甜瓜果肉颜色变化与类胡萝卜素关系研究

再吐娜·买买提，许 建，耿新丽，张翠环，郑贺云

（1.新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200；2.新疆农业职业技术学院园林科技分院，新疆 昌吉 831100）

果肉颜色是评价园艺作物品质的重要感官指标之一，色泽的优良直接影响到消费者的选择。甜瓜（Cucumis meloL.）作为新疆传统特色园艺作物，橘红色果肉类型哈密瓜深受市场欢迎。自1817年人类首次分离到胡萝卜素以来，人们在自然界中己发现600多种类胡萝卜素存在于叶绿体和有色体膜上。类胡萝卜素是合成植物生长调节剂脱落酸（ABA）的前体，除八氢番茄红素、六氢番茄红素等几种类胡萝卜素无色外，绝大多数类胡萝卜素呈黄色、橙色或红色［1］。类胡萝卜素是形成橘色哈密瓜果肉颜色的主要色素类物质［2］。类胡萝卜素为脂溶性的天然色素，除了在植物光合系统中不可或缺，对人体健康也有不可替代的作用，特别是在抗癌、眼睛保护、皮肤保护、预防心脑血管疾病等方面［3-9］。

研究园艺作物果肉颜色，特别是橘色、黄色、橙色、红色等果肉颜色与类胡萝卜素含量关系，以及类胡萝卜素的代谢规律，对这类作物品质形成以及筛选优质种质资源有重要参考作用。本研究以不同果肉颜色甜瓜为研究对象，研究果实发育过程中果肉色泽和类胡萝卜素含量变化规律，并对果肉色泽变化与类胡萝卜素含量变化进行耦合，分析果肉颜色与类胡萝卜素含量之间的关系，旨在探索哈密瓜生长过程中果肉色泽与类胡萝卜素含量间的关系，对揭示这一生理规律有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验原料 选择4个不同果肉色泽的甜瓜品种，分别为白肉型、绿肉型、浅桔红肉型、橘红肉型。

1.1.2 试验仪器 紫外-可见分光光度计、手持式折光仪、色差仪、电子秤、低温冰箱等。

1.2 试验设计

所用供试哈密瓜材料4种，西州密25号橘红肉型甜瓜，由新疆葡萄瓜果研究所提供；“F260”绿肉型甜瓜、众天221白肉型甜瓜，由中国农业科学院郑州果树研究所提供；“CInCO”浅桔红肉型甜瓜，为美国资源库引种品种。2017年4—7月于新疆鄯善县新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所试验地进行种植。

为确保试验用甜瓜品种生育期一致，在开花期进行标记。甜瓜坐果10 d时开始取样，随后每5 d取样1次，直至哈密瓜达到完熟；甜瓜取样后，按照四分法，由纵面呈“十字”剖开分为四份，取对角两部分，再由果柄至果脐处分为三等分，使果肉分为上、中、下三部分；分别从选取的甜瓜上、中、下部果肉中心部位取1 cm×1 cm果肉，液氮处理后，置于-40℃冰箱用于测定类胡萝卜素含量。每次取6个瓜，试验重复3次。

1.3 检测方法

1.3.1 果肉色泽测定 参照HunterLab表色系法［10］，每个哈密瓜沿纵剖面切分，分为3个部分，每个部分沿果肉中部选取3个测试点，测定值取平均值。每次测定4个哈密瓜，3次重复。

L为明度值，L＝100表示白色，L＝0表示黑色。a*为红绿轴，+a越大，表明颜色越接近红色；-a越大，颜色越接近绿色。b*为黄蓝轴，+b越大，表明颜色越接近黄色；-b越大，颜色越接近蓝色。所有产品测定颜色值均能够以L、a、b表示。

1.3.2 类胡萝卜素含量测定 类胡萝卜素总量用分光光度法［11］测定。果肉桔红色和白色选用β-胡萝卜素的消光系数（2 500），吸光度在波长449 nm处测定；果肉绿色选用新叶黄素消光系数，吸光度在波长412 nm处测定。

1.4 数据分析

采用DPS 7.05软件进行数据统计分析，方差分析采用LSD（最小显著性差异）进行差异检验（α=0.05）；类胡萝卜素总含量与果肉颜色分析利用皮尔森（Person）相关性分析，采用SPSS 18.0软件进行。

2 结果与分析

2.1 甜瓜发育过程中果肉色泽变化规律

2.1.1 浅桔红肉型甜瓜 由图1可见，浅桔红肉型甜瓜在生长发育过程中L整体呈下降趋势，在果实膨大期（6月16日）L下降明显，之后基本保持稳定，为54.9～61.8；不同甜瓜部位L有所差异，以中部果肉明度值较高，下部果肉明度值较低。

图1 浅桔红肉型甜瓜色泽变化规律

a在果实发育过程中呈持续上升趋势。在果实膨大期（6月6—16日），a保持较平稳，无明显变化；在网纹形成期（6月16—26日），a迅速升高，随后变化幅度趋于缓慢。b在果实发育过程中呈持续上升趋势，变化幅度较平缓。

2.1.2 橘红肉型甜瓜 由图2可见，橘红肉型甜瓜在生长发育过程中L整体呈下降趋势，在果实膨大期、网纹形成期（6月21日之前）L下降明显，随后基本保持稳定，介于54.8～58.5；不同甜瓜部位L有所差异，但差异不显著（P>0.05）。

图2 橘红肉型甜瓜色泽变化规律

a在果实发育过程中呈持续上升趋势，在果实膨大期、网纹形成期（6月6日至7月1日）保持较平稳上升；在糖分累积期（7月1—11日）该值迅速升高，均值由9.0上升至33.5。b在果实发育过程中整体呈持续上升趋势，变化幅度较平缓。整体来看，不同部位间色泽差异不显著（P>0.05）。

2.1.3 绿肉型甜瓜 由图3可见，绿肉型甜瓜在生长发育过程中L（亮度）整体呈下降趋势，在果实膨大期、网纹形成期（6月21日）L下降明显，随后基本保持稳定，介于61.0～66.6；不同甜瓜部位L有所差异，以中部果肉亮度最大。

图3 绿肉型甜瓜色泽变化规律

绿肉型甜瓜在果实发育过程中a均为负值，整体呈持续下降趋势，可见绿色色度逐步增加。a在果实膨大期、网纹形成期（6月6日至7月1日）保持较平稳下降；在糖分累积期（7月1—6日）该值迅速下降，中部果肉a由-2.7下降至-4.3。

b在果实发育过程中整体呈下降趋势，在果实膨大期（6月6—16日）该值变化迅速，随后变化较平缓，趋于稳定，介于13.1～18.5。整体来看，底部果肉色泽与上部、中部差异较大。

2.1.4 白肉型甜瓜 由图4可见，白肉型甜瓜在生长发育过程中L整体呈下降趋势，在果实膨大期、网纹形成期（6月21日之前）L下降明显，随后基本保持稳定，介于59.2～70.6。不同甜瓜部位L有所差异，网纹形成期前以上部果肉L较高；在糖分累积期以下部果肉L最大，且差异显著（P<0.05）。

图4 白肉型甜瓜色泽变化规律

白肉型甜瓜在果实发育过程中a呈持续上升趋势，由负值上升至正值，可见果肉绿色色度逐步降低，由绿转向偏红。a在糖分累积期（7月6日之前）持续上升，随后该值保持平稳。

b在果实发育过程中整体呈下降趋势，在果实膨大期（6月6—16日）该值变化迅速，均值由20.9降至9.3，随后变化较平缓，趋于稳定，介于6.3～8.7。整体来看，不同部位果肉b差异不显著（P>0.05）。

2.2 甜瓜发育过程中色素类物质变化规律

由图5可见，类胡萝卜素含量在不同果肉颜色甜瓜中差异显著。绿肉型、白肉型甜瓜果实发育过程中类胡萝卜素含量变化相对平稳且含量极低，白肉型低于0.8 μg/（g·FW），绿肉型不高于2.0 μg/（g·FW）。

图5 类胡萝卜素含量变化规律

浅桔红肉型甜瓜在6月16日类胡萝卜素含量在2.0 μg/（g·FW）上下浮动，此后该值快速上升至8.96 μg/（g·FW），变化极显著（P<0.01）；7月6日后类胡萝卜素含量较为平稳，无显著变化（P>0.05）；由纵向结构来看，以中部果肉类胡萝卜素含量最高。6月6日至26日橘红肉型甜瓜中类胡萝卜素含量平稳升高，由3.56 μg/（g·FW）升高至12.82 μg/（g·FW）；6月26日至7月6日，类胡萝卜素含量迅速上升至23.14 μg/（g·FW），增幅高达80.50%。

2.3 甜瓜发育过程中果肉色泽与类胡萝卜素含量的耦合关系

2.3.1 浅桔红肉型甜瓜 由图6可见，浅桔红肉型甜瓜果肉色泽a与类胡萝卜素含量线性拟合呈正相关，线性相关系数为0.910 4，为极显著相关。浅桔红肉型甜瓜色泽b与类胡萝卜素含量线性拟合也呈正相关，相关性系数为0.822 9，为极显著相关。由此可见，浅桔红肉型甜瓜色泽a、b均可以较好地反映类胡萝卜素的含量。

图6 浅桔红肉型甜瓜类胡萝卜素含量与a、b线性拟合结果

2.3.2 橘红肉型甜瓜 由图7可见，橘红肉型甜瓜果肉色泽a、b与类胡萝卜素含量线性拟合均呈正相关，相关系数分别为0.773 2、0.882 6，均为极显著相关。由此可见，橘红肉型甜瓜色泽a、b均可以较好反映类胡萝卜素的含量。

图7 橘红肉型甜瓜类胡萝卜素含量与a、b线性拟合结果

2.3.3 绿肉型甜瓜 由图8可见，绿肉型甜瓜果肉色泽a、b与类胡萝卜素含量线性拟合相关系数分别为0.072 7、0.016 6，拟合系数极小，数据离散程度大，均为极不显著相关。由此可见，绿肉型甜瓜色泽a、b与类胡萝卜素含量无相关性。

图8 绿肉型甜瓜类胡萝卜素含量与a、b线性拟合结果

2.3.4 白肉型甜瓜 由图9可见，白肉型甜瓜果肉色泽a、b与类胡萝卜素含量线性拟合均为正相关，相关系数分别为0.179 5、0.463 7，a与类胡萝卜素含量拟合系数较小，相关性不显著；b与类胡萝卜素含量线性拟合关系较好，为显著相关。由此可见，白肉型甜瓜色泽a与类胡萝卜素含量无显著相关，而b为显著相关。

图9 白肉型甜瓜类胡萝卜素含量与a、b线性拟合结果

3 小结与讨论

不同果肉颜色甜瓜发育过程中果肉色泽变化规律各有不同。浅桔红肉、橘红肉、绿肉3种类型甜瓜随着生育期的延长，果肉色泽L均呈下降趋势，说明果肉颜色由浅变深，色素类物质逐渐形成，且均以6月16日为明显拐点，说明果实膨大期是果肉色泽形成的关键时期；浅桔红肉、橘红肉型甜瓜a、b均持续升高，说明果肉颜色向红、黄色变化，绿肉型甜瓜a呈显著下降趋势，向绿色转变，a、b的变化拐点与L吻合，均在果实膨大期。白肉型甜瓜色泽变化不显著，维持相对平稳状态，这与李炜等［2］的研究结论一致。

不同果肉颜色类型的甜瓜在发育过程中类胡萝卜素含量各有不同，且差异极显著，以橘红肉型甜瓜含量最高，浅桔红肉型次之，白肉型最低，这一结论与颜少宾等［12］的研究结果相似。浅桔红肉型、橘红肉型甜瓜类胡萝卜素含量合成关键时期有所差异，浅桔红肉型为果实网纹期及之后，而橘红肉型主要是在糖分累积期，该方面研究较为鲜见。

浅桔红肉、橘红肉型甜瓜类胡萝卜素含量与色泽a、b线性拟合均呈正相关，且相关性系数达极显著水平，该结果与章园等［13］的研究结果相似，黄玉米子粒中类胡萝卜素含量与a、b均呈极显著相关。绿肉型甜瓜类胡萝卜素含量与a、b线性拟合关系均极不显著；白肉型甜瓜a与类胡萝卜素含量无显著关系，而与b线性拟合度达显著相关。本研究中，浅桔红肉、橘红肉类型甜瓜类胡萝卜素含量与a线性拟合系数分别为0.773 2、0.910 4，与b线性拟合系数分别为0.882 6、0.822 9，达到极显著相关。果肉颜色和类胡萝卜素含量是园艺产品育种中的关键评定项，为了方便育种考评，可以通过快速测定甜瓜果肉色泽a、b间接表示类胡萝卜素含量。