王曉南,陳傳武,黃宙遠,黃海媛,付慧敏,封 捷,馮 靜,韋 杰

(1 廣西大學農學院,南寧,530004;2 廣西特色作物研究院,廣西桂林,541010;3 融安縣農業(yè)投資開發(fā)有限責任公司,廣西柳州,545400)

脆蜜金柑成熟期為11月初至次年1月下旬[1],成熟時果皮顏色為金黃色至橙紅色[2],以鮮食為主,可全果帶皮食用,具有極高的營養(yǎng)價值[3]。由于生長在氣候溫暖地區(qū),存在果肉成熟后果皮未褪綠的現象[4],這導致生產上采收期不同,不僅增加人工采摘成本,還降低了果實外觀品質。為降低采摘成本和保證品質一致性,生產上普遍采用集中采收再用乙烯(乙烯利)促進柑桔果實著色的辦法[5-6],但單用乙烯處理需要持續(xù)較長的時間和較高的處理濃度[7],且褪綠效果不佳,與自然成熟果實相比,表現為果實著色淺、果蒂易形成紅斑[8-9]。生產中,有些果商為搶早市、掙快錢,針對是果皮滯綠或綠黃斑駁色澤的脆蜜金柑,甚至會通過噴施無標簽著色劑進行催熟和上色,然后推向市場,存在損害脆蜜金柑市場形象的極大風險,甚至可能摧毀整個產業(yè)。因此,需要尋求一種健康、高效的方法克服乙烯褪綠的弊端。

柑桔果實色澤的形成取決于有色體中葉綠素降解和類胡蘿卜素積累[10-11]。前人研究表明,光在植物葉綠素和類胡蘿卜素代謝中起重要調控作用[12-14],其中,紅光和藍光對柑桔果實色澤的調控作用已被廣泛研究[15-17]。有研究發(fā)現,越桔采用紅藍光組合處理夜間補光能促進越桔營養(yǎng)生長、促進花芽分化和提高果實品質[18],對乙烯褪綠早熟蜜桔果實采用450 nm藍光處理可以促進果皮總類胡蘿卜素含量的積累[19],藍光無明顯促進金柑果實褪綠的作用,而紅光(660 nm)對促進金柑果實轉色具有特異性[20]。基于此,以紅光對柑桔果皮色素的調控作用作為切入點,研究660 nm紅光和乙烯利處理對脆蜜金柑果實著色的影響,為進一步提高脆蜜金柑的品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料脆蜜金柑果實于可采收成熟度(花后150 d)時采摘自廣西省柳州市融安縣長安鎮(zhèn)紅衛(wèi)村紅衛(wèi)下屯苗木基地內,樹齡7年。采摘時間為11月初,未轉色,選用大小均一、無機械損傷的果實。

1.2 儀器設備低溫人工氣候箱(DRXM-358-4,賽福,寧波)、糖酸度計(PAL-BX/ACID1,愛拓,日本)、色差儀(CM-205,上海精密儀器儀表有限公司)、可見光分光光度計(UV-2600i,島津,日本)、水果硬度計(GY-4-J,浙江托普云農科技股份有限公司)、植物葉綠素含量檢測試劑盒(可見分光光度法,索萊寶,BC0990)和植物類胡蘿卜素含量檢測試劑盒(可見分光光度法,索萊寶,BC4330)。

1.3 試驗方法將脆蜜金柑果實洗凈晾干,分為4組,分別進行不同處理。處理1:黑暗(對照,CK),果實裝入11號透明PE自封袋(30 cm×40 cm,下同)密封,置于人工氣候箱[(23±1) ℃,相對濕度為88%～95%,以下同],黑暗貯藏7 d。處理2,紅光照射(Red),果實裝入11號透明PE自封袋密封,果蒂朝上,置于裝有LED紅光光源[660 nm,5 200 lx,總功率1 500 W,數字式照度計(GM1040,深圳市聚茂源科技有限公司)測定果面光照度范圍為756～765 lx]的人工氣候箱中,光照12 h/黑暗12 h交替貯藏7 d。處理3:乙烯利處理(Ethephon),果實在300 mg/L乙烯利溶液中浸泡2 min后自然晾干,裝入11號透明PE自封袋密封,置于人氣候箱中,黑暗貯藏7 d。處理4:紅光和乙烯利協同處理(Red +Ethephon),果實于300 mg/L乙烯利溶液中浸泡2 min后自然晾干,果實裝入11號透明PE自封袋密封,果蒂朝上,置于裝有LED紅光光源(同上)的人工氣候箱中,光照12 h/黑暗12 h交替貯藏7 d。LED紅光光源照射果實示意圖見圖1。

圖1 LED紅光光源照射脆蜜金柑果實示意

1.4 指標測定果面色差測定:每個處理每個取樣點取6個果實,用CM-205色差儀測定果面色差值。選擇果實赤道面4個點,頂部、底部各1個點,測定表面亮度L*(0為黑,100為白)、紅綠色差a*(正值為紅,負值為綠)、黃藍色差b*(正值為黃,負值為藍),取平均值。

果實(去皮)硬度測定:每個處理每個取樣點取果實18個(3個生物學重復),使用GY-4-J型硬度計測定果實硬度。測量前在果實中部區(qū)域削去1 cm2左右果皮,測量時使果實中心與儀器測試桿呈一條直線,按開機后待液晶顯示屏顯示為穩(wěn)定后,按“峰值”鍵進入峰值測量模式,將手柄壓下使測試頭對正削皮果肉處,均勻壓入至刻線處為止,完成測量。

果實內在品質測定:每個處理每個取樣點取果實18個(3個生物學重復),用榨汁機榨汁后過濾取果汁,用糖酸度計測定可溶性固形物和可滴定酸。

果皮主要色素含量測定:葉綠素含量測定按照植物葉綠素含量檢測試劑盒說明書操作,類胡蘿卜素含量測定按照植物類胡蘿卜素含量檢測試劑盒說明書操作。

1.5 數據分析使用IBM SPSS Statistics 26進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 處理對果實轉色的影響從圖2可見,隨貯藏時間增加,對照果實轉色不明顯,貯藏7 d仍為綠色。紅光和乙烯利各自單獨處理均能促進褪綠,但均存在褪綠不均勻的弊端。紅光和乙烯利協同處理褪綠效果最好,貯藏5 d即全部轉黃。

圖2 紅光和乙烯利單獨/協同處理脆蜜金柑果實褪綠轉色情況

CIE L*a*b*模式被廣泛用于測量食品的顏色差異[21]。由圖3可知,對照果實的L*、a*和b*值在整個貯藏過程中未產生明顯變化;但外源處理果實的L*、a*、b*值隨著貯藏時間增加而增加,貯藏3～5 d是變化最快的階段。貯藏5 d,紅光和乙烯利協同處理和紅光單獨處理果實(果皮)的L*、a*和b*值均顯著(p<0.05)大于對照(CK),乙烯利單處理果實的a*和b*值與對照無顯著性差異;貯藏5 d和7 d果實(果皮)的L*、a*和b*值均以紅光和乙烯利協同處理最高。這與果實外觀變化一致。說明,紅光和乙烯利協同處理促進褪綠的效果最好。

圖3 紅光和乙烯利單獨/協同處理對脆蜜金柑果皮色差的影響

2.2 處理對果皮色素含量的影響從圖4可看出,在貯藏過程中,果皮葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量均呈下降變化趨勢,外源處理與對照相比下降更明顯。貯藏3 d,紅光、乙烯利、紅光協同乙烯利處理的總葉綠素含量均下降顯著,分別較對照低18.61%、7.93%和26.42%。貯藏3 d后,紅光協同乙烯利處理的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量急速下降至較低水平,顯著低于同時期其他處理及對照?？梢?在促進脆蜜金柑果皮褪綠方面,紅光和乙烯利均有明顯效果,紅光協同乙烯利的效果更優(yōu)。由圖4可知,對照和乙烯利單獨處理果實類胡蘿卜素含量在整個貯藏期變化較小,且同一時期兩者無顯著性差異;紅光和紅光協同乙烯利處理果實類胡蘿卜素含量在貯藏3 d顯著升高,分別為對照的1.82和1.84倍,此后趨于穩(wěn)定?？梢?在促進脆蜜金柑果皮呈色方面,紅光有明顯效果,乙烯利基本無效果。

圖4 紅光和乙烯利單獨/協同處理對脆蜜金柑果皮色素含量(以鮮質量計)的影響

2.3 處理對果實硬度的影響貯藏過程中失水、軟化會直接縮短果實貯藏時間,影響果實商業(yè)價值。從圖5可以看出,對照及外源處理果實硬度在貯藏期間變化不大,同一時期相互間也無顯著性差異。

圖5 紅光和乙烯利單獨/協同處理對脆蜜金柑果實硬度的影響

2.4 外源處理對果皮內在品質的影響從圖6可以看出,同一時期,各外源處理和對照相互之間果實可溶性固形物差異無顯著性。

圖6 紅光和乙烯利單獨/協同處理對脆蜜金柑果實內在品質的影響

貯藏5 d及以內時間,外源處理及對照相互之間的果實可滴定酸含量和固酸比差異均無顯著性。貯藏7 d,紅光單獨處理的可滴定酸含量顯著低于對照,下降了6.15%;紅光單獨/協同乙烯利處理的固酸比顯著大于對照。綜合來看,紅光單獨/協同乙烯利處理可加速果實成熟,使果實內在品質提高的作用。

3 討論

3.1 紅光照射是一種優(yōu)越于乙烯利浸果的脆蜜金柑采后褪綠轉色方法β-胡蘿卜素是金柑果皮中類胡蘿卜素的主要組分之一,其成分和含量與金柑的外觀顏色密切相關。有研究發(fā)現,β-胡蘿卜素含量與果面色差b*值正相關[22]。在本試驗中,貯藏后期乙烯利處理果實類胡蘿卜素含量較低,b*值較高。這可能是因為乙烯利處理褪綠不均明顯,色差測定取樣存在偏差所致。從葉綠素含量變化來看,紅光和乙烯利均有明顯促進脆蜜金柑果皮褪綠的效果,紅光協同乙烯利的效果更優(yōu)。從類胡蘿卜素含量變化來看,紅光有明顯促進脆蜜金柑果皮呈色的效果,乙烯利基本無效果。這說明,紅光照射是一種優(yōu)越于乙烯利浸果的采后褪綠轉色方法。

有研究顯示,紅光照射對金柑果實的褪綠效果等同于樹體果實在自然條件下提前成熟[20],紅光會加速葉綠體向有色體轉化,導致葉綠素含量降低,并顯著促進類胡蘿卜素代謝中間產物的合成,類胡蘿卜素是體現金柑營養(yǎng)和健康價值的重要指標,具有抗氧化、抗癌、提高自身免疫力的功效[19]。在本研究中,紅光促進脆蜜金柑果皮均勻轉色,并顯著提高類胡蘿卜素含量,提高其營養(yǎng)價值。本研究發(fā)現,紅光+300 mg/L乙烯利處理在促進脆蜜金柑果實褪綠轉色方面具有優(yōu)越性,表現為L*、a*和b*值上升速度快,葉綠素a和葉綠素b降解速率明顯優(yōu)于單用紅光或單用乙烯利,與袁梓洢[23]的研究結果相似。

3.2 紅光照射和乙烯利浸果對脆蜜金柑果實貯藏特性的影響前人研究表明,紅光處理對果實貯藏特性具有積極影響,例如,紅光促進植物生長、開花結果以及果實可溶性固形物積累[24-25],還可以加快呼吸躍變型果實如香梨和杧果轉色[26]。低劑量乙烯利可以短暫刺激柑桔果實外果皮著色,且對果實可溶性固形物、可滴定酸等物質含量無顯著性影響[27]。本研究通過比較采后紅光、乙烯利、紅光協同乙烯利處理果實可溶性固形物含量發(fā)現,相同時期各處理間無顯著差異。這可能是由于本試驗中紅光的光照強度未達到閾值。后期可開展紅光光照強度梯度試驗,以確定最適宜光照強度范圍。結合前人研究表明,紅光促進了果實中內源激素如乙烯、脫落酸等的合成[20],提高了果實物質積累,進而影響果實貯藏特性,但調控機理還需要進一步研究。從果實可滴定酸含量和固酸比變化來看,紅光單獨/協同乙烯利處理可加速脆蜜金柑果實成熟,有利于果實品質提升。

4 結論

紅光照射促進脆蜜金柑果實轉色的同時,提高了類胡蘿卜素等含量,促進成熟和果實品質提升。綜合比較,紅光照射是一種優(yōu)越于乙烯利浸果的脆蜜金柑采后褪綠轉色方法,但單用紅光依然存在褪綠不均的問題,紅光照射和乙烯利浸果協同處理則解決了這一問題。300 mg/L乙烯利浸果+紅光照射處理脆蜜金柑果實,5 d即可完全褪綠轉色,對果實風味和內在品質無不良影響,是一種極具推廣潛力的方法。