越心草莓色泽与品质形成规律研究
2019-03-30苗立祥张豫超杨肖芳蒋桂华
苗立祥，张豫超，杨肖芳，蒋桂华
(浙江省农业科学院 园艺研究所，浙江 杭州 310021)
草莓芳香多汁、酸甜适口、营养丰富，是我国冬春重要的时令水果。据联合国粮农组织统计，2016年我国草莓面积达14.10万hm2，总产量约380万t，占世界草莓总产量的41.7%，是世界上草莓第一大生产国。1953—2016年，我国25家单位共选育出了108个草莓品种[1]，为我国草莓产业的发展做出了重要的贡献。
越心是浙江省农业科学院园艺研究所以Camorasa和章姬杂交后再与幸香(父本)杂交育成的品种，果实短圆锥形或球形，风味佳，甜酸适口。植株生长势中等，连续开花坐果能力强，丰产性好[2]。2014年11月通过浙江省非主要农作物品种审定委员会审定，2016—2018年连续被浙江省农业厅列入种植业主导品种。栽培水平是影响果实品质的主要因素[3-10]，为此对越心第1、第2级花序果实品质形成的规律进行了研究。
1 材料与方法
1.1 材料
供试材料为越心草莓，种植于浙江省嘉兴市海宁市许村镇杨渡村浙江省农业科学院杨渡科研基地。9月7日定植，分别标记第1花序和第2花序顶果(I-1、II-1)、第2果(I-2、II-2)、第3果(I-3、II-3)及第4果(I-4、II-4)开花日期，采摘开花、结果日期相近的果实进行试验分析。
1.2 方法
1.2.1 色差值的测定与计算
采用ADCI-60-C色差自动检测器(北京光学仪器厂)测定果实赤道部位的亮度值(L*)、红绿色差(a*)、黄蓝色差(b*)，进而计算色度角H=arctanb*/a*和色饱和度C=[(a*)2+(b*)2]0.5，并参照Carreo等[11]的方法计算果实颜色指数CIRG=(180-H)/(L*+C)。
1.2.2 花青苷组分与含量的测定
参考荣宁宁等[12]的方法，用高效液相色谱仪Waters 2695、2998紫外检测器和Waters X-bridge C18柱进行检测，检测波长是520 nm。
1.2.3 可溶性糖和有机酸含量测定
草莓果实中的可溶性糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)和有机酸(草酸、L-苹果酸和柠檬酸)参考Miao等[13]的方法，利用高效液相色谱仪Waters 2695进行测定。可溶性糖用的检测器 2414示差检测器，分析柱是Waters Sugar-Pak1。有机酸用的是Waters 2998紫外检测器和Waters X-bridge C18柱，检测波长是210 nm。
1.3 统计分析
采用SPSS 19.0进行差异显著性分析，用GraphPad Prism 6进行作图。
2 结果与分析
2.1 色泽参数
果皮颜色为红色的草莓果实在成熟时外观色泽的变化与红色葡萄类似，因此采用了葡萄上的评价体系用于草莓果实外观色泽变化的量化研究。
L*表示光泽明亮度，数值范围为(1，100)，L*值越大，表示果面光泽度越好，反之越低。由表1可以看出，光泽最好的果实是第1花序第4果(I-4)，从第1花序第3果开始，果实光泽度均比第1和第2果好。这可能是由于前2果在植株上的挂果时间较长，12月中下的光照较差有关。
a*和b*表示颜色组分，取值范围均在(-60，60)，a*正值代表红色，a*负值代表绿色。由表1可以看出，第2花序的第4果(II-4)a*显著高于其他果实，颜色也最红。第1花序的第3(I-3)和第4果(I-4)的红色最浅。b*正值代表黄色，b*负值代表蓝色，其绝对值越大，颜色越深。成熟草莓果实底色为黄色，所以b*均为正值。其中第1花序的果实由于发育时间长，其b*值也较大。
表1 越心果实不同采收季节色差比较
注：I-1表示第1花序顶果，I-2表示第1花序第2果，I-3表示第1花序第3果，I-4表示第1花序第4果。II-1表示第2花序顶果，II-2表示第2花序第2果，II-3表示第2花序第3果，II-4表示第2花序第4果。同列数据后没有相同字母表示差异显著(P<0.05)。
H值为色调角，数值在0°～180°，依次为紫红、红、橙红、橙、黄、黄绿、绿和蓝绿，H=0°时为紫红，H=90°时为黄色，H=180°时为绿色。H>100°时，H值越大，表明果实绿色越深；H<50°时，H值越小，表明果实红色越深。由表1可知，所采的草莓果实H值均小于50°，且都在1°以下，表明都是成熟的红色果实。其中第2花序第4果(II-4)的值最小，表明上色(红色)最深。
C*为色泽饱和度，数值大小指示色彩的纯度，C*值越大，表明果皮颜色种类越少，色彩鲜明，C*值越低，表明果皮颜色种类较多，色彩较黯淡。第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)C*值最大。第1花序第3果(I-3)和第4果(I-4)的C*值最小，可能是因为此时处于冬季低温弱光时期，果实上色慢造成的。
CIRG表示果实的成熟指数，其值越大表示颜色越深。由表1可以看出，各级果实之间的CIRG没有显著性差异，表明所采集的草莓果实均已完全成熟且外表成熟度相似。
2.2 花青苷含量
成熟草莓果实中花青苷组分主要是矢车菊素-3-O葡萄糖苷(Cy)和天竺葵素-3-O葡萄糖苷(Pg)。在越心草莓中Pg占总含量的90%以上。由图1可以看出，第1花序的前3果和第2花序的第3、第4没有差异，但均高于其他果实。第1花序的前3果花青苷含量高的原因是在植株上挂果时间长，积累的花青苷也多。第2花序的第3和第4果含量较高，是因为后期田间温度快速升高，导致果实中花青苷快速积累，以适应成熟进程。
图1 不同采收季节越心草莓果实花青苷含量比较
图2 不同采收季节越心草莓果实糖含量比较
2.3 可溶性糖含量
蔗糖、葡萄糖和果糖是草莓果实中主要的可溶性糖。由图2可知，蔗糖在越心草莓中主要在温度较低时积累，其中第1花序第2果(I-2)、第3果(I-3)、第4果(I-4)和第2花序第1果(II-1)中蔗糖的含量显著高于其他果实。第2花序后3果(II-2，II-3，II-4)中蔗糖的含量均低于其他果实。果糖和葡萄糖在第1花序第2果(I-2)和第4果(I-4)中含量最高。第1花序各果实和第2花序第1果的总糖含量高于第2花序的其他果实。
2.4 有机酸含量
草莓果实中最主要的有机酸是柠檬酸，占越心草莓有机酸总量的70%以上。由图3可知，第1花序第3果(I-3)的柠檬酸、L-苹果酸和草酸含量最高。第1花序的各果实和第2花序第2果的总酸含量显著高于第2花序的其他果实。
图3 不同采收季节越心草莓果实有机酸含量比较
3 小结与讨论
草莓在我国以鲜食为主，成熟期在11月到1月的果实，由于昼夜温差大，夜间植株呼吸作用弱，植株营养生长慢，物质能量消耗少，光合作用产物积累(糖、酸等)相对增加，果实品质也较好。2月份开始气温迅速回升，昼夜温差逐渐减少，植株也开始大量生长，开花坐果也多，导致光合产物消耗增加并且分散，从而导致品质下降[14]。
虽然采集的果实在成熟度上没有差异，但第1、2级花序部分果实之间的色泽有显著差异。其中，光泽明亮度最好的果实是第1花序第4果(I-4)，第2花序第4果(II-4)的果皮颜色最红，色泽饱和度最好的第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)。第1花序的前3果和第2花序的第3、第4果花青苷含量最高。造成这种差异的原因除了果实发育期的光照强弱不同外，还与昼夜温差以及温度的高低有关。
第2花序第1果及之前的果实总糖含量都比较高，这主要是由于昼夜温差大，以及果实在植株上长时间接受光合产物形成的。2月份后天气转暖，植株和果实对光后产物的消耗增大，细胞壁降解酶和修饰酶活动加快，促使多糖水解，打破细胞壁间的交联结构，最终使果实软化，因此，果实成熟需要的时间会大大缩短，糖分积累会大大减少[15-16]。
风味是草莓重要的品质，除了受可溶性糖影响外，还与成熟果实中有机酸含量密切相关。水果中主要的有机酸是苹果酸和柠檬酸。越心果实中主要有机酸是柠檬酸，占总含量的70%以上。在2月份之前采摘的草莓果实给人的感觉上是甜而不酸，实际上其有机酸的含量在整个生长季节中是最高的。其中第1花序的各果实和第2花序第2果的总酸含量显著高于第2花序的其他3果。2月份之后，草莓果实的糖度呈下降趋势，风味偏酸。此时，虽然植株的光合能力大大增强，光合产物除了供给果实外，主要被植株营养生长所消耗，所以不论是糖或酸的含量都会降低。
L*、a*、b*、H、C*、CIRG是描述色空间常用的指标。红色的草莓和红色的葡萄发育进程非常类似，因此本研究采用了葡萄的评价体系来研究草莓色泽的变化。研究结果显示，除了CIRG外，其他指标的变化趋势与葡萄一致。CIRG代表了成熟度，数值越大，成熟度越高，颜色也越深。在葡萄上CIRG<2为黄绿，2
