王曉南,陳傳武,黃宙遠(yuǎn),黃海媛,付慧敏,封 捷,馮 靜,韋 杰

(1 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院,南寧,530004;2 廣西特色作物研究院,廣西桂林,541010;3 融安縣農(nóng)業(yè)投資開發(fā)有限責(zé)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(shí)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值[3]。由于生長(zhǎng)在氣候溫暖地區(qū),存在果肉成熟后果皮未褪綠的現(xiàn)象[4],這導(dǎo)致生產(chǎn)上采收期不同,不僅增加人工采摘成本,還降低了果實(shí)外觀品質(zhì)。為降低采摘成本和保證品質(zhì)一致性,生產(chǎn)上普遍采用集中采收再用乙烯(乙烯利)促進(jìn)柑桔果實(shí)著色的辦法[5-6],但單用乙烯處理需要持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間和較高的處理濃度[7],且褪綠效果不佳,與自然成熟果實(shí)相比,表現(xiàn)為果實(shí)著色淺、果蒂易形成紅斑[8-9]。生產(chǎn)中,有些果商為搶早市、掙快錢,針對(duì)是果皮滯綠或綠黃斑駁色澤的脆蜜金柑,甚至?xí)ㄟ^噴施無標(biāo)簽著色劑進(jìn)行催熟和上色,然后推向市場(chǎng),存在損害脆蜜金柑市場(chǎng)形象的極大風(fēng)險(xiǎn),甚至可能摧毀整個(gè)產(chǎn)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(shí)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(diào)控作用[12-14],其中,紅光和藍(lán)光對(duì)柑桔果實(shí)色澤的調(diào)控作用已被廣泛研究[15-17]。有研究發(fā)現(xiàn),越桔采用紅藍(lán)光組合處理夜間補(bǔ)光能促進(jìn)越桔營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、促進(jìn)花芽分化和提高果實(shí)品質(zhì)[18],對(duì)乙烯褪綠早熟蜜桔果實(shí)采用450 nm藍(lán)光處理可以促進(jìn)果皮總類胡蘿卜素含量的積累[19],藍(lán)光無明顯促進(jìn)金柑果實(shí)褪綠的作用,而紅光(660 nm)對(duì)促進(jìn)金柑果實(shí)轉(zhuǎn)色具有特異性[20]?；诖?以紅光對(duì)柑桔果皮色素的調(diào)控作用作為切入點(diǎn),研究660 nm紅光和乙烯利處理對(duì)脆蜜金柑果實(shí)著色的影響,為進(jìn)一步提高脆蜜金柑的品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

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

1.2 儀器設(shè)備低溫人工氣候箱(DRXM-358-4,賽福,寧波)、糖酸度計(jì)(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(jì)(UV-2600i,島津,日本)、水果硬度計(jì)(GY-4-J,浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司)、植物葉綠素含量檢測(cè)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(cè)試劑盒(可見分光光度法,索萊寶,BC4330)。

1.3 試驗(yàn)方法將脆蜜金柑果實(shí)洗凈晾干,分為4組,分別進(jìn)行不同處理。處理1:黑暗(對(duì)照,CK),果實(shí)裝入11號(hào)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(duì)濕度為88%～95%,以下同],黑暗貯藏7 d。處理2,紅光照射(Red),果實(shí)裝入11號(hào)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(shù)字式照度計(jì)(GM1040,深圳市聚茂源科技有限公司)測(cè)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(shí)在300 mg/L乙烯利溶液中浸泡2 min后自然晾干,裝入11號(hào)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(xié)同處理(Red +Ethephon),果實(shí)于300 mg/L乙烯利溶液中浸泡2 min后自然晾干,果實(shí)裝入11號(hào)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(shí)示意圖見圖1。

圖1 LED紅光光源照射脆蜜金柑果實(shí)示意

1.4 指標(biāo)測(cè)定果面色差測(cè)定:每個(gè)處理每個(gè)取樣點(diǎn)取6個(gè)果實(shí),用CM-205色差儀測(cè)定果面色差值。選擇果實(shí)赤道面4個(gè)點(diǎn),頂部、底部各1個(gè)點(diǎn),測(cè)定表面亮度L*(0為黑,100為白)、紅綠色差a*(正值為紅,負(fù)值為綠)、黃藍(lán)色差b*(正值為黃,負(fù)值為藍(lán)),取平均值。

果實(shí)(去皮)硬度測(cè)定:每個(gè)處理每個(gè)取樣點(diǎn)取果實(shí)18個(gè)(3個(gè)生物學(xué)重復(fù)),使用GY-4-J型硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度。測(cè)量前在果實(shí)中部區(qū)域削去1 cm2左右果皮,測(cè)量時(shí)使果實(shí)中心與儀器測(cè)試桿呈一條直線,按開機(jī)后待液晶顯示屏顯示為穩(wěn)定后,按“峰值”鍵進(jìn)入峰值測(cè)量模式,將手柄壓下使測(cè)試頭對(duì)正削皮果肉處,均勻壓入至刻線處為止,完成測(cè)量。

果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定:每個(gè)處理每個(gè)取樣點(diǎn)取果實(shí)18個(gè)(3個(gè)生物學(xué)重復(fù)),用榨汁機(jī)榨汁后過濾取果汁,用糖酸度計(jì)測(cè)定可溶性固形物和可滴定酸。

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

1.5 數(shù)據(jù)分析使用IBM SPSS Statistics 26進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 處理對(duì)果實(shí)轉(zhuǎn)色的影響從圖2可見,隨貯藏時(shí)間增加,對(duì)照果實(shí)轉(zhuǎn)色不明顯,貯藏7 d仍為綠色。紅光和乙烯利各自單獨(dú)處理均能促進(jìn)褪綠,但均存在褪綠不均勻的弊端。紅光和乙烯利協(xié)同處理褪綠效果最好,貯藏5 d即全部轉(zhuǎn)黃。

圖2 紅光和乙烯利單獨(dú)/協(xié)同處理脆蜜金柑果實(shí)褪綠轉(zhuǎn)色情況

CIE L*a*b*模式被廣泛用于測(cè)量食品的顏色差異[21]。由圖3可知,對(duì)照果實(shí)的L*、a*和b*值在整個(gè)貯藏過程中未產(chǎn)生明顯變化;但外源處理果實(shí)的L*、a*、b*值隨著貯藏時(shí)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(xié)同處理和紅光單獨(dú)處理果實(shí)(果皮)的L*、a*和b*值均顯著(p<0.05)大于對(duì)照(CK),乙烯利單處理果實(shí)的a*和b*值與對(duì)照無顯著性差異;貯藏5 d和7 d果實(shí)(果皮)的L*、a*和b*值均以紅光和乙烯利協(xié)同處理最高。這與果實(shí)外觀變化一致。說明,紅光和乙烯利協(xié)同處理促進(jìn)褪綠的效果最好。

圖3 紅光和乙烯利單獨(dú)/協(xié)同處理對(duì)脆蜜金柑果皮色差的影響

2.2 處理對(duì)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?cè)~綠素含量均呈下降變化趨勢(shì),外源處理與對(duì)照相比下降更明顯。貯藏3 d,紅光、乙烯利、紅光協(xié)同乙烯利處理的總?cè)~綠素含量均下降顯著,分別較對(duì)照低18.61%、7.93%和26.42%。貯藏3 d后,紅光協(xié)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(shí)期其他處理及對(duì)照。可見,在促進(jìn)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(xié)同乙烯利的效果更優(yōu)。由圖4可知,對(duì)照和乙烯利單獨(dú)處理果實(shí)類胡蘿卜素含量在整個(gè)貯藏期變化較小,且同一時(shí)期兩者無顯著性差異;紅光和紅光協(xié)同乙烯利處理果實(shí)類胡蘿卜素含量在貯藏3 d顯著升高,分別為對(duì)照的1.82和1.84倍,此后趨于穩(wěn)定?？梢?在促進(jìn)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(dú)/協(xié)同處理對(duì)脆蜜金柑果皮色素含量(以鮮質(zhì)量計(jì))的影響

2.3 處理對(duì)果實(shí)硬度的影響貯藏過程中失水、軟化會(huì)直接縮短果實(shí)貯藏時(shí)間,影響果實(shí)商業(yè)價(jià)值。從圖5可以看出,對(duì)照及外源處理果實(shí)硬度在貯藏期間變化不大,同一時(shí)期相互間也無顯著性差異。

圖5 紅光和乙烯利單獨(dú)/協(xié)同處理對(duì)脆蜜金柑果實(shí)硬度的影響

2.4 外源處理對(duì)果皮內(nèi)在品質(zhì)的影響從圖6可以看出,同一時(shí)期,各外源處理和對(duì)照相互之間果實(shí)可溶性固形物差異無顯著性。

圖6 紅光和乙烯利單獨(dú)/協(xié)同處理對(duì)脆蜜金柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

貯藏5 d及以內(nèi)時(shí)間,外源處理及對(duì)照相互之間的果實(shí)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(dú)處理的可滴定酸含量顯著低于對(duì)照,下降了6.15%;紅光單獨(dú)/協(xié)同乙烯利處理的固酸比顯著大于對(duì)照。綜合來看,紅光單獨(dú)/協(xié)同乙烯利處理可加速果實(shí)成熟,使果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)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(zhuǎn)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(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),β-胡蘿卜素含量與果面色差b*值正相關(guān)[22]。在本試驗(yàn)中,貯藏后期乙烯利處理果實(shí)類胡蘿卜素含量較低,b*值較高。這可能是因?yàn)橐蚁├幚硗示G不均明顯,色差測(cè)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(jìn)脆蜜金柑果皮褪綠的效果,紅光協(xié)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(jìn)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(zhuǎn)色方法。

有研究顯示,紅光照射對(duì)金柑果實(shí)的褪綠效果等同于樹體果實(shí)在自然條件下提前成熟[20],紅光會(huì)加速葉綠體向有色體轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致葉綠素含量降低,并顯著促進(jìn)類胡蘿卜素代謝中間產(chǎn)物的合成,類胡蘿卜素是體現(xiàn)金柑營(yíng)養(yǎng)和健康價(jià)值的重要指標(biāo),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(jìn)脆蜜金柑果皮均勻轉(zhuǎn)色,并顯著提高類胡蘿卜素含量,提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本研究發(fā)現(xiàn),紅光+300 mg/L乙烯利處理在促進(jìn)脆蜜金柑果實(shí)褪綠轉(zhuǎn)色方面具有優(yōu)越性,表現(xiàn)為L(zhǎng)*、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(jié)果相似。

3.2 紅光照射和乙烯利浸果對(duì)脆蜜金柑果實(shí)貯藏特性的影響前人研究表明,紅光處理對(duì)果實(shí)貯藏特性具有積極影響,例如,紅光促進(jìn)植物生長(zhǎng)、開花結(jié)果以及果實(shí)可溶性固形物積累[24-25],還可以加快呼吸躍變型果實(shí)如香梨和杧果轉(zhuǎn)色[26]。低劑量乙烯利可以短暫刺激柑桔果實(shí)外果皮著色,且對(duì)果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸等物質(zhì)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(xié)同乙烯利處理果實(shí)可溶性固形物含量發(fā)現(xiàn),相同時(shí)期各處理間無顯著差異。這可能是由于本試驗(yàn)中紅光的光照強(qiáng)度未達(dá)到閾值。后期可開展紅光光照強(qiáng)度梯度試驗(yàn),以確定最適宜光照強(qiáng)度范圍。結(jié)合前人研究表明,紅光促進(jìn)了果實(shí)中內(nèi)源激素如乙烯、脫落酸等的合成[20],提高了果實(shí)物質(zhì)積累,進(jìn)而影響果實(shí)貯藏特性,但調(diào)控機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。從果實(shí)可滴定酸含量和固酸比變化來看,紅光單獨(dú)/協(xié)同乙烯利處理可加速脆蜜金柑果實(shí)成熟,有利于果實(shí)品質(zhì)提升。

4 結(jié)論

紅光照射促進(jìn)脆蜜金柑果實(shí)轉(zhuǎn)色的同時(shí),提高了類胡蘿卜素等含量,促進(jìn)成熟和果實(shí)品質(zhì)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(zhuǎn)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(xié)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(shí),5 d即可完全褪綠轉(zhuǎn)色,對(duì)果實(shí)風(fēng)味和內(nèi)在品質(zhì)無不良影響,是一種極具推廣潛力的方法。