载果量对初果期晚熟杂柑风味及质地品质的影响

2022-04-21 15:43徐芳杰蒋飞安海山章加应徐志宏王鹏
南方农业学报 2022年1期
关键词:果皮

徐芳杰 蒋飞 安海山 章加应 徐志宏 王鹏

摘要:【目的】探討不同树体载果量水平对初果期红桔、美国糖桔、春见、红美人和胡柚等5个晚熟杂柑品种风味品质及果实质地的影响,以期为各品种初果期最适宜树体载果量区间设定和鲜食品质提升提供理论依据。【方法】2019年,以生长势基本一致、4年生的各品种挂果树为材料,在设施栽培条件下设定单一载果量处理,以果实可溶性固形物(TSS)含量与可滴定酸(TA)含量比值变化趋势为主要指标,判断各品种果实成熟进程并选定相对适宜的采收期;2020年在此基础上设定高、低载果量2个处理,分别测定各品种成熟期果实TSS和TA含量,果肉和果皮中可溶性糖、有机酸组分及含量,以及果实质地相关参数,并对载果量与各果实品质指标进行相关分析。【结果】适宜的低载果量下,初果期红桔果肉中蔗糖、果糖、葡萄糖和柠檬酸含量不同程度提升;春见果肉中蔗糖、果糖和葡萄糖含量提升的同时柠檬酸含量下降、苹果酸含量提升;而红美人在低载果量下果肉中蔗糖含量下降、葡萄糖含量提升的同时苹果酸含量下降,各品种果肉中糖酸比例不同程度发生改变;至采收时,高载果量处理下红桔TSS/TA比值较低载果量降低12.7%;春见和美国糖桔2个品种TSS/TA比值较低载果量分别增加7.3%和7.1%。在红桔上,树体载果量水平与果皮硬度呈极显著相关(P<0.01,下同),与果皮韧性和果肉有机酸含量呈显著相关(P<0.05,下同);在胡柚上,载果量与果皮韧性呈极显著相关,与果皮可溶性糖含量呈显著相关;在红美人上,载果量与果皮硬度呈显著相关,与果皮可溶性糖含量呈极显著相关;在春见上,载果量与果皮有机酸含量呈显著相关,与果肉可溶性糖含量呈极显著相关;在美国糖桔上,载果量与果肉硬度呈极显著相关,与果肉韧性呈显著相关;但所有供试品种果肉化渣性指标,即果肉紧实度和囊衣硬度与树体载果量水平均未表现出明显相关性。【结论】初果期红桔、红美人和胡柚3个供试品种在较低载果量下,TSS/TA比值略高、最终采收时综合风味更好,春见和美国糖桔2个品种则在较高载果量下TSS/TA比值略高,综合风味更佳。该结果可为不同品种柑橘控产提质技术的进一步完善提供数据支持和参考。

关键词: 晚熟杂柑品种;树体载果量;果实风味;果实质地;果皮/果肉糖酸代谢

中图分类号: S666.1                          文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2022)01-0146-11

Effects of fruit load on the flavor quality and texture formation of  medium and late maturing citrus cultivars in primary fruit period

XU Fang-jie1, JIANG Fei2, AN Hai-shan1, ZHANG Jia-ying1, XU Zhi-hong3*, WANG Peng4

(1Forestry and Pomology Research Institute, Shanghai Academy of Agricultural Sciences/Shanghai Key Lab of Protected Horticultural Technology, Shanghai  201403, China; 2Shanghai Research Institute of Citrus, Shanghai  201913,China; 3Zhejiang A & F University, Hangzhou  311300, China; 4Zhejiang Research Institute of Citrus,

Taizhou, Zhejiang  318026, China)

Abstract:【Objective】This study aims to explore the effects of different levels of tree fruit load treatments on the flavor quality and fruit texture of five late maturing citrus cultivars in their early bearing stage, including Red Tangerine (Citrus reticulata cv. Hongju)(RT), (C. clementine × C. sinensis) Osbeck var. Meiguotangju (MGTJ), (C. reticulata × C. sinensis) var. Okitsu No.44 (Okitsu), (C. reticulata × C. sinensis) var. Ehime No. 28(Ehime)  and C. grandis (L.) var. Huyou (Huyou), in order to provide a theoretical basis for identifying an optimal tree fruit load interval for each cultivar and the improvement of flavor quality during their primary fruit period. 【Method】In 2019, four-year-old fruit-bearing trees were taken as materials. A single-level of tree fruit load treatment was set under the conditions of protected cultivation and the total soluble solid content/ titratable acidity content (TSS/TA) ratio change in fruits was used as the main indicator to judge the ripening process of each cultivar. In 2020, two different levels of tree fruit load treatments (low fruit load:I; high fruit load:II) were set to determine the relevant indicators of flavor quality during the near-maturity period of the fruit, including the TSS, TA, soluble sugar and organic acid contents in the flesh and peel, as well as the fruit texture indexes of the fully-ripened fruits. The correlation between fruit load and the fruit quality index were also analyzed. 【Result】The contents of sucrose,fructose, glucose and citric acid in the flesh of RT were increased to different degrees under the relatively lower fruit load treatment. In Okitsu, the contents of sucrose, fructose and glucose increased, while contents of citric acid decreased and malic acid increased. However, under low fruit loading, the content of glucose in Ehime decreased, glucose content was increased, malic acid content decreased. The ratio of sugar/acid in different cultivars changed at harvest time. In RT, the final TSS/TA ratio under high load treatment was 12.7% lower than that from the low load treatment. In contrast, the final TSS/TA ratio of Okitsu and MGTJ under the high load treatment were 7.3% and 7.1% higher than that of the low load treatment, respectively. In RT, tree fruit load level showed extremely significant positive correlation (P<0.01, the same below) with fruit skin hardness, as well as a significant positive correlation (P<0.05, the same below) with its fruit skin firmness and flesh organic acid content. In Huyou, tree fruit load level showed extremely significant and positive correlation with fruit skin toughness, as well as significant positive correlation with its peel soluble sugar content. In Ehime, the tree fruit load level showed a significant positive correlation with fruit skin hardness as well as extremely significant positive correlation with peel soluble sugar content. In Okitsu, the tree fruit load level showed a significant positive correlation with peel organic acid content as well as extremely significant positive correlation with flesh soluble sugar content. In MGTJ, the tree fruit load level showed extremely significant positive correlation with flesh hardness, as well as a significant positive correlation with its flesh toughness. However, among all the pulp indexes oftested varieties, there was no significant correlation between fruit firmness and tree fruit load levels. 【Conclusion】This study suggests that RT, Ehime and Huyou achieve a higher ratio of TSS/TA and better flavor under the relatively lower tree fruit load treatment whereas the ratio of TSS/TA and flavor quality of Okitsu and MGTJ are better under a relatively higher tree fruit load treatment in their early bearing stages. This study provides reference data to support the further improvement of production and quality control of citrus fruits.

Key words: late maturing citrus cultivar; tree fruit load; fruit flavor; fruit texture; sugar and organic acid metabolism in peel/pulp

Foundation items: National Key Research and Development Program of China(2020YFD1000102); Shanghai Science and Technology Promoting Agriculture Project(2019-02-08-00-16-F01126)

0 引言

【研究意义】柑橘是世界第一大果树,也是我国的主要经济果树树种之一,原产品种以宽皮柑橘为主,其中尤以温州蜜柑(Citrus unshiu Marc.)为代表(韩健等,2020)。但宽皮柑橘主供鲜食,成熟期集中且不耐储运。近年来一些中、晚熟杂柑新品种因其高糖高酸、风味浓郁、采收期较长且较宽皮柑橘更耐储运等优点而逐渐受到广泛关注(林媚等,2021),其中较有代表性的品种包括果肉质地极细腻的红美人,肉质脆嫩、高甜浓酸风味浓郁的春见、不知火和沃柑等(徐芳杰等,2018;朱宗瑛等,2018;刘要鑫等,2019)。但连续多年试栽观察结果表明这些杂柑品种对栽培模式、栽培管理技术等要求高,其品种特性,尤其是果实特征性内质风味的充分体现更不同程度受树体载果量的影响。因此,针对不同杂柑品种果实发育特性和糖酸积累规律,设置适宜的树体载果量,在优化完熟果实糖酸比例和提升果实风味方面显得尤为重要。【前人研究进展】研究表明,大多数中、晚熟杂柑品种在设施栽培条件下均能更好地表现出其优异的品种特质,鲜食品质也明显优于露地栽培的温州蜜柑(徐芳杰等,2018;林媚等,2021)。除柑橘外,适宜的树体载果量设置对果实品质提升的重要影响在多个果树品种上已有报道(Marsal et al.,2009;Roussos et al.,2011;Pawar and Rana,2019;González et al.,2020;李宏建等,2020)。传统研究普遍认为,适当降低树体载果量能有效改善果实外观,提升内质风味。Marsal等(2009)报道疏果能显著提高甜樱桃的平均单果重和可溶性固形物含量,提升果肉紧实度和果肉色泽等;魏清江等(2014)研究发现在树体载果量一定的前提下,南丰蜜桔(C. reticulata Blanco cv. Kinokuni)单枝高载果量处理的果肉化渣性相关指标(囊瓣剪切力、果肉紧实度等)显著优于单枝低载果量处理;Aslam等(2019)认为树体载果量能通过影响桃的蔗糖合成酶等活性来影响果实发育过程中可溶性糖积累;González等(2020)报道在嘎啦苹果上施用化学疏花疏果剂能显著改善果皮色泽,提高平均单果重和果型整齐度,提升果实风味。这些结果提示了一个重要的研究方向,即不同的树体载果量、枝组载果量水平不仅能影响果肉中糖酸代谢,更可能影响果肉质地(细腻程度、囊衣厚薄),而这些感官品質指标正是优异品种的品质特色所在(Marsal et al.,2009;魏清江等,2014;Bizzani et al.,2017;Zhou et al.,2018a;Liu et al.,2019)。【本研究切入点】目前关于树体载果量对果实品质形成的影响研究大多重点关注果肉可溶性糖积累、有机酸降解、各糖酸组分或功能性成分的含量及比例等(Chen et al.,2013;Zhou et al.,2018b;李宏建等,2020;Lama et al.,2020;Zhang et al.,2020),极少研究关注果实成熟进程中,尤其是初果期果实的果皮、果肉糖酸代谢之间是否存在关联,及其果皮糖酸代谢对果皮和果肉质地变化是否有影响。【拟解决的关键问题】选取初果期红桔、美国糖桔、春见、红美人和胡柚等5个晚熟杂柑品种作为试验材料,设定不同水平树体载果量处理,研究果实成熟过程中果皮和果肉糖酸代谢规律及其对果肉质地形成的影响,以期为不同杂柑品种的最适树体载果量设置和最优品质获得提供数据支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

以生长势相近的4年生枳砧红桔[Red Tange-rine(C. reticultica cv. Hongju)](RT)、美国糖桔[(C. clementine×C. sinensis Osbeck) var. Meiguotangju](MGTJ)、春见[(C. reticulata×C. sinensis) var. Okitsu No.44](Okitsu)、红美人[(C. reticulata×C. sinensis) var. Ehime No.28](Ehime)和胡柚[C. grandis(L.) var. Huyou](Huyou)等5个晚熟杂柑品种为材料,所有供试果树在2018年底初次挂果。在上海市农业科学院庄行综合试验站的温室大棚内开展相关试验。株行距4 m×4 m,根据不同品种花期,2019—2020年分别在花后约210 d(11月下旬,果皮转色2/3~3/4)、230 d(12月中旬,果皮完全转色但颜色为浅橙黄)和245 d(12月底,果皮颜色深橙黄至橙红)3个时间节点前后在树冠外围不同方向随机选取大小一致、无病虫害的果实,单株小区,8次重复,果实采收后分装果肉和果皮鲜样,置于液氮速冷后转入-80 ℃超低温冰箱冻存,另一部分果肉制成新鲜匀浆待用。

1. 2 树体载果量设置

根据各品种树体大小、最终坐果量和前期连续观察记录花果比等预试验,在田间常规花果管理对各品种进行人工疏花疏果时,参照“一棵树保留多个结果枝组、每个结果枝组留一定数量的果实”为标准进行最终留果。供试红桔树体冠幅在1.7 m×1.5 m左右,全树留17个结果枝组、每个结果枝组留果1~3个;美国糖桔树体冠幅在1.5 m×1.4 m左右,全树留12个结果枝组,每个枝组留果1~3个;红美人树体冠幅在1.5 m×1.3 m左右,全树留10个结果枝组,每个枝组留果1~2个;春见树体冠幅在1.4 m×1.7 m左右,全树留15个结果枝组,每个枝组留果1~2个;胡柚树体较大且长势旺盛,冠幅在2.5 m×2.7 m左右,全树留20个结果枝组,每个枝组留果1~2个。以此为标准,2019年每个品种设定单一载果量水平(红桔:50果/株;美国糖桔:30果/株;红美人:20果/株;春见:30果/株;胡柚:40果/株),并观察果实成熟进程和记录糖酸积累规律。

根据2019年试验结果,在2020年设定I和II 2个树体载果量水平,载果量II处理(高载果量)各品种留果量与2019年一致,载果量I处理(低载果量)按照平均每个结果枝组挂果量减半的标准,再根据实际每个枝组挂果数,综合选择设定各为载果量II的一半,即红桔25果/株,美国糖桔15果/株,红美人10果/株,春见15果/株,胡柚20果/株。

1. 3 果园土壤基本理化性质分析

每年果实采收后至冬季施基肥前,在供试设施大棚内随机选取9个位点,用土钻钻取0~20 cm和20~40 cm土层的土壤样品并充分混匀,每个位点取得的土壤样品质量不低于2 kg,带回实验室将混合土样分成3份,风干、研磨、过200目筛后测定土壤基本理化性质、主要矿质养分含量(Kozera and Majcherczak,2011)和有机质含量(Wang et al.,2019)。

1. 4 果实品质和果皮/果肉中糖酸含量及组分分析

果实可溶性固形物(TSS)含量用手持式折光仪(PAL-1)读取,可滴定酸(TA)含量用标准碱滴定,计算固酸比;抗坏血酸含量参照Ruck(1963)的方法测定。

果皮、果肉中可溶性糖(蔗糖、果糖、葡萄糖)和有机酸(柠檬酸、苹果酸)含量用高效液相色谱(HPLC,Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA)法测定(Zhou et al.,2018a)。测定可溶性糖含量时使用CARBOSep CHO-620毛细管柱(10 μm×6 mm×250 mm)(Transgenomic,Inc.,New Haven,CT,USA),示差折光检测器,柱温80 ℃;每次进样10 μL;流动相为超纯水(ddH2O)。测定有机酸含量则使用ZORBAX Eclipse XDB-C18毛细管柱(10 μm×4.6 mm ×250 mm)(Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA)和紫外探测器,检测波长λ=210 nm;每次进样10 μL,流动相为0.02 mol/L KH2PO4(pH=2.9),外标法定量,各可溶性糖和有机酸标准品均购于Sigma公司。

1. 5 果实质地有关参数测定

果实质地有关参数主要包括果皮硬度/韧性、果肉硬度/韧性、果肉紧实度及囊衣硬度等,以果肉紧实度和囊衣硬度2个参数与果肉化渣性关系最为密切,本研究中使用质构仪(TA. XTplus,Stable Micro Systems,Godalming,UK)测定果肉质地相关参数(Zhou et al.,2018a),使用P/2探针(直径2 mm),探头速度1~10 mm/s,穿刺深度10 mm。测前速度5 mm/s,貫入速度10 mm/s,测后速度5 mm/s,最小感应力5 g,数据采集率400,每个处理随机测12个果实并取平均值。

1. 6 统计分析

使用SPSS 18.0进行数据统计、相关分析和配对样本T检验等,Duncan’s新复极差法进行显著性差异分析,以GraphPad Prism 4(Lo Jolla,CA)制图。

2 结果与分析

2. 1 果园土壤基本理化性质测定结果

由表1可知,供试果园土壤为轻度碱性,有机质含量不高,表层土壤(0~20 cm)的电导率(EC值,示土壤中可溶性盐浓度)较深层土壤(20~40 cm)分别显著降低9.8%(2019年)和21.2%(2020年)(P<0.05,下同),但同一年份不同土层的有效氮磷养分含量差异不显著(P>0.05,下同)。

2. 2 果实TSS和TA含量测定结果

2019年,在近成熟期期间连续3次采样,测定并观察、比较5个供试品种的TSS和TA含量变化趋势,计算TSS/TA比值,根据TSS/TA增幅判断各品种最适宜的集中采收时间。

由表2可知,2019年红桔和美国糖桔在11月下旬—12月中旬期间(成熟期前半程,下同)果实TSS/TA比值增幅分别为42.2%和25.3%,远高于各自12月中旬—下旬期间(成熟期后半程,下同)TSS/TA比值增幅,说明在2019年所设树体载果量水平下这2个品种在12月中旬已达到最佳品质,且直至12月底品质仍基本稳定在高水平。红美人在成熟期前半程TSS/TA比值无明显变化,成熟期后半程增幅则高达34.2%,说明该品种在成熟期后半程果实糖分才开始快速积累,至12月底达到最佳品质;胡柚果实TSS/TA比值在11月下旬—12月下旬期间变化幅度小于10.0%;而春见果实TSS/TA比值增幅在成熟期前、后半程分别为23.6%和24.2%,表现出持续、稳定的上升趋势,说明春见果实达最佳品质的时间可能更晚,但12月底时其TSS含量已高达16.8%,TSS/TA比值也达16.3。因此认为在2019年设定的树体载果量水平下,至12月底,5个供试品种的果实基本达到可采收标准,综合各方因素,为方便同时采收观察,选择12月底作为本研究中各品种集中采收时间较适宜。

在2019年的研究基础上,2020年5个供试品种均设2个树体载果量处理,研究发现,至12月底采收时,低载果量(载果量I)下红美人果实TSS含量较高载果量(载果量II)处理增加13.0%,但二者TSS/TA比值无明显差异,其余4个供试品种在不同载果量下果实TSS含量无显著差异;对比TA含量变化趋势可知,红桔在高载果量处理下果实TA含量增加而春见相反,至采收时,不同载果量处理下红美人和胡柚2个品种TSS/TA比值差异不明显,高载果量处理下,红桔TSS/TA比值较低载果量降低12.7%,春见和美国糖桔2个品种TSS/TA比值较低载果量分别增加7.3%和7.1%。

2. 3 果皮、果肉可溶性糖和有机酸组分与含量测定结果

2. 3. 1 可溶性糖组分与含量测定结果 如图1所示,仅红美人和胡柚2个品种果皮中蔗糖含量因树体载果量不同而表现出显著差异,高载果量处理的蔗糖含量显著高于低载果量处理;而5个供试品种果皮中果糖和葡萄糖含量受树体载果量水平影响不显著,低载果量下的红美人果皮中蔗糖、果糖和葡萄糖含量分别较高载果量处理降低39.3%、14.8%和11.9%,低载果量下胡柚果皮中蔗糖含量和红桔果皮中果糖含量分别较高载果量处理降低92.0%和16.9%。

不同树体载果量对柑橘果肉中可溶性糖含量影响较果皮明显,红桔和春见2个品种在低载果量处理下果肉中3种可溶性糖含量均显著高于高载果量处理,其中红桔果肉中蔗糖、果糖和葡萄糖含量分别较高载果量处理增加8.8%、16.9%和23.5%,春见果肉中蔗糖、果糖和葡萄糖含量分别较高载果量处理增加17.4%、17.9%和11.2%。低载果量下胡柚果肉中葡萄糖含量较高载果量处理显著增加24.7%,而蔗糖和果糖含量受载果量影响不显著。在高载果量下,美国糖桔果肉中蔗糖、果糖和葡萄糖含量分别较低载果量处理显著增加15.4%、30.0%和25.9%;红美人果肉中蔗糖含量较低载果量处理显著增加9.0%,葡萄糖含量较低载果量处理显著减少7.8%,而果糖含量受载果量影响不显著。

2. 3. 2 有机酸组分与含量测定结果 如图2所示,5个供试品种在不同载果量下果皮柠檬酸含量差异均未达显著性水平,而果肉中柠檬酸含量受树体载果量影响较大,红桔和美国糖桔2个品种在低载果量下果肉中柠檬酸含量较高载果量显著增加39.9%和38.7%,而春见和胡柚2个品种在低载果量下果肉中柠檬酸含量显著低于高载果量处理,差异幅度分别为28.5%和28.3%,红美人果肉中柠檬酸含量差异则未达显著性水平。说明多数供试品种果皮和果肉中柠檬酸代谢各自遵循相对独立的进程,且低载果量处理显著促进春见和胡柚果肉降酸。

红桔和胡柚2个品种在低载果量下果皮苹果酸含量均显著低于高载果量处理,差异幅度分别达66.7%和71.7%;其余3个品种在不同载果量下果皮苹果酸含量差异则不显著。红美人在低载果量下果肉中苹果酸含量较高载果量处理显著降低30.3%,其余4个品种果肉中苹果酸含量受载果量影响不显著。

综合各品种果肉中柠檬酸和苹果酸含量的变化规律可知,低载果量下红桔和美国糖桔2个品种果肉中柠檬酸更高而苹果酸含量未受显著影响,红美人果肉中柠檬酸含量未受显著影响而苹果酸含量显著降低,春见果肉中柠檬酸含量显著降低而苹果酸含量升高,胡柚果肉中柠檬酸含量同样显著降低但苹果酸含量未受显著影响。说明不同载果量会影响各品种果肉中柠檬酸和苹果酸的含量与比例,从而不同程度改变各品种的最终果肉风味。

抗坏血酸是柑橘中重要的功能性成分之一,低载果量下,红桔果皮中抗坏血酸含量较高载果量处理增加17.1%,美国糖桔果皮中抗坏血酸含量较高载果量处理显著增加39.5%,红美人和春见则相反,这2个品种果皮中抗坏血酸含量在低载果量下较高载果量分别降低38.4%和23.2%;其中红桔、胡柚和春见3个品种果皮中抗坏血酸含量在不同载果量下无显著差异。除红桔在低载果量下果肉中抗坏血酸含量较高载果量处理显著增加31.7%外,其余4个品种果肉中抗坏血酸含量受载果量影响均不显著。

2. 4 果皮和果肉质地相关参数测定结果

如图3所示,低载果量下胡柚果皮硬度显著增加23.7%,而红美人果皮硬度显著降低38.0%,其余3个品种果皮硬度受载果量影响不显著;低载果量下胡柚果皮韧性显著降低20.8%,其余4个品种果皮韧性差异不显著;不同载果量处理下,5个杂柑品种果肉韧性差异均未达显著性水平;低载果量下红桔、美国糖桔和红美人果肉硬度与高载果量处理间无显著差异,春见和胡柚2个品种低载果量下果肉硬度与高载果量处理相比均显著降低,降幅分别为40.4%和15.4%。

所有果肉質地相关指标中,与果肉化渣性关系最密切的指标主要是囊衣硬度和果肉紧实度,囊衣薄、囊衣硬度低、果肉紧实度低的柑橘化渣性通常更好。图3显示,在低载果量下,仅胡柚囊衣硬度显著升高,增幅为25.3%,而其余4个品种囊衣硬度在不同载果量处理下未表现出显著差异;5个品种的果肉紧实度在不同载果量处理下差异均未达显著性水平,表明低载果量下仅胡柚1个品种化渣性略变差,不同载果量对其余4个品种化渣性影响不显著。

2. 5 不同品种果实质地相关指标与树体载果量水平的相关性

经成对样本T检验统计分析(表4和表5)可知,不同品种杂柑设置不同的树体载果量水平,对果实质地和果肉、果皮中糖酸含量的影响各自遵循不同的规律。在红桔上,树体载果量水平与其果皮硬度和果皮韧性分别呈极显著(P<0.01,下同)和显著相关,但与其果皮可溶性糖和果皮有机酸含量无显著相关性;在美国糖桔上,不同树体载果量水平与其果肉硬度和果肉韧性分别呈极显著和显著相关,但与其果皮、果肉可溶性糖和果肉有机酸含量无显著相关性;在春见上,不同树体载果量水平与其果皮有机酸含量和果肉可溶性糖含量均表现出极显著相关性,但与其果皮和果肉的硬度、韧性等质地相关指标无显著相关性。表明在本研究设定的范围内,不同树体载果量水平对上述3个杂柑品种果皮和果肉糖酸积累的调控并不足以显著影响果皮和果肉的质地结构。但不同树体载果量水平与红美人果皮硬度和果皮可溶性糖含量分别呈显著和极显著相关,不同树体载果量水平与胡柚果皮韧性和果皮可溶性糖分别呈极显著和显著相关。由此可推断,不同树体载果量水平可能同时表现出与部分品种(此处指红美人和胡柚,下同)的果皮可溶性糖或有机酸含量和果皮硬度或韧性有显著相关性,意味着部分品种果皮中糖、酸代谢和果皮硬度、韧性等质地结构参数可能均会不同程度受到树体载果量水平的影响,但从现有结果中暂无法直接推出果皮可溶性糖和有机酸含量改变是否会直接导致果皮硬度和韧性发生相应的变化。相关分析结果还显示,5个供试品种囊衣硬度、果肉紧实度等指标均未表现出与树体载果量有明显相关性,说明至少在本研究设定的树体载果量水平范围内,不同树体载果量水平与果肉化渣性并无直接关联。

3 讨论

2019年,本研究仅设置单一树体载果量水平,主要观察各供试品种在近成熟期期间果实发育和糖酸积累规律,并以此判断各品种最适宜的集中采收时间,结果显示5个供试品种在2019年设定的载果量处理下,果实鲜食品质在12月底均基本达到可采收标准,故2020年在此基础上分设2个载果量水平,即以2019年所设载果量水平为较高载果量水平(载果量II),以较高载果量水平挂果量的1/2为低载果量水平(载果量I),进一步从以下几个方面观察不同载果量水平下果实成熟进程中糖酸积累规律的差异。

3. 1 树体载果量对果实成熟度和风味形成的影响

TSS/TA比值是表征果实风味品质的重要指标之一,可溶性糖和有机酸的组分与含量比例是构成果实独特风味的关键(郑丽静等,2015)。虽然前人研究认为大多数情况下适当降低树体载果量能通过促进果实TSS提升来提高TSS/TA比值(魏清江等,2014;Aslam et al.,2019;González et al.,2020)。但事实上,这种调控作用的方向性因品种而异,Roussos等(2011)报道疏果能增加杏的平均单果重,降低果实硬度,但对果实TSS和TA含量并无显著影响,认为不同树体载果量水平对果肉质地和果肉糖酸代谢的调控可能各自遵循相对独立的机制。类似的结论在大樱桃(Marsal et al.,2009)和桃(Zhou et al.,2018a)中也有报道。本研究结果显示,2020年在不同树体载果量处理下,至采收时,除红美人外,其余4个品种果实TSS含量无显著差异;美国糖桔和胡柚果实TA含量也无显著差异。但各品种果实TSS/TA比值变化趋势各异,至12月底采收时,低载果量处理下红桔果实TSS/TA比值为17.06,比高载果量处理高14.5%,说明在低载果量下红桔果实风味更浓;红美人和胡柚2个品种在不同载果量处理下果实TSS/TA比值差异极小;而美国糖桔和春见2个品种表现为高载果量处理下果实TSS/TA比值较低载果量处理分别增加7.1%和7.3%,且近成熟期后期(12月中旬—下旬)果实TSS含量升幅和TA含量降幅明显增大,说明适宜的高树体载果量有助于加快这2个品种的果实成熟进程。类似的结论在梨(杨盛等,2019)和蓝莓(Zhang et al.,2020)中也有报道。

3. 2 树体载果量对果皮和果肉中可溶性糖及有机酸含量的影响

蔗糖和柠檬酸是柑橘果实中占比最高、代表其标志性风味的可溶性糖和有机酸(魏清江等,2014;林媚等,2021),多数研究认为在保持果肉高糖度的基础上,适当提升酸度可进一步改善鲜食风味(徐芳杰等,2018;蒋飞等,2020;林媚等,2021)。果实发育过程中,果皮和果肉中可溶性糖积累与有机酸降解是相对独立的过程(Lado et al.,2018;Pawar and Rana,2019;Wang et al.,2019;Zhang et al.,2020),Zhou等(2018b)研究了6个不同柑橘品种的果实品质,发现果肉中蔗糖含量从花后60 d至花后180 d呈持续上升趋势,而果肉中柠檬酸含量仅从花后60 d至花后90~120 d持续上升,随后开始下降,直至果实成熟。Chen等(2013)报道在脐橙果实发育过程中,柠檬酸合成酶相关基因一直稳定表达,而柠檬酸降解相关基因表达量有明显的波动,随着果实发育进程的推进,果肉中柠檬酸始终保持稳定地合成,而自花后150 d果实开始进入成熟期后,柠檬酸降解效率才逐渐提高,果肉酸度随之快速下降。这些研究结果均表明,相对于促进可溶性糖积累,对柑橘果肉中有机酸,特别是柠檬酸代谢的调控可能才是影响果实中糖酸平衡和风味的关键。

本研究获得的不同树体载果量处理下各品种果肉中可溶性糖和有機酸积累及代谢规律与上述研究结论(Chen et al.,2013;Zhou et al.,2018b)基本一致,即不同树体载果量水平对各杂柑品种果肉中柠檬酸和苹果酸的含量及其比例有不同程度的影响,低载果量下红桔和美国糖桔2个品种果肉中柠檬酸含量较高载果量处理下更高,春见和胡柚2个品种则相反,在高载果量下果肉中柠檬酸含量有显著升高,这4个品种果肉中苹果酸含量受载果量影响不显著;红美人果肉中苹果酸含量则受载果量影响显著,表现为高载果量下果肉中苹果酸含量更高。表明果肉中糖酸积累规律一定程度上受树体载果量的影响,另一方面可能更多地来自于品种自身特性,这也为后续通过改良栽培技术来提升柑橘果实风味品质提供了思路。

不同树体载果量水平对果皮和果肉中可溶性糖积累和有机酸降解规律的影响表现出不同趋势。在不同树体载果量水平下,红美人和胡柚2个品种果皮中均仅有蔗糖组分含量受到树体载果量水平的影响显著,表现为高载果量下蔗糖含量显著高于低载果量处理。果皮中有机酸各组分含量变化趋势与可溶性糖有明显不同,其中红桔和胡柚2个品种在高载果量下果皮中苹果酸含量显著高于低载果量;而美国糖桔和红美人2个品种果皮中抗坏血酸含量因载果量不同表现出显著差异:高载果量下,红美人果皮中抗坏血酸含量更高,美国糖桔则刚好相反;这可能意味着红美人在高载果量下更不易发生浮皮;这些结果均可说明不同树体载果量水平对果皮中不同有机酸组分含量的调控方向不同。这与前人研究脐橙(Chen et al.,2013;朱宗瑛等,2018)、梨(杨盛等,2019)和蓝莓(Zhang et al.,2020)等的报道有不同程度的差异,由此推断果皮中有机酸的降解机制可能因品种而异。进一步研究发现,虽然不同载果量下各杂柑品种果皮可溶性糖和有机酸各组分均有不同程度的差异,但最终仅有红桔1个品种果皮硬度和韧性表现出与树体载果量水平有相关性,但仅凭本研究得出的结果仍无法直接推断果皮中可溶性糖含量和组分的变化与果皮硬度和韧性是否存在直接关联,说明至少在本研究设定的载果量范围内,果皮质地差异可能更多受品种自身特性影响而非糖酸代谢水平的调控。

3. 3 树体载果量对果实质地和化渣性的影响

柑橘果实质构相关指标中,果肉硬度和韧性被认为主要与总果胶含量有关(Bizzani et al.,2017),果肉紧实度和囊衣硬度则主要与化渣性密切相关,这些指标均对果实鲜食品质有显著影响。许多研究已证实树体载果量会影响果实质构相关参数,Marsal等(2009)在甜樱桃新星的疏果试验中发现,减少38%树体载果量能显著提高樱桃果实硬度和TSS含量;魏清江等(2014)报道化渣性较好的南丰蜜桔(果肉紧实度低、囊衣剪切力小)果实通常TSS/TA比值也较高。本研究结果与上述研究结论有一定差异,红桔、美国糖桔、红美人和春见4个供试品种在高载果量处理下果实TSS/TA比值明显高于低载果量处理。但不同载果量处理与果实化渣性关系最密切的2个关键指标(囊衣硬度和果肉紧实度)并未表现出显著相关性。

在不同树体载果量水平对果肉质地的影响方面,仅美国糖桔1个品种的果肉硬度和韧性2个指标表现出与树体载果量有显著相关性,未见与果肉糖/酸含量有相关性,结合这两部分结果可得:相对较低的树体载果量处理能较好地协调部分供试品种果实中TSS/TA比值的平衡,显著改善多数供试品种的风味,但尚无法轻易推断果皮、果肉糖酸含量与果皮、果肉硬度和韧性之间是否存在显著相关性。因此不同载果量水平下果皮、果肉糖酸代谢对果皮、果肉质地相关参数的影响仍需进一步探索。总体而言,各品种果肉化渣性高低仍主要取决于品种自身特性,受诸如树体载果量水平等外界因素影响相对较小。

4 结论

适宜范围内较低树体载果量能通过促进红桔、红美人和胡柚果肉中蔗糖、葡萄糖等可溶性糖积累,改变柠檬酸、苹果酸等有机酸含量及比例来调节和优化成熟果实的TSS/TA比值,提升鲜食风味。但在本研究设定的范围内,不同载果量对果肉化渣性的影響有限。

参考文献:

韩健,赵宜波,李先信,罗赛男,符红艳,马先锋,邓子牛. 2020. 湖南省宽皮柑橘主产区土壤及柑橘叶片和果实营养元素状况分析[J]. 南方农业学报,51(11):2747-2756. [Han J,Zhao Y B,Li X X,Luo S N,Fu H Y,Ma X F,Deng Z N. 2020. Status of soil,leaves and fruit nutrient elements of mandarins in Hunan main mandarin production areas[J]. Journal of Southern Agriculture,51(11):2747-2756.] doi:10.3969/j.issn.2095-1191.2020.11.018.

蒋飞,张喜喜,毛家男,王磊. 2020. 限根栽培模式对柑橘品质的提升作用研究初探[J]. 浙江柑橘,37(3):11-14. [Jiang F,Zhang X X,Mao J N,Wang L. 2020. Study on the effect of root confinement cultivation mode on the improvement of citrus quality[J]. Zhejiang Citrus,37(3):11-14.] doi:10.13906/j.cnki.zjgj.1009-0584.2020.03.004.

李宏建,王宏,刘志,于年文,宋哲,张秀美,里程辉. 2020. ‘嘎拉’苹果不同留果量对枝类组成,果实品质和产量的影响[J]. 果树学报,37(12):1856-1864. [Li H J,Wang H,Liu Z,Yu N W,Song Z,Zhang X M,Li C H. 2020. Effects of fruit load on the composition of branches,fruit quality and yield of ‘Regal Gala’ apple[J]. Journal of Fruit Science,37(12):1856-1864.] doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20200104.

林媚,姚周麟,王天玉,徐阳,徐建国,张伟清. 2021. 8个杂交柑橘品种的糖酸组分含量及特征研究[J]. 果树学报,38(2):202-211. [Lin M,Yao Z L,Wang T Y,Xu Y,Xu J G,Zhang W Q. 2021. A study on the components and characteristics of sugars and acids in 8 hybrid citrus cultivars[J]. Journal of Fruit Science,38(2):202-211.] doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20200373.

刘要鑫,陈东奎,李果果,仇惠君,欧智涛,陈香玲,黄其椿,赵洪涛. 2019. 不同砧木对沃柑树体及果实品质的影响[J]. 南方农业学报,50(2):338-343. [Liu Y X,Chen D K,Li G G,Qiu H J,Ou Z T,Chen X L,Huang Q C,Zhao H T. 2019. Effect of different rootstocks on Orah’s tree body and fruit quality[J]. Journal of Southern Agriculture,50(2):338-343.] doi:10.3969/j.issn.2095-1191. 2019.02.17.

魏清江,汪妙秋,曾知富,杨成泉,彭抒昂,刘永忠. 2014. 南丰蜜橘化渣性评价及不同结果习性果实的品质比较[J]. 中国农业科学,47(6):1162-1170. [Wei Q J,Wang M Q,Zeng Z F,Yang C Q,Peng S A,Liu Y Z. 2014. Evaluation of the mastication and comparison of fruit quality with different bearing habits in Nanfeng Tangerine(Citrus reticulata Blanco cv. Kinokuni)[J]. Scientia Agricultura Sinica,47(6):1162-1170.] doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.06.013.

徐芳杰,安海山,张学英. 2018. 上海柑橘新品种引种和栽培特性研究初报[J]. 上海农业科技,(2):63-65. [Xu F J,An H S,Zhang X Y. 2018. Preliminary study on introduction and cultivation characteristics of new citrus varieties in Shanghai[J]. Shanghai Agricultural Science and Technology,(2):63-65.] doi:10.3969/j.issn.1001-0106.2018.02. 032.

杨盛,白牡丹,郝国伟,张晓伟,杜海燕,高鹏,郭黄萍. 2019. ‘玉露香’梨果实发育过程中糖、酸积累特性研究[J]. 果树学报,36(8):1013-1019. [Yang S,Bai M D,Hao G W,Zhang X W,Du H Y,Gao P,Guo H P. 2019. Study on sugar and organic acid accumulation during fruit development in ‘Yuluxiang’ pear[J]. Journal of Fruit Science,36(8):1013-1019.] doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20190040.

郑丽静,聂继云,闫震. 2015. 糖酸组分及其对水果风味的影响研究进展[J]. 果树学报,32(2):304-312. [Zheng L J,Nie J Y,Yan Z. 2015. Advances in research on sugars,organic acids and their effects on taste of fruits[J]. Journal of Fruit Science,32(2):304-312.] doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20140271.

朱宗瑛,李明,張长明,谭启玲,胡承孝,谢合平. 2018. 纽荷尔脐橙高产优质的磷钾最佳配比研究[J]. 植物营养与肥料学报,24(4):1105-1112. [Zhu Z Y,Li M,Zhang C M,Tan Q L,Hu C X,Xie H P. 2018. Optimum P and K ratio for high yield and good quality of ‘Newhall’ navel orange[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science,24(4):1105-1112.] doi:10.11674/zwyf.17461.

Aslam M M,Deng L,Wang X B,Wang Y,Pan L,Liu H,Niu L,Lu Z H,Cui G C,Zeng W F,Wang Z Q. 2019. Expression patterns of genes involved in sugar metabolism and accumulation during peach fruit development and ri-pening[J]. Scientia Horticulturae,257:108633. doi:10. 1016/j.scienta.2019.108633.

Bizzani M,Flores D W M,Colnago L A,Ferreira M D. 2017. Non-invasive spectroscopic methods to estimate orange firmness,peel thickness,and total pectin content[J]. Microchemical Journal,133:168-174. doi:10.1016/j.microc. 2017.03.039.

Chen M,Xie X L,Lin Q,Chen J Y,Grierson D,Yin X R,Sun C D,Chen K S. 2013. Differential expression of organic acid degradation-related genes during fruit development of navel oranges(Citrus sinensis) in two habitats[J]. Plant Molecular Biology Reporter,31(5):1131-1140. doi:10.1007/s11105-013-0583-2.

González L,Torres E,Avila G,Bonany J,Alegre S,Carbó J,Martín B,Recasens B,Asin L. 2020. Evaluation of chemi-cal fruit thinning efficiency using Brevis®(Metamitron) on apple trees(‘Gala’) under Spanish conditions[J]. Scientia Horticulturae,261:109003. doi:10.1016/j.scienta.2019. 109003.

Kozera W,Majcherczak E. 2011. Content of macronutrients and values of mole ratios in leaves of thewoolly foxglove(Digitalis lanata Ehrh.) cultivated under differentiated mineral fertilization[J]. Journal of Elementology,16(4):555-565. doi:10.5601/jelem.2011.16.4.05.

Lado J,Gambetta G,Zacarias L. 2018. Key determinants of citrus fruit quality:Metabolites and main changes during maturation[J]. Scientia Horticulturae,233:238-248. doi:10.1016/j.scienta.2018.01.055.

Lama K,Peer R,Shlizerman L,Meir S,Doron-Faigenboim A,Sadka A,Aharoni A,Flaishman M A. 2020. Tissue-speci-fic organic acid metabolism in reproductive and non-reproductive parts of the fig fruit is partially induced by pollination[J]. Physiologia Plantarum,168(1):133-147. doi:10.1111/ppl.12941.

Liu B H,Wang K F,Shu X G,Liang J,Fan X L,Sun L. 2019. Changes in fruit firmness,quality traits and cell wall constituents of two highbush blueberries(Vaccinium corymbosum L.) during postharvest cold storage[J]. Scien-tia Horticulturae,246:557-562. doi:10.1016/j.scienta.2018. 11.042.

Marsal J,Lopez G,Arbones A,Mata M,Vallverdu X,Girona J. 2009. Influence of post-harvest deficit irrigation and pre-harvest fruit thinning on sweet cherry(cv. New Star) fruit firmness and quality[J]. Journal of Horticulture Scien-ce and Biotechnology,84(3):273-278. doi:10.1080/14620316.2009.11512516.

Pawar R,Rana V S. 2019. Manipulation of source-sink relationship in pertinence to better fruit quality and yield in fruit crops:A review[J]. Agricultural Review,40(3):200-207. doi:10.18805/ag.R-1934.

Roussos P A,Sefferou V,Denaxa N K,Tsantili E,Stathis V. 2011. Apricot(Prunus armeniaca L.) fruit quality attributes and phytochemicals under different crop load[J]. Scientia Horticulturae,129(3):472-478. doi:10.1016/j.scienta.2011.04.021.

Ruck J A. 1963. Chemical methods for analysis of fruit and vegetable products[M]. Department of Agriculture,Resea-rch Branch,Canada:1154.

Wang Y J,Liu L,Wang Y,Tao H X,Fan J L,Zhao Z Y,Guo Y P. 2019. Effects of soil water stress on fruit yield,qua-lity and their relationship with sugar metabolism in ‘Gala’ apple[J]. Scientia Horticulturae,258:108753. doi:10.1016/j. scienta.2019.108753.

Zhang J,Nie J Y,Li J,Zhang H,Li Y,Farooq S,Bacha S A S,Wang J. 2020. Evaluation of sugar and organic acid composition and their levels in highbush blueberries from two regions of China[J]. Journal of Integrative Agriculture,19(9):2352-2361. doi:10.1016/S2095-3119(20)63236-1.

Zhou H J,Yu Z F,Ye Z W,Su M S. 2018a. Multiplex analyses of the changes of aromatic compounds during the development of peach fruit using GC-MS and iTRAQ proteomic techniques[J]. Scientia Horticulturae,236: 96-105. doi:10.1016/j.scienta.2018.03.009.

Zhou Y,He W Z,Zheng W L,Tan Q L,Xie Z Z,Zheng C S,Hu C X. 2018b. Fruit sugar and organic acid were signi-ficantly related to fruit Mg of six citrus cultivars[J]. Food Chemistry,259:278-285. doi:10.1016/j.foodchem.2018.03. 102.

(責任编辑 罗 丽)

猜你喜欢
果皮
果皮大变身
“忽轻忽重”的小橘子
特殊的考试
浅谈将本地特色“纽荷尔”纳入高中教学的可行性
北方粳稻粒重不同品种的颖果结构比较
不要来得过早
削皮器也扭曲
浅谈胚、胚乳、种皮、果皮的基因型
白木香果皮提取物清除DPPH自由基能力及抑制酪氨酸酶活性的研究
果皮糖加工工艺