不同温度和乙烯利浓度对‘宝岛蕉’果实后熟及品质的影响*

程 石，刘德兵，耿 沙，魏守兴，魏军亚

（1 海南大学，儋州 571737）（2 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，国家热带果树改良中心，海南省热带果树栽培工程技术研究中心）

香蕉是世界粮农组织推荐的五大健康水果之一，也是仅次于柑橘的第二大水果，在国际贸易中具有举足轻重的作用[1]。我国是香蕉生产大国，香蕉产业已经成为我国热区农业的支柱性产业，‘巴西蕉’是我国香蕉的主要品种[2]，但其易感香蕉枯萎病，近年来，由于香蕉枯萎病的蔓延使得种植面积和产量萎缩，严重威胁了国内外香蕉产业的可持续发展，成为困扰我国甚至全球香蕉产业的一个严重问题。‘宝岛蕉’是中国热带农业科学院从‘台湾北蕉’组织培养后代植株中经过多年选育获得的一个香芽蕉品种，2012 年通过了海南省第四届农作物品种审定委员会认证。‘宝岛蕉’因其较高的抗枯萎病特性及高产、稳产等优点，逐渐成为我国南方香蕉的主栽品种，在我国香蕉枯萎病疫区种植面积不断扩大，并有逐步取代其他抗枯萎病品种的趋势，具有广阔的推广应用前景[3]。

香蕉是典型的呼吸跃变型果实，常温下采收的香蕉果实，达到自然成熟需较长时间，且成熟香蕉不易长距离运输，因此，在生产上往往采取人工催熟的方式[4]，目前已广泛开展了香蕉成熟过程中的生理和品质规律的研究[5-6]。然而，由于‘宝岛蕉’与‘巴西蕉’的生长周期不同，导致其果实的后熟特性也不尽相同，目前适用于‘巴西蕉’的催熟条件并不完全适用于‘宝岛蕉’的催熟，导致市面上不太接受‘宝岛蕉’果实，这严重影响了果农种植‘宝岛蕉’的积极性和对抗病品种‘宝岛蕉’的推广和销售。因此，有必要研究‘宝岛蕉’后熟的适宜环境条件，制定有效的后熟技术来解决上述问题。鉴于此，本试验通过采用不同温度和乙烯利浓度对‘宝岛蕉’进行人工催熟处理，通过对果实后熟期间的果实硬度，果皮色泽、膜透性、叶绿素含量，果肉可溶性固形物含量、可溶性糖含量、淀粉含量和维生素C 含量等的定期测定，分析果实后熟过程中果实品质指标的变化规律，探索适宜的催熟条件，以期为‘宝岛蕉’的批量上市和加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

试验所用香蕉果实采自海南省儋州市香蕉种植基地，果实采收后，去除病果、烂果及表皮损伤果，选择大小均一的果实剪切成单果指，清洗晾干。

用40%乙烯利水剂分别配制浓度为200、500、1 000 mg/L 的溶液，以清水为对照，在常温下全面浸泡果指1 min，取出自然晾干后用保鲜袋包装，分别置于18 ℃和20 ℃恒温恒湿培养箱中进行贮藏。

试验设6 个乙烯利处理和2 个对照，即处理1（18 ℃+200 mg/L 乙烯利）、处理2（20 ℃+200 mg/L乙烯利）、处理3（18 ℃+500 mg/L 乙烯利）、处理4（20 ℃+500 mg/L 乙烯利）、处理5（18 ℃+1 000 mg/L 乙烯利）、处理6（20 ℃+1 000 mg/L 乙烯利）和对照1（18 ℃+清水）、对照2（20 ℃+清水），分别记为T1、T2、T3、T4、T5、T6、CK1、CK2。每个处理重复3 次，每3 d 取样1 次测定相关指标。

1.2 测定方法

果实硬度用硬度计测定；果皮色泽采用BY-320精密色差仪进行测定；果皮叶绿素含量采用比色法测定；可溶性固形物含量采用手持式折光仪进行测定；可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法测定[7]；淀粉含量、维生素C 含量及果皮膜透性的测定参照曹建康等[8]的方法。

1.3 数据分析

通过Excel 2013 进行数据的整理和制图，所有数据均为3 次重复的平均值。通过SAS 9.1.3 软件对测定结果进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中果实硬度变化的影响

作为果实采后品质的重要指标，硬度是反映果实成熟度最直观的指标之一，直接影响到果实的食用品质[9-10]。‘宝岛蕉’果实在后熟过程中，硬度的变化在一定程度上反映了果实的成熟程度。从图1可以看出，随着后熟的进行，‘宝岛蕉’果实的硬度迅速下降，果实逐步达到成熟。各乙烯利处理间果实硬度没有显著差别，随着时间的推移，硬度均逐渐下降，而对照的硬度变化不大，趋于平缓；相同乙烯利浓度不同温度处理之间的果实硬度变化趋势相同，20 ℃处理果实硬度下降趋势大于18 ℃处理，说明在相同乙烯利浓度下不同的后熟温度对‘宝岛蕉’的硬度变化亦有较大影响；‘宝岛蕉’果实硬度在处理后前9 d 迅速下降，之后缓慢下降，其中T2 硬度下降速率明显快于其他处理。从最终的果实硬度来看，20 ℃催熟条件下‘宝岛蕉’果实硬度普遍比18 ℃下降快、硬度低。

图1 不同后熟条件下‘宝岛蕉’果实硬度的变化

2.2 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中果皮颜色变化的影响

果皮颜色不仅是果实成熟的标志，还是果实外观品质的重要指标之一，香蕉成熟时果皮会产生由绿色到黄绿色再到黄色的转变过程[11]。不同处理‘宝岛蕉’后熟过程中的外观形态比较见图版3。从图中可以看出，试验开始5 d 后，处理与对照的‘宝岛蕉’果皮颜色已经在不同温度和不同浓度乙烯利的作用下开始发生变化，果皮由绿色转黄色，表明此时‘宝岛蕉’已经在乙烯利的作用下开始启动成熟。总体来看，乙烯利的影响没有温度的影响大，不同浓度乙烯利对‘宝岛蕉’的脱绿速度影响不大，20 ℃温度条件下后熟的‘宝岛蕉’果皮颜色变化比18 ℃温度条件下要快。

2.3 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中果皮叶绿素含量的影响

随着果实的成熟，果皮叶绿素含量降解，类胡萝卜素含量增加，果皮颜色由绿色转变成黄色。从图2 可以看出，在后熟过程中，‘宝岛蕉’果皮总叶绿素含量都呈下降趋势，乙烯利处理与对照相比，总叶绿素含量下降较快，T1 与T2、T3 与T4、T5 与T6 之间差异不显著，但不同浓度乙烯利处理间差异显著。说明不同浓度乙烯利处理比不同温度处理对‘宝岛蕉’果皮叶绿素含量的影响更大。

图2 不同处理对‘宝岛蕉’果皮叶绿素含量的影响

2.4 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中果皮细胞膜透性的影响

在果实后熟期间，细胞膜渗透率的高低与果实的成熟呈正相关。随着果实的成熟，细胞膜结构与功能发生变化，细胞膜渗透性增大，相对电导率增加[9]。由图3 可知，各乙烯利处理前3 d 果皮细胞膜渗透率无明显变化，第3～5 d 急剧增加，5 d 后增加变缓。乙烯利处理膜透性呈增长趋势，与对照相比，T2 的膜透性与CK1 的差值较大，在第11 d 时为17.41，为最大差值；T4 与CK2 的差值最小，在第11 d 时为10.64。T2 在第11 d 后和T6 在第13 d后膜透性无显著变化，T1 一直增加到第15 d，可见20 ℃温度下的处理对膜透性的影响大于18 ℃，相同温度下不同浓度乙烯利处理对膜透性影响的大小为：T2＞T6＞T4，T1＞T5＞T3。T3 和T4 的‘宝岛蕉’果皮细胞膜渗透率增加幅度明显小于其他处理。

图3 不同处理对‘宝岛蕉’果皮细胞膜透性的影响

2.5 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中可溶性固形物含量的影响

果实中的可溶性固形物包括可溶性糖、有机酸、维生素等物质，其含量的变化决定果实营养和风味，是果实品质的重要指标之一[12]。如图4 所示，在‘宝岛蕉’的后熟过程中，与对照相比，各乙烯利处理果实可溶性固形物含量随着时间的延长呈上升趋势，11 d 以前逐渐升高，其中T2 在第11 d达到最大值，后呈下降趋势，T1 在第13 d 达到最大值。T3、T4、T5 和T6 都呈增长趋势，且T5、T6的增长速度比T3、T4 快。T2 在果实成熟后可溶性固形物含量下降明显，而T1 在果实成熟后保持稳定，货架期更长。说明200 mg/L 的乙烯利比更高浓度的更能促进‘宝岛蕉’可溶性固形物含量的稳定增加；20 ℃能促进‘宝岛蕉’可溶性固形物含量快速增加，而18 ℃条件下所需时间较长。

图4 不同处理对‘宝岛蕉’可溶性固形物含量的影响

2.6 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中可溶性糖含量的影响

香蕉果实后熟过程中由于储存的物质逐步转化为可溶性糖，从而使果实甜度增加[13]。不同处理对‘宝岛蕉’可溶性糖含量的影响如图5 所示，所有处理随着时间的推移，果实可溶性糖含量都在逐渐增加，这与苗红霞等[14]的研究结果一致。其中，T2 的可溶性糖含量增加最快，在第11 d 达到最大值（10.43%）；T1 次之，在第13 d 达到最大值（10.78%）；T3 和T4 增加较缓慢。说明20 ℃处理能在更短时间内使‘宝岛蕉’可溶性糖含量达到最大值，而18 ℃处理增加的量最大。

图5 不同处理对‘宝岛蕉’可溶性糖含量的影响

2.7 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中淀粉含量的影响

香蕉果实在生长发育阶段主要积累的物质是淀粉，伴随着果实后熟进程，淀粉含量逐渐降低，逐渐降解转化为蔗糖、葡萄糖等可溶性糖，果实逐渐变甜变软[14-15]。从图6 可以看出，随着时间的推移，‘宝岛蕉’中淀粉含量逐渐降低，处理后第3 d开始，对照与乙烯利处理间的淀粉含量变化趋势差异明显，表明乙烯利处理后‘宝岛蕉’果实中的淀粉在后熟期存在大量转化，淀粉含量随着时间的延长呈明显下降趋势。20 ℃处理，‘宝岛蕉’中淀粉含量在1～11 d 下降速率很快，趋势明显，而后下降速率趋于平缓；18 ℃处理，淀粉含量在1～9 d下降速率较快，趋势明显，而后下降速率趋于平缓，说明后熟温度对‘宝岛蕉’中淀粉的分解速率有较大的影响，而相同温度不同浓度乙烯利处理之间的淀粉含量变化不大，并且由第15 d 的最终数据可看出，在20 ℃条件下淀粉转化比18 ℃彻底。

图6 不同处理对‘宝岛蕉’淀粉含量的影响

2.8 不同处理对‘宝岛蕉’后熟过程中维生素C含量的影响

香蕉含有丰富的维生素C，后熟过程中维生素C 含量的变化是反映香蕉成熟度和食用品质的重要指标。从图7 可以看出，随着处理时间的延长，‘宝岛蕉’果实的维生素C 含量呈下降趋势，且乙烯利处理下降趋势均比对照快。处理1～11 d，T2 的维生素C 含量下降了75%，T1 下降了69%，T6 下降了60%，T5 下降了58%，T4 下降了53%，T3 下降了49%，对照则下降较少。下降幅度为T2＞T1＞T6＞T5＞T4＞T3，说明高温（20 ℃）处理比低温（18 ℃）加快维生素C 含量的下降。

图7 不同处理对‘宝岛蕉’维生素C 含量的影响

3 讨论与结论

在果实后熟软化过程中，果实中的淀粉发生降解，转变成为可溶性糖，叶绿素含量逐渐降低[16-17]，硬度、色泽指数、可溶性固形物含量和维生素C 含量等都是衡量果实后熟品质的重要指标，通过对这些指标的分析，可以了解果实后熟期间中的生理情况，从而可以根据市场情况，对果实的贮藏环境及销售期进行有效的调节。乙烯利作为人工合成的植物生长调节剂，它主要是提供外源乙烯，诱导果实成熟反应中的电子途径更替，使果实成熟；此外，外源乙烯也能激发果实组织内部产生更多的内源乙烯，从而加快果实的成熟进程[12]。本试验，相对于对照来说，乙烯利处理的‘宝岛蕉’果实各项生理指标明显优于对照，随着处理天数的增加，‘宝岛蕉’的成熟度高，其果实含糖量增高，果皮由绿转黄，硬度下降，细胞膜透性上升，叶绿素和维生素C 含量下降，与其他学者的研究结果类似[15-18]。在适度范围内提高温度和乙烯利浓度均对‘宝岛蕉’后熟进程和品质有积极作用，使果实硬度下降、果皮膜透性增加，总叶绿素含量下降，颜色由绿转黄，果肉可溶性固形物和可溶性糖含量增加，淀粉和维生素C 含量减少，达到食用品质。

后熟温度直接关系到果实的成熟进程。通过对2 种不同催熟温度（18 ℃和20 ℃）的比较发现，20 ℃时‘宝岛蕉’果实成熟速度快，果皮颜色脱绿转黄的速度较快，果实中淀粉分解速率快，在处理后的第5 d 左右，‘宝岛蕉’果实就可以达到最佳食用成熟度，而此时的果实中所含可溶性糖含量最高，硬度较小，口感最佳，18 ℃后熟的‘宝岛蕉’果实各项品质指标达到最佳的时间比20 ℃条件下晚2～4 d。对于消费者来说，20 ℃条件下催熟的‘宝岛蕉’果实适宜购买后在较短的时间内食用，放置时间过长会因为果实的衰老使得食用品质下降，因为从色度L 值以及叶绿素含量来看，20 ℃催熟的‘宝岛蕉’在催熟处理后的第11 d 已经开始出现了衰老的迹象，所以不宜久置。18 ℃条件下催熟的‘宝岛蕉’催熟期相对较长，虽然可以延长‘宝岛蕉’的货架期，但是由于到达最佳食用期的时间较长，满足不了消费者即买即食的需求，并且催熟过程中保持较低温度需要消耗更多能源，提高了催熟成本。综合考虑，建议在常温（20 ℃）下进行催熟。

对2 种不同浓度乙烯利后熟结果分析发现，不同浓度乙烯利后熟对‘宝岛蕉’的各项品质指标无明显区别，考虑到乙烯利在‘宝岛蕉’上的残留所带来的食品安全问题，以及药剂使用成本等问题，建议采用低浓度的乙烯利（200 mg/L）进行催熟。