細(xì)胞體積明顯大于黃皮層的細(xì)胞，且細(xì)胞壁較厚。白皮層與黃皮層沒有明顯界限，細(xì)胞大小不一，形狀不規(guī)則，胞間隙較大，在靠近汁囊的部位呈白色絲網(wǎng)狀分布而形成結(jié)絡(luò)，與內(nèi)果皮緊密相連。新鮮貢柑的果皮各部分結(jié)構(gòu)緊湊，細(xì)胞排列整齊（圖1，封二）。果皮中表皮層、黃皮層和白皮層所占比例，以黃皮層最大，白皮層次之，外皮層最?。ū?）。

2.2不同溫度貯藏30 d貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)變化

與貯藏0 d的果實相比，室溫下貯藏30 d，貢柑表皮層厚度減小即達(dá)60.9%，表皮層上所覆蓋的蠟質(zhì)近乎完全消失，變化非常顯著；但中果皮厚度增大，黃皮層和白皮層細(xì)胞明顯變疏松，且不同部分的比例發(fā)生顯著變化：黃皮層顯著變薄，且占比由原來的75%下降至50%左右，白皮層則由原來的25%增厚至50%左右；油胞囊腔內(nèi)徑明顯增大（圖2A，封二，表2）。

6.5℃貯藏30 d，與貯藏0 d的果實相比，貢柑果皮表皮層厚度呈現(xiàn)一定幅度的增大，但中果皮厚度明顯增大，特別是白皮層厚度，同時細(xì)胞間隙有增大趨勢。與室溫貯藏相比，果皮結(jié)構(gòu)保持得較好：蠟質(zhì)層完整，中果皮厚度增大幅度在17.5%以上，細(xì)胞排列比較緊密；靠近內(nèi)果皮的白皮層細(xì)胞明顯變得松散，細(xì)胞間距增大；油胞囊內(nèi)徑及增大幅度明顯較?。▓D2B，封二，表2）。

表1　貯藏0 d（采后3 d）貢柑果皮各部分的數(shù)值變化

表2　不同溫度貯藏30 d貢柑果皮各部分的數(shù)值變化

與貯藏0 d的果實相比，貢柑在3.5℃下貯藏30 d，果皮厚度顯著增大，主要表現(xiàn)在白皮層增厚（增幅達(dá)50%以上），果皮其他部位的顯微結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化；綜合表現(xiàn)稍優(yōu)于6.5℃貯藏的果實，極顯著優(yōu)于室溫貯藏的果實（圖2C，封二，表2）。

2.3不同溫度貯藏90 d貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)變化

與室溫貯藏30 d相比，室溫貯藏90 d，保持健康的貢柑果實，已不存在明顯的表皮層，中果皮厚度顯著減小，尤其是黃皮層厚度及所占比例大幅度減小，細(xì)胞間隙明顯增大、排列稀疏；白皮層靠近內(nèi)果皮的部分，網(wǎng)絡(luò)狀分布的結(jié)構(gòu)更加稀疏；油胞囊腔內(nèi)徑進(jìn)一步增大，囊腔周圍的細(xì)胞明顯變?。煌馄优c油胞囊相近部分明顯凹陷（圖3A、B，封二，表3）。

與6.5℃貯藏30 d相比，6.5℃貯藏90 d，貢柑果皮各部分結(jié)構(gòu)的變化比較顯著，主要表現(xiàn)為：果皮總厚度減小5.5%，黃皮層厚度及比例的減小幅度均大于白皮層；細(xì)胞間隙進(jìn)一步加大，排列明顯疏松，特別是黃皮層與白皮層相連接的區(qū)域，而白皮層靠近內(nèi)果皮部分的細(xì)胞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加松散；油胞囊周圍細(xì)胞更趨變小，外皮層與油胞囊相近部分出現(xiàn)明顯凹陷。但是，與室溫下貯藏90 d相比，其果皮整體結(jié)構(gòu)明顯為優(yōu)，細(xì)胞排列相對緊密，未松散化或絮狀化的果皮明顯較厚，油胞囊空腔化程度明顯較輕（圖3C、D，封二）。

與3.5℃貯藏30 d相比，3.5℃貯藏90 d，貢柑黃皮層厚度略有減?。p幅大于12.5%），占比下降至45%左右，但果皮總厚度變化甚微，增大部分主要源自靠近內(nèi)果皮的白皮層，且這部分明顯松散化、絮狀化，其余結(jié)構(gòu)未觀察到有顯著變化。但是，與6.5℃貯藏90 d相比，在3.5℃下裝入氣調(diào)保鮮袋貯藏90 d，貢柑果皮各部分的變化幅度顯著變小，黃皮層尤其是靠近內(nèi)果皮的白皮層細(xì)胞排列明顯變緊密，油胞囊基本上沒有空腔化現(xiàn)象發(fā)生，外皮層與油胞囊靠近的部分基本未觀察到凹陷（圖3E、F，封二，表3）。

3　結(jié)論與討論

通過對貢柑果皮顯微結(jié)構(gòu)及其對貯藏溫度響應(yīng)的研究，結(jié)果表明，相對于貯藏0 d（采后3 d）的果實，盡管是在塑膜保鮮袋中，華南冬季普通室溫下貢柑果實貯藏30 d表皮層厚度減小60.9%、黃皮層厚度減小41.3%，至貯藏90 d已無法區(qū)分出嚴(yán)格意義上的表皮層，黃皮層厚度則減小65.7%，油胞囊縱、橫徑也隨貯藏天數(shù)增加而持續(xù)增大，但無論是6.5℃還是3.5℃貯藏的果實，其果皮結(jié)構(gòu)與室溫下相比都明顯要好。結(jié)果表明，對果皮結(jié)構(gòu)特別是表皮層和黃皮層的重大影響應(yīng)是貯藏溫度影響貢柑采后品質(zhì)和保鮮效果的重要機制之一。

表3　不同溫度貯藏90 d貢柑果皮各部分的數(shù)值變化

貢柑表皮層由3層平行排列的細(xì)胞構(gòu)成，其上覆蓋蠟被、生有氣孔器。我們此前應(yīng)用掃描電鏡的觀察分析發(fā)現(xiàn)，室溫下貯藏90 d的貢柑果實，表面蠟質(zhì)顯著凝聚、粗糙化，蠟被甚至出現(xiàn)片塊狀剝落或果面發(fā)生長而寬的裂縫，整體上氣孔器變平、孔口增大、保護(hù)性結(jié)構(gòu)趨向消失，而低溫下貯藏的果實表面的微形態(tài)結(jié)構(gòu)變化遠(yuǎn)小于室溫貯藏，雖然蠟質(zhì)也會發(fā)生凝聚，但果面基本上均勻、平滑、整潔，果皮結(jié)構(gòu)保持良好。應(yīng)用顯微切片的縱向觀察結(jié)果進(jìn)一步表明，貢柑果實采后保鮮中蠟被的衰退及其影響至關(guān)重要。迄今，對蠟質(zhì)在柑橘果實貯藏和衰老進(jìn)程中的作用研究極少［7-8］，本研究的發(fā)現(xiàn)從細(xì)胞學(xué)和組織學(xué)角度對此提供了資料。

柑橘果皮的黃皮層（亦稱色素層），是幾層含有類胡蘿卜素、紫黃質(zhì)、類黃酮等色素物質(zhì)的皮下薄壁組織，富含精油等芳香類物質(zhì)的油胞囊（分泌囊）基本上也集中分布在這一區(qū)域，因此富含萜烯類化合物及其氧化衍生物［9］。目前，對柑橘芳香物質(zhì)的種類、分離純化及技術(shù)開發(fā)國內(nèi)外已進(jìn)行廣泛研究，甚至成為國際上柑橘研究與應(yīng)用的熱點之一。多項試驗表明，柑橘精油對柑橘果實采后貯藏中提高抗病性、抵御病原真菌侵染危害有重要意義［10］。但對柑橘果實采后貯藏中黃皮層及油胞囊的變化迄今未見有報道。從本研究結(jié)果可見，隨著貯藏天數(shù)增加，貢柑黃皮層厚度的減小幅度僅次于表皮層，而在果皮中所占比例的下降則居第1位，同時伴隨著油胞囊不同程度的空腔化，但低溫貯藏可顯著抑制這一衰老進(jìn)程。黃皮層及其間分布的油胞囊應(yīng)是貢柑果實結(jié)構(gòu)中第二道重要的防護(hù)結(jié)構(gòu)，其冷藏保鮮機制亦在于對黃皮層及其間分布的油胞囊的有效保護(hù)。

中果皮由子房中壁發(fā)育而成。柑橘果實中果皮的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對中果皮和內(nèi)果皮的劃分目前有分歧。有學(xué)者認(rèn)為中果皮即海綿層，海綿層底部排列緊密的薄壁組織細(xì)胞為內(nèi)果皮的一部分；也有人認(rèn)為海綿層底部的薄壁組織細(xì)胞屬于內(nèi)果皮的一部分，可稱為內(nèi)中果皮［11-12］。本研究基于傳統(tǒng)劃分方法把海綿層歸入白皮層，但顯微結(jié)構(gòu)觀察表明，白皮層底層的細(xì)胞明顯不同于靠近黃皮層部分，應(yīng)該并非其上層細(xì)胞群衰老、解聚、松馳的產(chǎn)物，而是與內(nèi)果皮及其構(gòu)成的囊瓣緊密聯(lián)系的功能部分，是采后貯藏中果皮增厚的主要來源。

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（責(zé)任編輯 楊賢智）

Pericarp microstructure of ‘Gonggan’ mandarin（Citrus reticulata）fruit and its responses to different temperatures

XU Cheng-xiang，ZHENG Fu-qing，MA Yan-ping，CHEN Ying-ying（College of Life Sciences，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China）

The waxy layer of ‘Gonggan’mandarin stored for 30 d at room temperature almost disappeared，epidermis thickness decreased dramatically，yellow layer significantly thinned，white layer thickened significantly，and inner diameter of oil capsule cavity expanded.Stored for 90 d at room temperature，evident epidermis of the still healthy ‘Gonggan’mandarin fruit was not observed， mesocarp thickness significantly decreased，especially the yellow layer thickness and its proportion，cell gap significantly expanded，cells near endocarp of the white layer were more sparse，further expansion of the inner diameter of oil capsule cavity was evident，and evident hollowness was observed in the part of epidermis near oil capsule cavity. Stored at low temperatures，the pericarp thickness of‘Gonggan’mandarin fruit increased while microstructure changes of each part of pericarp was much smaller in earlier stage，the longer thecold storage period，the more significant the protective effect of low temperature on the pericarp of ‘Gonggan’mandarin fruit. These results indicated that the physiological metabolism of pericarp of‘Gonggan’mandarin fruit postharvest was still strong in early storage period，the protective effects of low temperature storage on structure and function of fruit pericarp were very prominent，the recession of cuticle wax was very important for the fresh-keeping effect of ‘Gonggan’mandarin fruit，and significantly protective effect on structure and function of yellow layer and oil capsules of mesocarp was the another important mechanism of cold preservation of fruit postharvest.

‘Gonggan’ mandarin；storage temperature；paicarp；microstructure；response

S666.1

A

1004-874X（2016）09-0051-05

2016-05-09

廣東省科技計劃項目（2014A020208143）

徐呈祥（1963-），男，博士，教授，E-mail：xucx2013@163.com