套袋对马家柚果实外观及内在品质的影响

谢婧蘅 杨 莉 旦世浩 邱 丽 张王妮 刘德春 胡 威 刘 勇

(江西农业大学农学院,江西 南昌 330045)

马家柚[Citrusmaxima(L.)Osbeck cv.Majiayou]原产江西省上饶市广丰区,是江西省特色优质的一个地方栽培品种,其主要优点是果大,清甜可口,富含番茄红素。但马家柚果实表面粗糙,着色不均匀,果点大,且经常有病虫危害产生的疮疤,影响果面外观品质。果实套袋是一种常见的保护措施,不仅可以改善果实外观品质、防治病虫鸟害、降低农药残留和裂果等,还可以通过改变果实发育的微环境影响果实内在品质[1],该技术已经广泛应用于苹果[2]、葡萄[3]、梨[4]和柑橘等[5-6]。大量研究表明,套袋能使果面更光滑,这与其减少了外界环境的直接刺激,使果点或油胞变小、颜色变淡等有关;此外,遮光条件和病虫害的减少导致果皮色泽均一,也使其外观有明显改善[6-8]。套袋处理下果皮色泽一般会变浅,有关柑橘果皮类胡萝卜素含量和成分在套袋后变化的研究已有不少报道,程春振等[9]研究表明套袋的不知火果皮中类胡萝卜素含量低于未套袋果实,吴世涛[10]也得到套袋后的三红蜜柚果皮中的β-胡萝卜素和玉米黄素以及琯溪蜜柚果皮中的β-胡萝卜素含量均降低的结果。不过前人对套袋后果肉色泽的研究相对较少,而且在不同物种或品种上表现不同,如王贵元等[11]发现带袋采收的成熟红肉脐橙果肉中番茄红素和β-胡萝卜素含量会降低,而邓海燕等[12]认为套袋显著提高了红皮红肉型火龙果果肉的甜菜苷色素含量。在套袋对果实内在品质影响的研究中,大量报道认为遮光处理会导致果实主要内含物含量下降[13-16]。但也有研究结果显示套袋不会对果实品质产生影响,如沙田柚进行套袋后含糖量未发生明显变化[17],黄冠梨果实在套袋处理后其Vc含量与不套袋处理无显著差异[18]。不同纸袋类型和摘袋时间对果实品质的影响也不尽相同,在纸袋类型方面,刘要鑫等[19]用3种柚果专用纸袋对金桔蜜柚进行试验发现,外棕内黑双层柚果专用纸袋套袋处理的果实转色最好、外观品质最佳,内在品质下降最小;徐锴等[20]选择了5种不同材质和颜色的果袋对早酥红梨进行套袋处理,结果表明褐色果袋最佳。在摘袋时间方面,有研究表明采前10 d摘除果袋可获得优质高产的无刺卡因菠萝[21];王平贵等[22]认为鲁中地区红富士苹果适宜的摘袋时期为采收前25 d。可见,套袋对果实的影响因果实品种及套袋方式的不同而有所差异。因此,本研究通过分析不同纸袋类型和不同摘袋时期对马家柚果实外观和内在品质变化的影响,旨在探究马家柚在生产上最佳的套袋方式,为其果实品质提升提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017年7月至11月在江西省上饶市广丰区排山镇果园进行,随机选取生长势和结果量基本一致的6株10年生马家柚作为试验材料。

1.2 试验设计

试验于2017年7月25日(盛花后80 d左右)选择大小和性状基本相同的马家柚果实进行套袋。设置单层黄色纸袋(T1)、双层外黄内黑纸袋(T2)、三层外黄内黑纸袋(T3)、双层外红内黑纸袋(T4)、三层外红内黑纸袋(T5)共5种不同纸袋类型处理,以不套袋处理为对照(CK),每种处理在一株果树上套袋2个果实,每种处理共套袋12个果实,统一于2017年11月10日进行采摘,每个处理挑选6个长势一致的果实进行果实外观和内在品质的测定,重复3次。

设置7月25日用双层外黄内黑纸袋(T2)套袋后分别于9月25日(Z1)、10月10日(Z2)、10月25日(Z3)、11月10日(Z4)共4个不同摘袋时间处理,以不套袋处理为对照(CK),每种处理在一株果树上套袋3个果实,每种处理共套袋12个果实,统一于2017年11月10日进行采摘,每个处理挑选6个长势一致的果实进行果实外观和内在品质的测定,重复3次。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 果实品质的测定 果实的纵、横径由游标卡尺测出,纵、横径的比值即果形指数。使用台秤直接称重测定单果质量。使用游标卡尺测量马家柚赤道部位果皮厚度。可食率为可食部分重量与果实总重量的百分比。出汁率为果汁总重量与果实总重量的百分比。采用PAL-1数字手持式可固仪(ATAGO,日本)测定可溶固形物含量;采用NaOH滴定法测定可滴定酸含量;采用蒽酮比色法测定总糖含量;采用2,6-二氯靛酚法测定Vc含量[23]。

1.3.2 果实色泽的测定 色泽采用CIELab表色系统,使用CR-400(D65光源)色差计(KONICA MINOLTA,日本)测定L*、a*、b*和H值。L*值表示明亮度,数值越大,亮度越高;a*值表示红绿色差,数值越大越红,越小越绿;b*值表示黄蓝色差,数值越大越黄,越小越蓝;H值表示色调角,数值从0°～90°变化时,颜色变化依次为紫红色、橙红色、橙黄色、黄色,数值从90°～180°变化时,颜色变化依次为黄绿色、绿色、蓝绿色;色差综合指标(color contribution index,CCI)=1 000×a*/(L*×b*)。

1.3.3 果肉番茄红素和β-胡萝卜素的提取和测定采用丙酮-石油醚法提取马家柚果肉番茄红素和β-胡萝卜素。先将果肉和囊衣分离(大果采用赤道部位1 cm宽处果肉),用液氮速冻果肉,然后用MM400低温研磨仪(Retsch,德国)充分粉碎,置于-80℃保存备用。称取2 g果肉,加入10 mL丙酮-石油醚(v∶v=1∶1)没过样品,50℃水浴15 min,然后8 000 r·min-1离心10 min,上清液过滤收集,反复提取至无色。将收集的上清液转移至分液漏斗,静置分层。上层有机相过装有无水硫酸钠的漏斗,下层用石油醚再次萃取,于N-1300V-W旋转蒸发仪(EYELA,日本)中35℃旋转蒸发至干,然后用3 mL二氯甲烷溶解,并经0.45μm滤膜过滤后,通过高效液相色谱检测。每个处理重复3次。采用LC-20A Prominence高效液相色谱仪(日本岛津),使用Waters Symmetry Shield RP18反相色谱柱(4.6 mm×250 mm×5μm)测定。二极管阵列检测器,检测波长450 nm,柱温30℃。流动相为乙腈∶二氯甲烷∶甲醇=20∶75∶5(v∶v∶v),流速1 mL·min-1。上样体积为10μL,采用β-类胡萝卜素标准品(购自美国Sigma公司)和番茄红素标准品(购自美国Sigma公司)进行分析。

1.4 数据分析

采用Excel 2016进行数据整理及作图,采用SSPS 22.0对数据进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同纸袋类型对马家柚果实品质的影响

2.1.1 不同纸袋类型对马家柚果实色泽的影响 由表1和图1可知,不同纸袋类型套袋处理对果皮色泽影响较大。5种不同纸袋类型套袋处理后果实果皮亮度L*值均增加,其中T2的亮度最大,但与T3、T4和T5无显著差异;T2果皮a*值最大,也与T3、T4和T5无显著差异,但显著高于T1和CK;T2果皮b*值最小,但与T3、T4和T5无显著差异;两层和三层纸袋间及其不同颜色纸袋间果皮色调角H*值无显著差异,但均显著低于单层纸袋和不套袋处理,其中,T2的H*值最小,T1最大;两层和三层纸袋间以及其不同颜色纸袋间果皮色差综合指标(CCI)值无显著差异,但均显著高于单层纸袋和不套袋处理,其中,T2和T5的CCI值最大,T1最小。总体而言,马家柚需要一定厚度(两层或三层)的纸袋进行套袋才能使果皮色泽表现出更加良好的综合性状,在厚度相同的情况下比较黄色和红色纸袋的结果发现,二者的a*、b*、L*、H*和CCI值均无显著差异,说明纸袋颜色对马家柚果皮色泽基本无影响。

由表2和图2可知,套袋处理对果肉色泽影响较大。套袋会导致果肉L*值降低,其中CK的L*值最大,T4最小,各套袋处理之间无显著差异;各套袋处理之间a*值差异不显著,但均显著高于CK;T3和T4的果肉b*值较小,显著低于T5,但与CK、T1和T2之间无显著差异;T3果肉的H值最低,显著低于T1、T5和CK,但与T2和T4无显著差异;T3和T4果肉的CCI值最高,显著高于T5和CK,但与T1和T2之间无显著差异。综上所述,套袋可使果肉更红、综合表现更好,除T5外,其他各套袋处理间差异较小。

表1 不同纸袋类型对马家柚果皮色泽的影响Table1 Effects of different paper type on peel color of Majia pomelo

表2 不同纸袋类型对马家柚果肉色泽的影响Table2 Effects of different paper type on pulp color of Majia pomelo

2.1.2 不同纸袋类型对马家柚品质的影响 如表3所示,通过对比不同厚度的外黄袋结果发现,套袋会导致单果重有一定程度的降低,并随着纸袋厚度增加而逐渐降低,不同纸袋颜色对单果重影响较小,各套袋处理除T5外,均与CK无显著差异;套袋厚度和不同颜色纸袋处理对果形指数、果皮厚度、可食率和出汁率的影响较小。各套袋处理果实的可溶固形物、总糖和可滴定酸含量均无显著差异,其中,T5的果实可溶固形物含量最高,T4最低;T1和T2的果实总糖含量最高,T4最低;T4的果实可滴定酸含量最高,T2最低。通过对比不同厚度的外黄袋结果发现,果实Vc含量随着纸袋厚度的增加而逐渐降低;而红色纸袋果实的Vc含量低于黄色纸袋,但各处理间无显著差异。各处理果实的β-胡萝卜素和番茄红素含量差异有相似性,套袋后二者含量均增加,并且T2、T3和T4显著高于其他处理。综上所述,除单果重外,套袋处理对马家柚的果形、可食率以及果实主要内含物(总糖、可滴定酸、Vc等)均无显著影响,且不同纸袋之间也未出现明显差异。但套袋处理对果肉主要类胡萝卜素含量产生影响,其中以T2、T3和T4较好。

表3 不同纸袋类型对马家柚果实品质的影响Table3 Effects of different paper type on fruit quality of Majia pomelo

2.2 不同摘袋时间对马家柚果实品质的影响

2.2.1 不同摘袋时间对马家柚果实色泽的影响 由表4和图3可知,不同摘袋时间对马家柚果实色泽有明显影响。Z4果皮L*值最大,显著高于CK,但与Z1、Z2和Z3之间无显著差异;随着摘袋时间的提前果皮a*值下降,但所有摘袋处理均高于CK,其中Z4的a*值最大,显著高于其他摘袋时间处理;CK果皮b*值最大,显著高于Z2、Z3和Z4,但与Z1差异不显著;随着摘袋时间延后,果皮H*值逐渐降低,果皮由黄绿色转变为黄色,其中Z4的H*值最小,显著低于其他摘袋时间处理;随着摘袋时间延后,果皮CCI值逐步上升,其中Z4的CCI值最大,显著高于其他摘袋时间处理。总体而言,相比于不套袋和提前摘袋处理,套袋后带袋采收(Z4)的马家柚综合表现更好。

由表5和图4可知,不同摘袋时间对马家柚果肉色泽影响较大。随着摘袋时间延后,果肉L*值呈降低趋势,其中CK最大,但所有处理均无显著差异;Z1的果肉a*值最大,显著高于CK和Z2,但与Z3、Z4无显著差异;Z1的果肉b*值最大,但所有处理间均无显著差异;Z3的果肉H*值最小,显著低于CK和Z2,但与Z1、Z4无显著差异;Z3的果肉CCI值最大,显著高于CK,但与其摘袋时间处理无显著差异。总体而言,提前15 d摘袋(Z3)和套袋后带袋采收(Z4)的果肉色泽综合表现最好,颜色更红。

表4 不同摘袋时间对马家柚果皮色泽的影响Table4 Effects of different debagging time on peel color of Majia pomelo

表5 不同摘袋时间对马家柚果肉色泽的影响Table5 Effects of different debagging time on pulp color of Majia pomelo

2.2.2 不同摘袋时间对马家柚果实品质的影响 由表6可知,摘袋时间对马家柚果实大小和果形指数无明显影响,各处理差异不显著;CK的果皮厚度最低,显著低于Z2,但与Z1、Z3和Z4无显著差异。摘袋时间对果实可食率和出汁率无明显影响,各处理差异不显著。各摘袋时间处理果实的可溶性固形物、总糖、可滴定酸和Vc含量均无显著差异,其中,CK的可溶固形物含量最高,Z2最低;Z4的总糖含量最高,Z3最低;Z3的可滴定酸含量最高,Z1最低;Z2的Vc含量最高,Z4最低。Z3的β-胡萝卜素和番茄红素含量最高,但均与Z1、Z4无显著差异。综上所述,不同摘袋时间处理不会对果实内在品质造成较大的影响,但10月10日之后摘袋果实的番茄红素和β-胡萝卜素含量更高。

表6 不同摘袋时间对马家柚果实品质的影响Table6 Effects of different debagging time on fruit quality of Majia pomelo

3 讨论

果皮色泽除了由果实种类和品种决定外,还受环境因素的调控,光照是影响果实色泽的重要因子之一[24]。果袋阻隔了果实与外界环境的直接接触,减少了病虫鸟害和机械损伤,同时也在很大程度上改变了果实接受的光质、光强等,从而对果皮的着色、亮度和光洁度等外观品质有明显的改善作用[25-27]。本研究结果也显示套袋后马家柚果皮综合品质提高,这可能与套袋后果实表皮层细胞分泌的蜡质和木质素减少、果皮色素比例改变等原因有关[7,28]。不同果袋类型影响果实外观品质的研究主要集中在果袋透光率的差异,大量研究认为果袋的透光率越低,果皮的光亮度越好[29-31],本研究也发现使用一定厚度的纸袋套袋且带袋采收能显著改善马家柚果实的外观品质。另外,过早摘袋不利于马家柚果实转色(褪绿),此现象在满天红梨和尤力克柠檬等黄色果皮的柑橘中也有发现[32-33]。

果实的内在品质是决定果实商品性优劣的重要指标,较多研究表明套袋对果实内在品质的形成存在负面影响。有研究表明,套袋降低了塔罗科血橙[34]、中油4号油桃[35]、新红星苹果[36]、翡翠柚和处红柚[13]的可溶性固形物、可滴定酸和Vc含量,也降低了瑞阳苹果[16]、秋雪桃[37]、鸡嘴荔[38]和早熟梨[39]的总糖含量。果实套袋后在果袋形成的高温高湿和弱光环境,使得同化物向果实的输入减少,同时提高了果实的呼吸强度,使得碳水化合物的消耗增加[40-41],这也可能是品质下降的主要原因。但也有研究发现通过对不同透光率的果袋以及对套袋和摘袋时间进行合理选择,可以有效缓解套袋对果实内在品质产生的负面影响[42-46]。而本试验发现,无论是果袋类型还是摘袋时间的改变,均未对马家柚果实果形、可食用率、果实主要内含物(可溶性固形物、总糖、可滴定酸和Vc)产生显著影响,这与在福橙[47]、沾冬2号冬枣[48]上的研究结果一致,此外贵州无籽刺梨[49]、红地球葡萄[50]、秋白梨[51]和妃子笑荔枝[52]等套袋后果实的可溶性固形物含量还出现高于不套袋处理的情况,所以套袋对果实内在品质的影响也与基因型有关,其具体原因还需要进一步深入研究。

类胡萝卜素是柑橘果实的主要呈色色素,其代谢水平受外界环境和自身生长发育的影响[53]。大量研究表明,光是影响植物类胡萝卜素积累的关键调控因素之一[54-56],套袋产生的弱光环境可以明显影响果实的类胡萝卜素积累。Zhao等[57]指出套袋提高了钦黄、百香雅、红玉和贵妃成熟芒果果实中的总类胡萝卜素含量,董新甜等[58]也发现类胡萝卜素含量随着金童6号和金童8号黄桃果实的成熟呈逐步上升趋势,在成熟期套袋果实的类胡萝卜素含量显著高于未套袋果实。这与本试验结果基本一致,套袋促进了马家柚果实番茄红素和β-胡萝卜素的积累,加快了果肉转色且加深了色泽。邱丽等[59]发现套袋与番茄红素和β-胡萝卜素的合成以及代谢基因的表达密切相关,但具体的机制还需进一步研究。

4 结论

本研究结果表明,使用双层外黄内黑纸袋对马家柚进行套袋且带袋采收最佳,能显著改善马家柚果实外观品质,且对果实主要内含物等基本无显著影响,并提高了果肉主要类胡萝卜素含量。本研究为提升马家柚的果实品质提供了一定的理论依据,也为进一步探索套袋对果实类胡萝卜素含量的影响奠定了基础。