不同转色温度对紫色番茄果实品质的影响

田守波,张艳辉,朱为民,沈海斌,张 辉,杨学东,刘 娜

(上海市农业科学院设施园艺研究所,上海市设施园艺技术重点实验室,上海 201403)

紫色番茄又叫黑番茄,因其外观和果肉均呈紫黑色而得名,是番茄中的一个特色品种[1]。紫色番茄具有独特的外观和较高的营养价值,近年来备受消费者的青睐[2],且产量高、适应性强[3]。紫色番茄含有丰富的营养物质,如类胡萝卜素、番茄红素、维生素C、维生素E等;其中番茄红素和维生素C的含量比红色或粉色等普通颜色番茄高很多,而钠含量却远低于普通颜色番茄,因此营养结构更合理,更易被人体吸收[4-5]。最为重要的是紫色番茄含有丰富的花色素苷,花色素苷具有强抗氧化能力,能够延缓衰老、抗心血管疾病、预防糖尿病,有效降低癌症和心脏病的发病几率等[6-9]。

一些植物果实从停止生长到开始衰老这段时期,呼吸速率会突然升高,属于呼吸跃变型果实植物,番茄就是其中的一种。当番茄果实离开植物体后,一些代谢活动并没有停止,甚至更加活跃,外观和营养品质也随之发生一系列变化[10]。相对于耐储运的硬质番茄,国内消费者更喜欢红色或粉色等普通颜色番茄。红色或粉色番茄完全成熟时,原果胶转变为可溶性果胶,果实质地变软。因此,虽然自然成熟的番茄风味较好,但考虑其商品性能,一般采摘绿熟或转色期番茄进行后期催熟。赵彤等[11]研究发现,转色期进行番茄采收损失最少,即转色期采收的番茄失重率最低,一些与品质相关的指标,如糖酸比、蛋白质、维生素C、番茄红素等均有较高含量,风味和营养品质均达到较高水平。目前,已有一些关于光照对转色期番茄果实品质影响方面的报道[12-13]。陈强等[12]对番茄转色期果实采用不同光质进行处理,发现红光和红蓝组合光处理能够显著提高番茄果实糖、酸含量,且糖/酸比值最高。但是,关于温度对紫色番茄转色过程影响的报道还很少见。

本试验以3个紫色番茄品种为试材,在转色期置于不同转色处理温度条件下至完全成熟,测定成熟后紫色番茄果实相关品质指标,并进行综合分析,以期筛选出较优转色温度,为紫色番茄果实的储运和催熟温度的确定提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种选择综合性状较好的紫色番茄,分别为‘紫千禧’(寿光南澳绿亨农业有限公司)、‘黑妃’(厦门禾诚种苗有限公司)、‘布莱尔’(福建迦南农业发展有限公司),分别编号为P1、P2、P3。供试番茄果实指标见表1。

表1 紫色番茄果实指标Table 1 Purple tomato fruit indexes

1.2 试验方法

试验于2020年1—7月在上海市设施园艺技术重点实验室和庄行试验基地进行。采集无病虫害、无机械损伤、外观正常、大小一致的转色期紫色番茄果实,备用。

将处于果实表面70%面积转色的紫色番茄分别置于转色处理温度为10℃、20℃、30℃、40℃的光照培养箱中催熟,每隔12 h翻转番茄果实,确保果实表面获得充分光照。光照培养室箱参数设置:光照强度为20 000 lx,16 h光照/8 h黑暗交替培养,每个处理3次重复。待果实完全转色后取样,测定各处理果实的可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比、维生素C、花青素、番茄红素、叶绿素含量。

采用蒽酮比色法测定番茄可溶性糖含量[14];采用微量碱式滴定法测定可滴定酸含量[15];采用二甲苯萃取比色法测定维生素C含量[16];采用酸性甲醇浸提法测定花青素含量[17];采用萃取比色法测定番茄红素含量[18];采用丙酮浸提法测定叶绿素含量[19]。

1.3 数据处理与统计分析

采用Excel 2010软件处理数据;采用DPS18.10软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 转色处理温度对紫色番茄果实风味指标的影响

由表2可见,3个参试材料中,P1果实的可溶性糖含量最高,P3最低。各紫色番茄材料果实中的可溶性糖含量随着转色处理温度的升高呈先上升后下降的变化趋势;各处理间差异达到显著水平。转色处理温度为20℃时,各材料果实的可溶性糖含量最高;当温度为40℃时,各材料果实的可溶性糖含量最低。总体上,参试材料果实的可滴定酸含量随着处理温度的升高而降低,且差异达到显著水平,即温度越高,可滴定酸含量越低,其中,P1的变化幅度最大;可滴定酸含量表现为P1＞P3＞P2。当转色处理温度为40℃时,各材料的可滴定酸含量降至最低。参试材料中,糖酸比最高的是P1,最低的是P3。各参试材料果实的糖酸比均在20—30℃时较高,10℃时较低。

表2 转色处理温度对紫色番茄果实可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影响Table 2 Effects of color changing temperature on the soluble sugar content,titratable acid content and sugar acid ratio of purple tomato fruit

2.2 转色处理温度对紫色番茄果实花青素含量的影响

如图1所示,3个参试材料果实的花青素含量为P1＞P2＞P3。总体上,参试材料果实的花青素含量均随转色处理温度的升高而降低,当处理温度为10—20℃时,下降趋势平缓;当处理温度高于20℃时,下降幅度变大,其中,以20—30℃时花青素含量的降幅最为明显。

图1 转色处理温度对紫色番茄果实花青素含量的影响Fig.1 Effects of color changing temperature on the anthocyanin content in purple tomato fruit

2.3 转色处理温度对紫色番茄果实番茄红素含量的影响

如图2所示,P1果实的番茄红素含量高于P2和P3。在处理温度范围内,P1、P2和P3果实的番茄红素含量最高点均出现在20℃,分别为23.85 mg/kg、11.72 mg/kg、6.23 mg/kg,当转色处理温度为30℃时,各材料果实的番茄红素含量均低于转色处理温度为10℃的处理;当转色处理温度为40℃时,番茄红素含量最低。

图2 转色处理温度对紫色番茄果实番茄红素含量的影响Fig.2 Effects of color changing temperature on the lycopene content in purple tomato fruit

2.4 转色处理温度对紫色番茄果实叶绿素含量的影响

由图3可知,紫色番茄果实的叶绿素a和叶绿素b含量的变化趋势相似,均随转色处理温度的升高呈下降趋势。但是,与叶绿素a相比,叶绿素b的变化趋势较为平稳。紫色番茄果实的叶绿素a和b含量均为P1＞P2＞P3。

图3 转色处理温度对紫色番茄果实叶绿素含量的影响Fig.3 Effects of color changing temperature on the chlorophyll content in purple tomato fruit

2.5 转色处理温度对紫色番茄果实维生素C含量的影响

由图4可知,紫色番茄果实的维生素C含量随转色处理温度的升高呈下降趋势。当转色处理温度在10—20℃时,3个材料果实的维生素C含量变化较为平稳,P1、P2和P3分别下降了9.2%、7.8%和3.3%;随着处理温度升高,下降幅度增大。当处理温度为40℃时,维生素C含量最低,分别为7.15 mg/(100 g)、5.58 mg/(100 g)、3.91 mg/(100 g)。

图4 转色处理温度对紫色番茄果实维生素C含量的影响Fig.4 Effects of color changing temperature on the vitamin C content in purple tomato fruit

3 结论与讨论

紫色番茄因为其独特的营养优势和保健功效,越来越受到人们的关注。近年来,关于紫色番茄研究的报道逐年增加,主要集中在紫色番茄的保健价值[20]、栽培技术[21]、紫色形成的分子机制[22-23]、果实挥发性物质成分分析[1]及基因功能[24]等方面。

本研究中,果形较大的是P3,而P1、P2的糖酸比较高,风味更足一些,可能是因为P3果形较大,水分含量较高,内含物质相对较少。在风味指标中,可滴定酸含量随处理温度的升高逐渐降低。番茄在转色过程中,部分有机酸作为呼吸作用的底物而消耗,也有部分有机酸转化为糖类[25]。因此,转色温度越高,果实中有机酸消耗或转化速度越快,可滴定酸含量降低。可溶性糖含量在20℃时最高,这可能与蔗糖合成相关的酶的活性有关。

番茄果实中花青素的积累是番茄呈紫色的主要原因之一。番茄果实的花青素合成受内部因素和外部因素(如温度、光照、激素)的共同影响。其中,温度是控制色素合成代谢的一个重要因素,可以调控色素合成相关基因的表达,通过影响酶的稳定性来影响色素的合成,还能影响着色素的稳定性[2,26]。黄鸿曼等[27]研究发现,低温会促进花青素的合成,高温则使植物体内物质分解代谢加剧,从而导致花青素合成减少和分解增加。本研究中,3个参试紫色番茄果实的花青素含量随处理温度的升高而下降,与前人[26]研究结果一致。

本研究中,P1、P2、P3果实的番茄红素含量随着处理温度的升高呈先上升后下降的变化趋势,在20℃时出现了一个峰值。有研究表明,影响番茄红素合成的众多因素中,温度是重要因子之一,通过调控番茄红素的合成,进而影响番茄果实颜色的深浅。低温和高温均不利于番茄红素的合成,番茄红素在30℃以上时停止合成,以25℃左右为宜[28]。孟凡娟等[29]认为,番茄红素之所以与温度有关,主要是因为番茄红素的合成或分解与水解酶密切相关。当温度过高或过低时,水解酶活性减弱,番茄红素代谢速度减慢,果实转色较慢。只有当温度在适宜范围内,果实转色速度随温度升高而加快。

叶绿素a和叶绿素b含量随转色处理温度的升高而降低,可能与它们的结构及相关合成酶有关,因为叶绿素不稳定,在高温下极易分解[30]。紫色番茄的维生素C含量与转色处理温度呈负相关,即随转色温度的升高而下降。在20—30℃时,维生素C含量下降速度最快。这可能是由于温度高,呼吸作用显著,有机物逐渐减少,从而使合成维生素C的底物不足,同时高温下维生素C不稳定,容易分解。裴娇艳等[31]研究发现,贮藏在35℃条件下的番茄果实维生素C含量下降最快,低温贮藏(0或5℃)能显著抑制果实中维生素C含量的下降。

本试验发现,在20℃下转色,紫色番茄的风味指标较好;番茄果实的花青素、维生素C、叶绿素a和叶绿素b含量与温度呈负相关,在10—20℃下转色其值比较高;番茄红素含量随转色温度的升高呈先上升后下降的变化趋势,在20℃时出现最高值。综上,番茄转色期温度在20℃左右为宜,各营养成分损失最少,风味最佳。