苗立祥,張豫超,楊肖芳,蔣桂華
(浙江省農(nóng)業(yè)科學院 園藝研究所,浙江 杭州 310021)
草莓芳香多汁、酸甜適口、營養(yǎng)豐富,是我國冬春重要的時令水果。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計,2016年我國草莓面積達14.10萬hm2,總產(chǎn)量約380萬t,占世界草莓總產(chǎn)量的41.7%,是世界上草莓第一大生產(chǎn)國。1953—2016年,我國25家單位共選育出了108個草莓品種[1],為我國草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻。
越心是浙江省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所以Camorasa和章姬雜交后再與幸香(父本)雜交育成的品種,果實短圓錐形或球形,風味佳,甜酸適口。植株生長勢中等,連續(xù)開花坐果能力強,豐產(chǎn)性好[2]。2014年11月通過浙江省非主要農(nóng)作物品種審定委員會審定,2016—2018年連續(xù)被浙江省農(nóng)業(yè)廳列入種植業(yè)主導品種。栽培水平是影響果實品質(zhì)的主要因素[3-10],為此對越心第1、第2級花序果實品質(zhì)形成的規(guī)律進行了研究。
供試材料為越心草莓,種植于浙江省嘉興市海寧市許村鎮(zhèn)楊渡村浙江省農(nóng)業(yè)科學院楊渡科研基地。9月7日定植,分別標記第1花序和第2花序頂果(I-1、II-1)、第2果(I-2、II-2)、第3果(I-3、II-3)及第4果(I-4、II-4)開花日期,采摘開花、結(jié)果日期相近的果實進行試驗分析。
1.2.1 色差值的測定與計算
采用ADCI-60-C色差自動檢測器(北京光學儀器廠)測定果實赤道部位的亮度值(L*)、紅綠色差(a*)、黃藍色差(b*),進而計算色度角H=arctanb*/a*和色飽和度C=[(a*)2+(b*)2]0.5,并參照Carreo等[11]的方法計算果實顏色指數(shù)CIRG=(180-H)/(L*+C)。
1.2.2 花青苷組分與含量的測定
參考榮寧寧等[12]的方法,用高效液相色譜儀Waters 2695、2998紫外檢測器和Waters X-bridge C18柱進行檢測,檢測波長是520 nm。
1.2.3 可溶性糖和有機酸含量測定
草莓果實中的可溶性糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)和有機酸(草酸、L-蘋果酸和檸檬酸)參考Miao等[13]的方法,利用高效液相色譜儀Waters 2695進行測定??扇苄蕴怯玫臋z測器 2414示差檢測器,分析柱是Waters Sugar-Pak1。有機酸用的是Waters 2998紫外檢測器和Waters X-bridge C18柱,檢測波長是210 nm。
采用SPSS 19.0進行差異顯著性分析,用GraphPad Prism 6進行作圖。
果皮顏色為紅色的草莓果實在成熟時外觀色澤的變化與紅色葡萄類似,因此采用了葡萄上的評價體系用于草莓果實外觀色澤變化的量化研究。
L*表示光澤明亮度,數(shù)值范圍為(1,100),L*值越大,表示果面光澤度越好,反之越低。由表1可以看出,光澤最好的果實是第1花序第4果(I-4),從第1花序第3果開始,果實光澤度均比第1和第2果好。這可能是由于前2果在植株上的掛果時間較長,12月中下的光照較差有關(guān)。
a*和b*表示顏色組分,取值范圍均在(-60,60),a*正值代表紅色,a*負值代表綠色。由表1可以看出,第2花序的第4果(II-4)a*顯著高于其他果實,顏色也最紅。第1花序的第3(I-3)和第4果(I-4)的紅色最淺。b*正值代表黃色,b*負值代表藍色,其絕對值越大,顏色越深。成熟草莓果實底色為黃色,所以b*均為正值。其中第1花序的果實由于發(fā)育時間長,其b*值也較大。
表1 越心果實不同采收季節(jié)色差比較
注:I-1表示第1花序頂果,I-2表示第1花序第2果,I-3表示第1花序第3果,I-4表示第1花序第4果。II-1表示第2花序頂果,II-2表示第2花序第2果,II-3表示第2花序第3果,II-4表示第2花序第4果。同列數(shù)據(jù)后沒有相同字母表示差異顯著(P<0.05)。
H值為色調(diào)角,數(shù)值在0°~180°,依次為紫紅、紅、橙紅、橙、黃、黃綠、綠和藍綠,H=0°時為紫紅,H=90°時為黃色,H=180°時為綠色。H>100°時,H值越大,表明果實綠色越深;H<50°時,H值越小,表明果實紅色越深。由表1可知,所采的草莓果實H值均小于50°,且都在1°以下,表明都是成熟的紅色果實。其中第2花序第4果(II-4)的值最小,表明上色(紅色)最深。
C*為色澤飽和度,數(shù)值大小指示色彩的純度,C*值越大,表明果皮顏色種類越少,色彩鮮明,C*值越低,表明果皮顏色種類較多,色彩較黯淡。第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)C*值最大。第1花序第3果(I-3)和第4果(I-4)的C*值最小,可能是因為此時處于冬季低溫弱光時期,果實上色慢造成的。
CIRG表示果實的成熟指數(shù),其值越大表示顏色越深。由表1可以看出,各級果實之間的CIRG沒有顯著性差異,表明所采集的草莓果實均已完全成熟且外表成熟度相似。
成熟草莓果實中花青苷組分主要是矢車菊素-3-O葡萄糖苷(Cy)和天竺葵素-3-O葡萄糖苷(Pg)。在越心草莓中Pg占總含量的90%以上。由圖1可以看出,第1花序的前3果和第2花序的第3、第4沒有差異,但均高于其他果實。第1花序的前3果花青苷含量高的原因是在植株上掛果時間長,積累的花青苷也多。第2花序的第3和第4果含量較高,是因為后期田間溫度快速升高,導致果實中花青苷快速積累,以適應成熟進程。
圖1 不同采收季節(jié)越心草莓果實花青苷含量比較
圖2 不同采收季節(jié)越心草莓果實糖含量比較
蔗糖、葡萄糖和果糖是草莓果實中主要的可溶性糖。由圖2可知,蔗糖在越心草莓中主要在溫度較低時積累,其中第1花序第2果(I-2)、第3果(I-3)、第4果(I-4)和第2花序第1果(II-1)中蔗糖的含量顯著高于其他果實。第2花序后3果(II-2,II-3,II-4)中蔗糖的含量均低于其他果實。果糖和葡萄糖在第1花序第2果(I-2)和第4果(I-4)中含量最高。第1花序各果實和第2花序第1果的總糖含量高于第2花序的其他果實。
草莓果實中最主要的有機酸是檸檬酸,占越心草莓有機酸總量的70%以上。由圖3可知,第1花序第3果(I-3)的檸檬酸、L-蘋果酸和草酸含量最高。第1花序的各果實和第2花序第2果的總酸含量顯著高于第2花序的其他果實。
圖3 不同采收季節(jié)越心草莓果實有機酸含量比較
草莓在我國以鮮食為主,成熟期在11月到1月的果實,由于晝夜溫差大,夜間植株呼吸作用弱,植株營養(yǎng)生長慢,物質(zhì)能量消耗少,光合作用產(chǎn)物積累(糖、酸等)相對增加,果實品質(zhì)也較好。2月份開始氣溫迅速回升,晝夜溫差逐漸減少,植株也開始大量生長,開花坐果也多,導致光合產(chǎn)物消耗增加并且分散,從而導致品質(zhì)下降[14]。
雖然采集的果實在成熟度上沒有差異,但第1、2級花序部分果實之間的色澤有顯著差異。其中,光澤明亮度最好的果實是第1花序第4果(I-4),第2花序第4果(II-4)的果皮顏色最紅,色澤飽和度最好的第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)。第1花序的前3果和第2花序的第3、第4果花青苷含量最高。造成這種差異的原因除了果實發(fā)育期的光照強弱不同外,還與晝夜溫差以及溫度的高低有關(guān)。
第2花序第1果及之前的果實總糖含量都比較高,這主要是由于晝夜溫差大,以及果實在植株上長時間接受光合產(chǎn)物形成的。2月份后天氣轉(zhuǎn)暖,植株和果實對光后產(chǎn)物的消耗增大,細胞壁降解酶和修飾酶活動加快,促使多糖水解,打破細胞壁間的交聯(lián)結(jié)構(gòu),最終使果實軟化,因此,果實成熟需要的時間會大大縮短,糖分積累會大大減少[15-16]。
風味是草莓重要的品質(zhì),除了受可溶性糖影響外,還與成熟果實中有機酸含量密切相關(guān)。水果中主要的有機酸是蘋果酸和檸檬酸。越心果實中主要有機酸是檸檬酸,占總含量的70%以上。在2月份之前采摘的草莓果實給人的感覺上是甜而不酸,實際上其有機酸的含量在整個生長季節(jié)中是最高的。其中第1花序的各果實和第2花序第2果的總酸含量顯著高于第2花序的其他3果。2月份之后,草莓果實的糖度呈下降趨勢,風味偏酸。此時,雖然植株的光合能力大大增強,光合產(chǎn)物除了供給果實外,主要被植株營養(yǎng)生長所消耗,所以不論是糖或酸的含量都會降低。
L*、a*、b*、H、C*、CIRG是描述色空間常用的指標。紅色的草莓和紅色的葡萄發(fā)育進程非常類似,因此本研究采用了葡萄的評價體系來研究草莓色澤的變化。研究結(jié)果顯示,除了CIRG外,其他指標的變化趨勢與葡萄一致。CIRG代表了成熟度,數(shù)值越大,成熟度越高,顏色也越深。在葡萄上CIRG<2為黃綠,2