龍眼成熟過程中外觀色澤與品質(zhì)變化及其相關(guān)性分析

周煜棉， 蔡小林， 潘介春， 劉紅紅

(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧 530004)

龍眼(DimocarpuslonganLour.)是我國南方特色水果之一，果實清甜可口，營養(yǎng)豐富[1]。石硤是廣西主栽品種之一，其成熟期為7月下旬至8月上旬，適逢高溫暑熱，成熟快、采收期短、完熟后退糖是其重要的成熟特征[1]。因此實現(xiàn)果實品質(zhì)的實時監(jiān)測具有重要意義。

果實外觀色澤分肉眼測度和儀器測量，前者主要以語言描述為主，如偏紅、偏黃或黃綠、果面光滑有亮澤，后者則將色澤數(shù)字化，以數(shù)值形式表示，具有較高的客觀性、公正性及直觀性[2]。色差是對個體色澤差異的一種儀器度量方式[2]，因而色差計可以簡便快速且無損檢測，在對蝦新鮮度檢驗[3]、木材加工[4]、茶葉分級[5]、農(nóng)作物育種[6]等多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前國際上通常采用亨特(Hunter)Lab標(biāo)度來檢測色澤，并由Lab值建立HSI顏色模型，模型的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)包括色調(diào)(Hue，簡稱H)、飽和度(Chroma，簡稱C)和明度(Value，簡稱L)[7]。前人研究結(jié)果表明，色差值與色素含量之間相關(guān)性較高，如李果實亮度(L)、果肉色調(diào)角(H°)分別與果皮、果肉中花色素苷、類胡蘿卜素含量均呈顯著負(fù)相關(guān)和極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[8]；芒果果皮a*值與β-類胡蘿卜素含量呈極顯著正相關(guān)，b*值與玉米黃質(zhì)、α-胡蘿卜素含量呈顯著正相關(guān)，色彩飽和度c*與番茄紅素呈極顯著正相關(guān)[9]；草莓中花色苷與亮度L、b呈負(fù)相關(guān)，與a*、c*呈正相關(guān)[10]。因此理論上可以通過外觀色澤變化較為準(zhǔn)確地了解果實內(nèi)在品質(zhì)動態(tài)變化。有研究表明，塔羅科血橙果實可溶性固形物含量、固酸比、維生素C含量與果面色差L*、b*值均呈極顯著負(fù)相關(guān)，與a*值呈顯著正相關(guān)[13]；但也有研究表明，色差值與果實品質(zhì)關(guān)系不大，如芒果果肉單糖含量與果實色差關(guān)系不顯著[9]?？梢姴煌N類間色澤與果實品質(zhì)關(guān)系存在差異。

龍眼果皮色澤變化以肉眼辨別較為困難，鄭少泉將龍眼果皮顏色通過色差計測量以數(shù)值的形式直觀地了解到龍眼果皮色澤的動態(tài)變化[14]。龍眼果皮色澤與果實品質(zhì)變化前人也有報道[15]，但未見將成熟期果皮色澤與品質(zhì)變化及其相關(guān)性整體分析的報道，基于此本試驗研究了龍眼果成熟過程中(假種皮包核后至果實成熟)果皮色澤參數(shù)與果實品質(zhì)動態(tài)變化，并通過皮爾遜相關(guān)系數(shù)和多元逐步回歸分析了兩者的關(guān)系，以期為應(yīng)用果皮外觀色澤參數(shù)快速估測龍眼果實內(nèi)在品質(zhì)情況提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和地點

試驗于2016年6—8月，在廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院果樹豐產(chǎn)園進行，選擇正常管理、樹勢一致、無病蟲害的4株石硤龍眼，樹齡為30年，株行距5 m×4 m。

1.2 試驗設(shè)計

在每株樹的東、西、南、北方向各選擇4個果穗，掛牌標(biāo)記，其中每個方向的2個果穗每7 d采樣1次用于果實成熟階段色澤參數(shù)及果實品質(zhì)指標(biāo)的測定。開花時間為4月5日。采樣日期為2016年6月30日至8月4日。果實成熟為花后122 d，即8月4日。試驗進行4次重復(fù)。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 色澤參數(shù)測定 每個果實測量2次赤道線上的不同部位，用深圳三恩馳色差計測定果皮色差值(L*、a*、b*)，并以測得的a*值、b*值計算色彩飽和度(C值)和色度角(h°)。C值計算公式為：C=[(a*)2+(b*)2]1/2。色度角計算公式為：h°=arctan(b*/a*)/6.282 3×360°(a*≥0且b*≥0)；h°=arctan(b*/a*)/6.282 3×360°+180°(a*<0且b*>0)[16]。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)測定 用萬分之一電子天平測定果實質(zhì)量；用手持式糖度計測定果肉可溶性固形物(TSS)含量；用酸堿滴定法測定果實可滴定酸(TA)含量[17]，并計算固酸比 TSS/TA；用2，6-二氯靛酚法測定果實維生素C含量[17]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用WPS、Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與制圖，用IBM SPSS 19.0進行顯著性分析、相關(guān)性分析和多元逐步回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 龍眼成熟過程中色澤參數(shù)變化

2.1.1 亮度值L*變化 圖1表明，成熟階段果皮亮度值L*先升后降，至花后108 d左右達到最高值55.73，下降過程變化緩和，采摘時果皮L*與花后108 d相比，下降了3.30%。L*值上升階段不同成熟期差異顯著(P<0.05，下同)，這與果面迅速轉(zhuǎn)黃有關(guān)[15]；而L*值下降階段各成熟期(花后115、122 d)差異不顯著。

2.1.2 紅綠值a*、黃藍(lán)值b*變化 由圖2可知，整個成熟過程中，a*值呈現(xiàn)上升趨勢?；ê?15、122 d與花后108 d果面a*存在顯著性差異，花后108 d與花后94、101 d果面a*差異顯著，花后87、94 d與花后101 d果面a*差異顯著。前期的顯著差異性可能與葉綠素加速分解有關(guān)，而后期則可能與類胡蘿卜素迅速積累有關(guān)。

由圖3可見，b*值變化與L*值變化較為相似，也表現(xiàn)出先升后降的趨勢，且成熟階段b*值也以花后108 d達最高值36.56，且花后87、94 d及花后115 d和采摘當(dāng)天分別達到顯著差異水平，此時為果皮迅速退綠轉(zhuǎn)黃期，其他各成熟期差異不顯著；但花后101 d黃藍(lán)值b*略有下降，這與該日采摘 2 h 前降水有關(guān)還是與果皮內(nèi)在色素積累變化有關(guān)，還需進一步研究。

2.1.3 綜合色澤(色度角h°、色彩飽和度C)變化 由圖4可見，色彩飽和度C值總體變化與黃藍(lán)值b*變化趨勢較為一致，為先升后降。成熟過程中，C值整體為增加的趨勢，說明果面顏色越鮮明，果皮顏色越趨于黃色，實際果皮色彩也由黃綠相間漸趨為單一的黃色，花后94 d比花后87 d增加了26.27%。至花后108 d達最高值而后快速下降，這主要與b*值下降較快有關(guān)。

圖5表明，整個成熟過程中h°一直呈現(xiàn)下降趨勢，成熟階段h°下降較快，花后87、94 d及花后94、101 d下降不顯著，而花后108、115 d至采摘當(dāng)日均呈顯著下降趨勢，果皮顏色實際變化也表現(xiàn)出綠色、黃綠色、淡黃色、棕黃色的變化。

2.2 單果質(zhì)量和品質(zhì)變化

2.2.1 單果質(zhì)量變化 如圖6所示，龍眼單果質(zhì)量的變化曲線為一直上升，以采摘當(dāng)天為分界點。在成熟過程中，果實不斷積累水分和養(yǎng)分，表現(xiàn)為質(zhì)量累積、單果質(zhì)量增加。在成熟前期(采前35 d至花后94 d)為假種皮迅速增長階段，差異達到顯著水平，花后101 d至花后115 d均呈顯著增加趨勢，單果質(zhì)量累積速率較快，此時也是采取相應(yīng)栽培措施(施肥、灌水等)的關(guān)鍵期。

2.2.2 內(nèi)在品質(zhì)變化 可溶性固形物、可滴定酸含量與果實風(fēng)味品質(zhì)密切相關(guān)?？扇苄怨绦挝镏饕缚扇苄蕴穷悾梢院饬克墒烨闆r。由圖7所示，在整個成熟過程中，可溶性固形物含量總體呈增加的趨勢，成熟前期可溶性固形物均表現(xiàn)顯著增加趨勢，其中花后94 d比花后87 d增加50.18%且表現(xiàn)增加速率最快，花后108 d后可溶性固形物累積速率緩慢，此時接近成熟。

由圖8可知，可滴定酸含量的變化采前與可溶性固形物變化相反，表現(xiàn)出可滴定酸含量持續(xù)下降，但各成熟期間差異多不顯著，花后115 d至采摘當(dāng)日可滴定酸含量下降33.33%且表現(xiàn)最快。

由圖9可知，固酸比是果實風(fēng)味品質(zhì)綜合指標(biāo)，該值更能全面反映果實風(fēng)味情況。成熟期間，固酸比快速上升，在成熟前期和后期增加速度較快，達到顯著水平，前期主要與TSS快速積累而酸含量下降有關(guān)，后期則是酸含量下降起主導(dǎo)作用。

由圖10可知，維生素C在整個成熟期間動態(tài)變化曲線表現(xiàn)為先升后降，其成熟階段積累較快，各采樣日間均達顯著差異，花后108 d達最高含量，為0.43 mg/g，而后下降至采摘日的0.34 mg/g，降幅達20.93%，這與林河通等的試驗結(jié)果[18]相似。

2.3 龍眼果皮色澤與內(nèi)在品質(zhì)相關(guān)性及多元逐步回歸分析

2.3.1 相關(guān)性分析 由表1可知，亮度值L*和紅綠值a*與單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、固酸比及維生素C含量呈極顯著正相關(guān)，L*值與可滴定酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)，a*值與可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；此外，黃藍(lán)值b*與可溶性固形物含量和維生素C含量呈極顯著正相關(guān)；而色度角h°與單果質(zhì)量、可溶性固形物含量及固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)，與維生素C含量顯著負(fù)相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)；色彩飽和度C與可溶性固形物含量和維生素C含量呈極顯著正相關(guān)，與單果質(zhì)量成顯著正相關(guān)。

表1龍眼成熟期間果皮色澤與果實品質(zhì)相關(guān)性

注：“ *”“**”分別表示在0.05、0.01水平上顯著相關(guān)。下表同。

2.3.2 多元逐步回歸分析 由以上相關(guān)性分析結(jié)果可知，果皮色澤參數(shù)與果實品質(zhì)之間關(guān)系密切，為進一步準(zhǔn)確描述其間存在的相關(guān)性，分別以單果質(zhì)量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、固酸比和維生素C含量作為因變量，5個色澤參數(shù)作為協(xié)變量進行逐步回歸分析，建立典型回歸方程(表2)。在試驗統(tǒng)計中，由F值、P值和決定系數(shù)R2綜合判定，由單果質(zhì)量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量和維生素C含量為因變量建立的線性回歸方程擬合程度均達極顯著水平，而由固酸比為因變量建立的線性回歸方程擬合程度達顯著水平。標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)越大說明該變量對因變量的決定作用越大[19]，可知單果質(zhì)量主要由a*、C和h°決定，且h°的標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)最大，其次為a*，最后是C；可滴定酸含量僅由h°決定；可溶性固形物含量由L*、a*、h°和C決定，a*和h°為負(fù)效應(yīng)，而L*和C的影響力相對較?。还趟岜扔蒱°和C決定；維生素C含量只由L*決定。Durbin-Watson統(tǒng)計量越接近于2說明線性回歸模型的模擬效果越好，其中以維生素C含量為因變量建立的線性回歸方程DW值為2.041，最接近2，其次為單果質(zhì)量(DW值為2.145)，而可滴定酸含量的線性回歸模型的DW值(2.559)距離2最遠(yuǎn)，這說明龍眼可滴定酸含量與果皮色澤有相關(guān)性，但并不是簡單的線性回歸關(guān)系。

表2多元線性逐步回歸分析

3 討論與結(jié)論

果實發(fā)育成熟階段色澤參數(shù)總體趨于果實特征色澤變化，如蘋果成熟階段果皮L*、a*值整體呈上升趨勢，表現(xiàn)果面越亮，果皮轉(zhuǎn)紅[20]，菠蘿果肉橙紅色和橙黃色轉(zhuǎn)變與a*、b*上升趨勢一致[21]。本試驗結(jié)果表明，在果實成熟過程中色澤參數(shù)的變化與果實色澤特征變化相符。亮度值L*、黃藍(lán)值b*及色彩飽和度C值總體表現(xiàn)為先升后降，且都以花后 108 d 為轉(zhuǎn)折點，這可能與肉眼度量的色澤判斷果實晚熟存在較大誤差有關(guān)；a*值表現(xiàn)為一直上升而色度角h°表現(xiàn)為一直下降，該試驗結(jié)果色澤變化與上述色澤變化規(guī)律較為一致，該結(jié)果也與張靜對“東壁”和“福眼”龍眼上觀測結(jié)果[15]較為一致；單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、固酸比表現(xiàn)為一直上升；可滴定酸表現(xiàn)為一直下降；維生素C含量呈現(xiàn)先升后降，此結(jié)果與龍眼成熟過程中主要表現(xiàn)出糖、維生素C含量增加，酸含量下降基本相符[15]。

相關(guān)性分析表明，在成熟過程中，單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、固酸比表現(xiàn)為一直上升，與紅綠值a*表現(xiàn)一致；可滴定酸含量表現(xiàn)為一直下降，與色度角h°表現(xiàn)一致；維生素C含量呈現(xiàn)先升后降，與亮度值L*變化基本相符；亮度值L*、紅綠值a*和色度角h°與單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比及維生素C含量呈顯著或極顯著相關(guān)；亮度值L*、紅綠值a*和色度角h°基本能反映龍眼果實品質(zhì)變化。

逐步回歸線性方程分析表明，龍眼成熟期間色澤參數(shù)與果實品質(zhì)相關(guān)性顯著，表現(xiàn)出果皮色澤與果肉品質(zhì)同步發(fā)育，多元逐步回歸分析結(jié)果表明，單果質(zhì)量和果實內(nèi)在品質(zhì)可以通過不同色澤參數(shù)反映出來，且反映程度較高。各線性回歸方程擬合度均達顯著或極顯著水平，由色澤參數(shù)所得的單果質(zhì)量、可溶性固形物含量及維生素C含量線性回歸模型具有很好的擬合度。

色澤是果實外觀品質(zhì)重要組成部分，直接影響到果實的商品價值，是消費者判斷果實是否新鮮的重要標(biāo)志[22]。通過色澤的變化可以初步了解果實生長發(fā)育[23-25]?；诠嫔珴煽焖倥袆e果實品質(zhì)變化而建立果實成熟期間果實顏色動力學(xué)，有助于通過色澤變化實時監(jiān)控果實品質(zhì)變化情況，為初步預(yù)測龍眼果實成熟提供依據(jù)，已在桃[26-27]、蘋果[28]、梨[28]、荔枝[30]、辣椒[31]等果蔬果實成熟過程中有所研究。本研究僅初步探討了常溫條件下龍眼成熟過程果皮色澤顏色變化，以及整體分析了成熟階段色澤和品質(zhì)變化及其關(guān)系，而龍眼成熟期間受多環(huán)境因子影響，因此建立單一環(huán)境或交互環(huán)境下(溫濕度、O2濃度、光照度等)顏色動力學(xué)方程預(yù)測果實品質(zhì)變化是下一步的研究工作。

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