不同温度处理对宝岛蕉果皮色泽的影响

刘伟鑫　张建平　金志强　孙佩光　苗红霞　徐碧玉

摘 要 以宝岛蕉果实为材料，研究3个不同贮藏温度25、20、16 ℃ 对果皮颜色变化的影响。结果表明：20、16 ℃贮藏条件下，乙烯呈先增后减变化，叶绿素含量逐渐下降，类胡萝卜素含量逐渐上升，果皮正常褪绿变黄；25 ℃贮藏条件下，乙烯释放量明显高于20 ℃和16 ℃，叶绿素a不能完全降解，类胡萝卜素含量无明显增加，果皮不能正常褪绿，出现青皮熟。宝岛蕉在25 ℃出现青皮熟的原因可能是由于叶绿素a不完全降解所导致的。

关键词 宝岛蕉；温度；果皮；叶绿素；果皮色泽

中图分类号 S668.1 文献标识码 A

果皮色泽是评价果实外观品质的一个重要指标，直接影响其经济价值。香蕉果皮色泽主要由叶绿素和类胡萝卜素含量所决定[1]。在适宜温度范围内，随着贮藏时间的延长，香蕉果皮中叶绿素含量逐渐下降，类胡萝卜素含量逐渐上升，果皮正常褪绿变黄[2]；但是，当贮藏温度达到25 ℃及以上就会出现‘青皮熟（即果肉能正常软化而果皮仍为绿色的现象）[3]。关于青皮熟出现的原因，一直倍受人们关注，很多学者进行了相关研究。Janave等[4]报道巴西蕉在25～30 ℃高温下出现青皮熟的主要原因是由于叶绿素酶和叶绿素氧化酶的活性钝化致使叶绿素不完全降解而造成的；Yang等[5]实验发现香蕉在高温（30 ℃）条件下脱镁叶绿酸a氧化酶、叶绿素b还原酶等基因的表达量下降，果皮中叶绿素降解受到抑制。此外，热空气处理对果皮褪绿也有影响，45 ℃热空气处理12 min 可抑制香蕉果皮中叶绿素a的降解，果皮不褪绿，而对叶绿素b与类胡萝卜素的变化影响不大[6]。同时，香蕉是典型的呼吸跃变型果实，对乙烯非常敏感。Burg[7]认为香蕉出现青皮熟是因为高温下（≧25 ℃）乙烯合成不足；朱德明等[8]认为香蕉果皮褪绿与果肉产生的乙烯量密切相关。

宝岛蕉作为目前中国抗香蕉枯萎病品种选育的主要母本来源，丰产稳产、质优，在香蕉枯萎病发病严重区域具有广阔的推广应用前景。但是，宝岛蕉夏季果实在25 ℃及以上温度贮藏时就会出现‘青皮熟，冬季果实后熟时也会出现“跳把”“青丹”（转色不均匀）现象，严重影响了宝岛蕉的推广种植和销售。然而，究竟那些因子导致了宝岛蕉青皮熟的发生，未见相关报道。

本实验以宝岛蕉夏季果实为材料，分别贮藏于25、20、16 ℃ 3种温度条件下，研究不同贮藏温度对果实乙烯释放量和果皮总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量变化的影响，为香蕉青皮熟机制研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 宝岛蕉（Musa acuminata L. AAA Cavendish. cv.‘Formosana）果实采自中国热带农业科学院热带生物技术研究所澄迈香蕉试验基地，取样时间为2012年8月20日。

1.1.2 材料准备 采后果实处理：采收时果实饱满度为7成，采后当天运回实验室，选大小均匀、无病虫害及机械损伤的单果指，去掉顶部的干花，以0.1%次氯酸钠表面消毒10 min，晾干过夜后将果实分3组，用外源乙烯[佛山市科的气体化工有限公司；浓度99.9%（W/W）]处理，密闭注射100 μL/L乙烯，每组处理取30个果指（每次重复10个果指，3次重复）。将果实放入密闭泡沫箱中，分别置于25、20、16 ℃的恒温箱中，18 h后开盖。依据7个不同的成熟度[9]，25、20 ℃贮藏条件下的果实于采后1、2、3、4、5、6、7 d先进行乙烯释放量的测定，随后进行果皮分离取样，16 ℃贮藏条件下的果实于采后1、2、3、4、6、8、12 d 进行乙烯释放量的测定和果皮分离取样。处理期间进行拍照，3个温度处理各设3次重复，每个样本随机取3支果指中部果皮20～50 g 进行相关指标的测定。

1.2 方法

1.2.1 色素含量测定 参照张治安等[10]方法略有改动。（1）称取0.3 g果皮放入研钵中，加入少许石英砂及2～3 mL 95%乙醇，研磨成匀浆，再加乙醇10 mL，继续研磨至组织变白，静置3～5 min；（2）取滤纸1张置漏斗中，用乙醇湿润，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，过滤到25 mL棕色容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、研棒及残渣数次，最后连同残渣一起倒入漏斗中；（3）用移液枪吸取乙醇，将滤纸上的色素全部洗入容量瓶中，直至滤纸和残渣中无绿色为止，接着用乙醇定容至25 mL，摇匀；（4）将提取液倒入比色杯内，以95%乙醇为空白，分别在波长665、649 、470 nm处测定叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素吸光度；（5）将测得的数值代入公式，计算出叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素的浓度（mg/L）； （6）计算出单位果皮鲜重中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量（μg/g）。

1.2.2 乙烯释放量测定 用泵吸式乙烯检测仪（深圳市科尔诺电子科技有限公司，产品型号：GT901）测定果实乙烯释放量[ng/（g·h）]。先将整个果实放入聚乙烯薄膜袋中，密封放置2 h后进行测定。计算公式如下：

U=28×A×V/（g×h）

式中：U为乙烯释放量； 28为乙烯的分子量；A为乙烯检测仪值；V为测定时体积；g为果实鲜重；h为时间。

1.3 数据统计与分析

数据采用SAS软件进行统计分析和Excel作图。

2 结果与分析

2.1 不同温度对宝岛蕉果实乙烯释放量的影响

由图1-A可知，在20 ℃和16 ℃温度条件下，随着果实贮藏时间的延长，果皮逐渐褪绿变黄；而25 ℃条件下，果皮不能褪绿变黄，出现青皮熟。25、20、16 ℃贮藏条件下的乙烯释放高峰分别出现在第5、第6、第8天，其值分别为2.480、0.505、0.281 ng/（g·h）（图1-B）。不同贮藏温度间相比，高温（25 ℃）增加了乙烯释放量并且使乙烯释放高峰提前，而低温（16 ℃）抑制了乙烯的释放且推迟了乙烯释放高峰的出现。此外，20 ℃条件下乙烯释放量略高于16 ℃，而25 ℃条件下乙烯释放量明显高于20 ℃和16 ℃。

2.2 不同温度对宝岛蕉果皮总叶绿素含量变化的影响

由图2-A可知，在20、16 ℃条件下，随着贮藏时间的延长，总叶绿素含量呈逐渐下降趋势，与第1天相比，贮藏7、12 d后的总叶绿素含量分别下降了95.71%、95.46%，香蕉果皮能正常褪绿变黄；而25 ℃条件下，贮藏1 d ～7 d，总叶绿素含量由67.27 μg/g下降到11.64 μg/g，下降了82.70%，香蕉果皮不能正常褪绿变黄。在整个贮藏过程中，25 ℃条件下总叶绿素含量高于20、16 ℃，直到完全成熟，其总叶绿素仍未被完全降解。

2.3 不同温度对宝岛蕉果皮叶绿素a含量变化的影响

在宝岛蕉果实后熟过程中，叶绿素a含量变化呈逐渐下降趋势（图2-B）。随着时间的推移，25 ℃条件下的叶绿素a含量由53.98 μg/g（1 d）下降到10.39 μg/g（7 d），下降了80.75%；而20 ℃和16 ℃贮藏条件下，叶绿素a含量分别从48.28 μg/g（1 d）、46.19 μg/g（1 d）下降到1.19 μg/g（7 d）、1.56 μg/g（12 d），下降率分别为97.54%和96.62%。叶绿素a含量变化与总叶绿素含量变化相同，达到完全成熟时，25 ℃条件下叶绿素a含量下降率明显低于20、16 ℃。

2.4 不同温度对宝岛蕉果皮叶绿素b含量变化的影响

由图2-C可知，叶绿素b含量变化呈逐渐下降趋势。不同贮藏温度（25、20、16 ℃）条件下，叶绿素b含量的变化无明显差别，分别于贮藏7、7、12 d后下降了90.59%、93.27%、91.70%。

2.5 不同温度对宝岛蕉果皮类胡萝卜素含量变化的影响

由图2-D可知，在20 ℃和16 ℃贮藏条件下，宝岛蕉果皮类胡萝卜素含量在香蕉成熟过程中呈逐渐上升趋势，分别从10.34 μg/g（1 d）、 11.10 μg/g（1 d）上升到19.72 μg/g（7 d）、 20.02 μg/g（12 d）， 增加了90.72%和80.36%；而香蕉果实在25 ℃贮藏条件下，类胡萝卜素含量变化不大，其值在12.52～16.18 μg/g之间无规则波动，无明显上升趋势，说明高温（25 ℃）可能抑制了类胡萝卜素含量的积累。

2.6 相关性分析

不同贮藏温度条件下，香蕉乙烯释放量与果皮色素含量变化间的相关性见表1。25 ℃条件下，乙烯释放量与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量变化均呈极显著负相关，相关系数分别为-0.926、-0.941、-0.934，但与类胡萝卜素含量变化相关性不显著。而20 ℃和16 ℃贮藏条件下，乙烯释放量与叶绿素b含量变化呈极显著负相关，相关系数分别为-0.736、-0.563；与叶绿素a含量、总叶绿素含量变化均呈显著负相关，相关系数分别为-0.685、-0.707（20 ℃）和-0.668、-0.649（16 ℃）；而与类胡萝卜素含量相关性不显著。

3 讨论与结论

香蕉贮藏过程中乙烯释放量受温度影响。Burg[7]认为在高温条件下（≧25 ℃）香蕉乙烯合成不足，而陈维信等[11]研究表明在高温下香蕉能产生更多的乙烯，Seymour等[12]也发现香蕉在高温下比在低温产生更多的乙烯。本实验结果表明，25 ℃条件下乙烯释放量明显高于20、16 ℃，这与陈维信等[11]和Seymour等[12]报道相一致，且果皮不能正常褪绿变黄，出现了青皮熟；而在20 ℃和16 ℃贮藏条件下，乙烯释放量较25 ℃少，果皮能够正常褪绿变黄。

贮藏温度也能影响香蕉果皮色素含量变化。杨晓棠等[13]研究表明，20 ℃下香蕉果皮叶绿素含量逐渐降低，类胡萝卜素含量逐渐上升，果皮褪绿变黄；而在30 ℃下，叶绿素的降解受到抑制，出现了青皮熟。Janave等[4]研究阐述了香蕉出现青皮熟的主要原因是由于叶绿素酶和叶绿素氧化酶的活性钝化致使叶绿素降解不完全而造成的。Seymour等[12]推测高温阻碍了叶绿蛋白的合成、增加了色素的稳定性从而使香蕉出现青皮熟。本研究结果表明，在25 ℃条件下，总叶绿素含量下降率低于20、16 ℃，这与杨晓棠等[13]报道结果相一致，但是，研究还发现在高温（25 ℃）条件下，主要是叶绿素a的降解受到抑制，下降率减少，而叶绿素b含量下降率在不同温度之间无明显差别。此外，25 ℃贮藏条件下，随着贮藏时间的延长，类胡萝卜素含量无明显变化，而 20 ℃和16 ℃条件下类胡萝卜素含量呈逐渐上升趋势。因此，宝岛蕉在25 ℃下出现青皮熟现象可能与叶绿素a的不完全降解而使叶绿素所显示的颜色无法褪去有关，这与Yang等[5]报道一致；同时， 25 ℃条件下类胡萝卜素含量无明显变化，这与Thomas等[14]报道一致，也可能与青皮熟有关。经相关性分析可知，25 ℃下乙烯释放量与叶绿素a含量变化呈极显著负相关，而20 ℃和16 ℃下，乙烯释放量与叶绿素a含量变化未达到极显著负相关水平；3种贮藏温度条件下的乙烯释放量与类胡萝卜素含量变化的相关性均不显著。

综上所述，宝岛蕉贮藏在20 ℃和16 ℃条件下能正常褪绿变黄；25 ℃条件下出现青皮熟现象，可能是由于叶绿素a不完全降解引起的，而乙烯释放量和类胡萝卜素含量无明显增加是否与青皮熟有关，有待进一步研究。在冬季低温条件下生长的宝岛蕉果实，其成熟过程中是否可能形成“跳把”（转色不均匀）现象，及宝岛蕉果实成熟后色泽是否较巴西蕉等香蕉哑色，也有待进一步研究。

参考文献

[1] 李 云， 钱春梅， 陆旺金， 等. 香蕉和大蕉果实在不同温度下催熟后的色泽变化[J]. 园艺学报， 2006， 33（3）： 617-620.

[2] 庞学群， 李 云， 徐兰英， 等. 不同温度下后熟香蕉果实果皮生理与颜色变化[J]. 热带亚热带植物学报， 2008， 16（6）： 531-536.

[3] Chiang S.， Tang C.， Chao C.， et al. An integrated approach for the prevention of uneven degreening of bananas in Taiwan[J]. Acta Horticulturae， 1997， 490： 511-518.

[4] Janave M T， Sharma A. Partial purification of chlorophyll degrading enzymes from Cavendish banana（Musa cavendishi）[J]. Indian Journal of Biochemistry & Biophysics， 2004， 41（4）： 154-161.

[5] Yang X T， Pang X Q， Xu L Y， et al. Accumulation of soluble sugars in peel at high temperature leads to stay-green ripe banana fruit[J]. Journal of Experimental Botany， 2009， 60（14）： 4 051-4 062.

[6] 贾彩虹， 金志强， 刘菊华， 等. 香蕉采后生理学研究进展[J]. 热带作物学报， 2012， 33（1）： 189-193.

[7] Burg S P. The physiology of ethylene formation[J]. Annual Review of Plant Physiology， 1962， 13： 265-302.

[8]朱德明， Kajuna S T A R. 香蕉和芭蕉在贮藏过程中的颜色变化[J]. 热带农业工程， 1999， 3： 35-40.

[9] Stover R H， Simmonds N M. Bananas [M]. London： Longman>Science &Technology， 1987： 192-193.

[10] 张治安， 陈展宇. 植物生理学实验技术[M]. 长春： 吉林大学出版社： 2008： 140-142.

[11] 陈维信， 苏美霞， 王振永， 等. 香蕉催熟生理和技术研究[J]. 华南农业大学学报， 1993， 14（2）： 102-106.

[12] Seymour G B， Thompson A K， Johm P. Inhibition of degreening in the peel of bananas ripened at tropical temperatures[J]. Annals of Applied Biology， 1987， 110（1）： 145-151.

[13] 杨晓棠， 徐兰英， 张昭其， 等. 采后香蕉青皮熟形成机理研究[C]//中国园艺学会十届二次理事会暨学术研讨会论文摘要集， 2007： 52.

[14] Thomas P， Janave M T. Effect of temperature on chlorophyllase activity chlorophyll degradation and carotenoids of Cavendish bananas during ripening[J]. International Journal of Food Science& Technology， 1992， 27（1）： 57-63.