张 锐,韩丽婷,王 娟,周开兵
(海南大学热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点试验室,海南海口570228)
荔枝(Litchi chinesis Sonn.)已成为我国第四大果树[1],为了增强荔枝果实在国际和国内市场上的竞争力,有必要研究其果实品质发育问题.
妃子笑、紫娘喜和白糖罂荔枝是海南荔枝产业3个支柱品种[2],也是海南出口荔枝的当家品种[3].其中,妃子笑荔枝果皮全红时果肉口感偏酸(即“退糖”现象)而选择在青果时采摘(即“滞绿”现象)[4-5],其外观影响了市场竞争力;紫娘喜荔枝是海南本地选育的优良品种,果实采收时,具有鲜艳的外观和鲜美的口感,颇受国内外消费者的欢迎[3,6].由于不同产地环境会影响荔枝果实的内外观品质[7-9],尽管前人[5,10-11]已对广东荔枝产区的妃子笑荔枝和另一优良主栽品种糯米糍荔枝的果皮着色特点进行了比较,但海南荔枝特早熟产区的妃子笑荔枝的内外观品质可能不同于广东产区,紫娘喜荔枝果皮和果肉的发育特点也可能与糯米糍荔枝不同,因此,有必要对海南荔枝特早熟产区的两大优良主栽品种妃子笑和紫娘喜荔枝果皮的着色特点进行对比,藉此参照紫娘喜荔枝果皮着色的发育特点,来制定合理的妃子笑荔枝果实内外观品质发育的调节技术.
试验地点设在海南省农业科学院热带果树研究所永发科研示范基地.基地处于热带季风气候区,年平均气温23.8℃,年平均日照时数2059 h,年均降雨量1786.1 mm,且雨热同季,终年无霜.基地位于澄迈县北部平原台地,土壤为砖红壤且肥沃.选取生长势一致的健壮妃子笑和紫娘喜荔枝16年生树各5株.稳果后在每株树上选5个不同方位且大小基本一致的果实作为每次取样的标准果,并挂牌标记.对妃子笑和紫娘喜荔枝分别从2012年的5月6日、5月16日开始着色时到2012年的5月26日、6月6日果皮全红时,每隔3或4 d取一次果样,取样时参照标准果在每株样树上采收发育程度相同的果实5个,在田间将样果及时用液氮速冻,然后带回实验室储存于超低温冰箱中备用.
采用改良的Arnon法[12]测定荔枝果皮叶绿素和类胡萝卜素含量;采用 Pirie et al[13]和张昭其等[14]的方法测定果皮花色素苷含量;采用蒽酮比色法[15]测定果肉可溶性糖含量;采用中和滴定法[16]测定果肉总酸含量,并换算成柠檬酸含量;采用Minolta CR2300型全自动测色色差计测定果皮颜色指标a和b值,并换算出色角度 h 值[h=tan-1(b/a)][11].a、b和 h 值与颜色的关系如图1所示.a值随负值到正值不断增大表示颜色由绿不断转红,a值越大则越红;b值随负值到正值不断增大表示颜色由蓝不断转黄,b值越大则越黄;h值表示颜色的综合色彩,h值为0-90°时,越小则表示越红.指标测定均重复3次.
图1 a、b和h值与颜色的关系示意图Fig.1 The relationship between a ,b,h values and colour
采用SAS软件ANOVA过程作方差分析;采用LSD法作多重比较分析;采用CORR过程作一元线性相关性分析.
由图2、3可见,两个荔枝品种果皮的a值均逐渐增大,表明果皮颜色不断转红.妃子笑荔枝在5月6-13日,a值急剧增大,5月13日后a值变化不明显;紫娘喜荔枝在5月16日至6月2日,a值急剧增大,随后无显著变化.在果皮着色期,紫娘喜荔枝果皮a值增大的幅度比妃子笑荔枝大.可见,妃子笑荔枝果皮迅速转红发生在果皮全红前2周以前,而紫娘喜荔枝则发生在果皮全红前4 d以前.
由图2、3可见,两个荔枝品种果皮的h值总体上均呈减小趋势,且变化特征相似.在着色中期(妃子笑荔枝为5月13-16日,紫娘喜荔枝为6月20-26日)均出现一个小幅度的增大,在此期间的前后h值显著减小.可见,两个荔枝品种果皮总体上在果皮全红前转红.这与上述a值所反映的两个荔枝品种果皮迅速转红的结果不一致,是h值综合考虑绿色减退的缘故.
由图4可见:妃子笑荔枝果肉的可溶性糖含量在5月20日前增加幅度缓慢,酸含量显著减少;5月20日后可溶性糖含量无显著变化,5月23日酸含量显著增加而在5月26日下降,5月26日时的酸含量与5月20日时的差异不显著.由图5可见,紫娘喜荔枝果肉的可溶性糖含量初期缓慢增加直至5月30日后趋于平稳,但酸含量在5月20日前小幅度增加,此后则大幅度减少.由图4、5可见:妃子笑荔枝果肉的糖酸比在5月20日前总体上呈增大趋势,直至达到最大值(60.61%),随后显著减小;紫娘喜荔枝果肉的糖酸比总体上也呈增大趋势,至6月6日达到最大值.
对荔枝果肉糖酸指标与果皮a和h值的关系进行分析的结果表明:妃子笑荔枝果肉糖酸比最大的时间比果皮完全着色的时间提早约6 d,果皮全红时因果肉酸含量显著增加而导致糖酸比显著减小(综合口感变酸);紫娘喜荔枝果皮着色的时间与果肉糖酸比增大的时间同步.
图2 妃子笑荔枝果皮a和h值的变化Fig.2 The changes of the values of a and h in pericarp of Feizixiao litchi
图3 紫娘喜荔枝果皮a和h值的变化Fig.3 The changes of the values of a and h in pericarp of Ziniangxi litchi
图4 妃子笑荔枝果肉糖酸指标的变化Fig.4 The changes of the indicators of sugar and acid in flesh of Feizixiao litchi
图5 紫娘喜荔枝果肉糖酸指标的变化Fig.5 The changes of the indicators of sugar and acid in flesh of Ziniangxi litchi
由图6、7可见,两个荔枝品种果皮着色时叶绿素和类胡萝卜素的含量总体上呈减少趋势,花色素苷含量总体上呈增加趋势,叶绿素含量与花色素苷含量之间均呈负相关关系(妃子笑r=-0.7672*,紫娘喜r=-0.5712*,*表示P<0.05).表明荔枝果皮着色是由果皮花色素苷含量增加和叶绿素含量减少所致.
妃子笑果实着色初期(5月6日)的果皮花色素苷含量(0.000355 mg·g-1)与紫娘喜荔枝果实着色初期(5月16日)的果皮花色素苷含量(0.000408 mg·g-1)相差并不明显,但果面全红时,妃子笑荔枝果皮的花色素苷含量明显高于紫娘喜荔枝.
由图6可见:妃子笑荔枝果皮的叶绿素含量在5月13日前变化不显著,5月13-16日和5月20-23日则急剧下降,至采收前不再发生显著变化;类胡萝卜素含量在5月9-16日显著减少,在此期间的前后则无显著变化.由图7可见:紫娘喜荔枝果皮的叶绿素含量在5月30日前持续急剧减少,此后减少趋于平缓;类胡萝卜素含量在5月20-23日显著减少,在此期间的前后变化平缓.由图6、7可见:妃子笑荔枝果皮的叶绿素含量明显高于紫娘喜荔枝,两个荔枝品种果皮的类胡萝卜素含量无明显差异.可见,两个荔枝品种果皮叶绿素含量的变化特征完全不同,而类胡萝卜素含量则具有相似的变化特征(仅显著下降的时间长短不同).
图6 妃子笑荔枝果皮色素含量的变化Fig.6 The changes of the contents of pigments in pericarp of Feizixiao litchi
图7 紫娘喜荔枝果皮色素含量的变化Fig.7 The changes of the contents of pigments in pericarp of Ziniangxi litchi
对荔枝果皮色素含量与a和h值的关系进行分析的结果表明:果皮着色时,紫娘喜荔枝果皮的a值与花色素苷含量之间呈显著的正相关关系(r=0.7571*,*表示P<0.05);妃子笑荔枝果皮的a值与花色素苷含量在着色期呈相同的变化趋势,但相关性不显著(r=0.4324);两个荔枝品种果皮的h值与花色素苷含量之间呈显著的线性负相关关系(妃子笑r=-0.7940*;紫娘喜r=-0.7186*,*表示P<0.05).表明两个荔枝品种果皮着色与花色素苷含量之间呈有相同的变化趋势,说明果皮花色素苷的积累在两个荔枝品种果皮着色中均起主导作用.结合图4、5的结果表明,妃子笑荔枝果肉糖酸比最高时,因其果皮花色素苷含量过低和叶绿素含量过高而导致果皮不能转红.
本试验对“妃子笑和紫娘喜荔枝果皮色素含量与果皮着色的关系”的研究结果与前人[5,10-11,17-18]对妃子笑、糯米糍、白糖罂和三月红荔枝的研究结果一致.本试验采用全自动测色色差计观测两个荔枝品种果皮着色的动态过程,而不再是粗略地估测着色面积或指数[4,7],着色量化更为准确和客观.本试验结果表明,两个荔枝品种果皮的花色素苷含量与红色指标a和h值呈线性相关性,而叶绿素含量与a和h值无线性相关性,因此本试验首次总结出荔枝果皮花色素苷的积累对果皮着色起主导作用.
本试验结果表明,妃子笑荔枝果皮着色与果肉变甜的发育是不同步的,果肉变甜较果皮变红提前约6 d.妃子笑荔枝果皮“滞绿”是由果皮花色素苷含量较低和叶绿素含量较高引起的,这与前人在广东产区的试验结果不一致.李平等[10]研究表明,妃子笑荔枝果皮花色素苷含量低导致其“滞绿”;王惠聪等[5,19]和高飞飞等[11]研究表明,妃子笑荔枝果皮“滞绿”是由果皮叶绿素含量过高(妃子笑果皮花色素苷含量明显高于糯米糍荔枝)引起的.本试验结果还表明,妃子笑荔枝果皮全红时,果肉可溶性糖含量无显著减少,但酸含量增加引起糖酸比减小,导致口感变酸即所谓“退糖”现象,这与前人在广东产区的试验结果也不一致.王惠聪等[5,19]研究表明,妃子笑荔枝果皮全红时果肉可溶性糖含量减少,这种差异可能与产地环境差异有关.妃子笑荔枝在海南特早熟产区栽培使果实发育发生了变化,果实成熟期能提前21 d至1个月[1].本试验结果表明,紫娘喜荔枝果皮着色与果肉变甜是同步的,果皮色素含量的变化特点与糯米糍荔枝[5,19]相似,但果肉变甜的机理有差异.紫娘喜荔枝果肉的可溶性糖含量在果皮全红前10 d升至最高并维持稳定,而酸含量持续下降;糯米糍荔枝果肉的可溶性糖含量则在果皮全红前持续增加,在果皮全红时维持稳定[5,19].
基于荔枝果皮和果肉的发育属于两个相对独立的系统[20],参照紫娘喜荔枝果皮着色与果肉变甜同步的特点,可设法促进妃子笑荔枝果皮的花色素苷提前积累并使叶绿素提前降解,或在果皮全红前抑制果肉酸含量的增加,从而使妃子笑荔枝果实内外观品质实现同步发育.
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