南丰蜜桔芽变优株“ZZL-03”果实品质及其采后主要变化规律的研究

2021-09-29王志雯王雅青朱桢栀陈祥磊高志强姚锋先卢占军黄文赟陈何良

江西农业大学学报 2021年4期

成臣，王志雯，王雅青，朱桢栀，陈祥磊，高志强，姚锋先，卢占军，朱博*，黄文赟，陈何良

（1.赣南师范大学生命科学学院/国家脐橙工程技术研究中心/赣州市设施蔬菜重点实验室，江西赣州 341000；2.江西省信丰县农业农村局，江西赣州 341600；3.江西省大余县农业农村局，江西赣州 341500）

【研究意义】柑桔是世界上种植区域最广、供应量最大的果品，中国是世界五大柑桔生产国之一，时至2018 年，柑桔种植面积已达2.5×106hm2、总产量4.1×107t，分别占世界的1/3 和1/4[1-2]。中国作为柑桔栽培最早的国家，其适宜栽培区广阔、自然条件优越，尤其是在我国南方亚热带地区[3]。其中，江西作为我国柑桔主产区之一，现已形成南丰蜜桔、赣南脐橙、井冈蜜柚和新余蜜桔等四大特色柑桔产业。加速推进江西特色柑桔产业发展，对果农脱贫致富、区域经济发展具有重要贡献[4]。【前人研究进展】近年来，随着消费者生活质量提升，追求柑桔高产已经不能满足人们的需求，提高柑桔贮运性能、外在品质及内在品质等综合属性，优化其商品性能及经济价值是发展柑桔产业的重要方向[5-6]。柑桔的品质受到基因、栽培管理技术和生态环境因子等的共同调控，通过遗传育种、良种嫁接繁殖等方法是提高柑桔品质的重要方式[7-9]。2007 年，笔者在江西省南城县百子亭果园发现一棵（4 年树龄）砧木为枳、接穗来源于南丰蜜桔“杨小2-6”的芽变优株，经连续10 余年高接鉴定表明该变异品种遗传稳定性较好，并且该变异优株表现为果实可溶性固形物含量高（高糖）、皮薄而硬、耐贮藏及货架期长等优良特性，被命名为“南丰蜜桔芽变优株ZZL-03”，具有突出的开发潜力和推广价值，可有效促进我国蜜桔产业高质量发展[10]。【本研究切入点】前期仅对突变体采收期品质特性进行了初步研究，随着采后贮存期延长，果实品质会发生较大变化，甚至失去其商品性能，然而目前关于突变体采后果实品质的变化规律还不清楚，加工储运性能如何尚不明确，其商品价值的优劣有待于进一步探讨。【拟解决的关键问题】以普通南丰蜜桔“杨小2-6”为对照，通过对突变体果实采后外在品质、内在品质及耐贮特性等指标进行测定分析，以期为突变体有效货架期色选机参数设置、贮运保鲜、果汁加工利用提供理论参考，并为进一步研究突变体高糖及耐贮特性形成的生理及分子机理奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

试验在江西省抚州市南城县上唐镇百子亭南丰蜜桔果园进行（27°23'41″N，116°42'24″E）。试材为普通南丰蜜桔“杨小2-6”（对照，CK）和南丰蜜桔芽变优株“ZZL-03”的高接换种树（突变体，ZZL）。2007 年，南丰蜜桔（对照）和突变体蜜桔枝条高接于南丰蜜桔上，于同一果园生长，施肥、灌溉等栽培管理措施一致。于采摘期2016 年11 月16 日，分别随机选取对照和突变体蜜桔各3 株树，从树冠外围至内膛均匀采收，每棵树上挑选成熟度基本一致、无机械损伤的蜜桔约5 kg，样品果实装入纸箱及时运回实验室。

样品送回室内后及时摊开晾干，经过24 h 预处理后（俗称发汗处理），在自然条件下不经防腐处理，用塑料框常温贮藏（25±0.5）℃。从11 月20 日起每隔10 d 选择外观大小一致、无磕碰病虫害的果实进行耐贮特性、内在品质以及果皮果汁色差等指标测定，并于11 月20 日对果实大小、质量等外在品质指标进行测定。各项指标每次取10 个果实进行测定，3 次重复。

1.2 测定内容与方法

1.2.1 果实硬度及可溶性固形物果实硬度采用GY-1 型果实硬度计进行测定，在蜜桔上、中、下部分别测定3 个点，3 个点呈120°夹角分布，即每果共测9 个点取其均值。而果实可溶性固形物含量采用深圳京都电子KEM 牌手持式数字糖度计（RA-250WE）进行测定。

1.2.2 果皮及果汁色度采用Sucolor SC-10 精密色差仪（便携式通用色差仪）测定果皮和果汁的L、a、b、c和h0值等色差指标，每个果皮各指标分别在蜜桔上、中、下部取4 个点，4 个点呈90°夹角分布，即每果共测量12 次求其均值。果汁色差指标测定以蒸馏水为参比样，每果测定3 次取其均值。L值表示亮度，a值表示红绿度（正值为红色，负值为绿色），b值表示黄蓝度（正值为黄色，负值为蓝色），上述绝对值越大表示其程度越深。并由此计算c（色饱和度）和h0（色调角）值，，其值越大表示颜色的彩度越纯。在本试验中h0=DEGREES（ATAN（b/a）），从0°～90°依次为紫红色（0°）、红色、橙红色、橙黄色和黄色（90°）。

1.2.3 果实内在品质可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可滴定酸含量测定采用酸碱滴定法，维生素C 采用2,6-二氯靛酚法测定[10]。

1.3 数据分析

采用Microsoft excel 2010 进行数据整理，SPSS 22.0 和Origin 9.0 软件分析数据和制图；Duncan’s 新复极差法进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 果实耐贮特性及内在品质

随贮藏期延长，突变体及对照果实硬度均逐渐降低，二者果实硬度平均下降速率分别为0.092 kg/（cm2·d）和0.124 kg/（cm2·d）（表1）。而突变体及对照的果实腐烂率和浮皮率均逐渐增加，腐烂率增加速度分别为0.222% d-1和0.418% d-1，浮皮率增加速率分别为0.625% d-1和0.883% d-1。其中，贮藏各时期突变体果实硬度均显著高于对照蜜桔，平均高48.7%；而腐烂率及浮皮率均显著低于对照，平均低45%和71.0%。

随贮藏期延长，突变体及对照果实的可溶性固形物含量、可溶性糖、糖酸比和固酸比均逐渐增加。果实可溶性固形物平均增加速率分别为0.028% d-1和0.021% d-1，可溶性糖含量平均增加速率分别为0.907%d-1和0.906%d-1，糖酸比平均增加速率分别为0.188 d-1和0.381 d-1，固酸比平均增加速率分别为0.090 d-1和0.296 d-1。突变体和对照果实的可滴定酸均逐渐降低，平均降低速率分别为0.005% d-1和0.003% d-1，而果实维生素C 含量则随贮藏期的延长呈先增后降的趋势，在采收后24 d 果实维生素C 含量值达最大（表1）。其中，贮藏各时期突变体果实可溶性固形物含量、可溶性糖、糖酸比、固酸比、维生素C 均显著高于对照，平均高出53.7%、35.2%、66.9%、89.9%和25.3%；可滴定酸均显著低于对照，平均低18.9%。

表1 贮藏期间果实耐贮特性及内在品质的变化Tab.1 Change of the fruit storability and internal quality characteristics during the period of storage

2.2 果实色差

2.2.1 色差L值随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果皮L值均呈降低趋势，其中二者分别在采收后24 d 和14 d 降幅较大，之后果皮L值降幅均较小，总体趋于稳定（表2）。与对照相比，突变体蜜桔果皮L值在采收后4 d 和14 d 分别增加12.4%和13.8%，差异均达显著水平，而在采收后24 d 和34 d 二者差异均不显著。随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果汁L值均呈增加的趋势，二者果汁L值平均增加速率分别为0.042 d-1和0.049 d-1（表2）。其中，贮藏各时期突变体蜜桔果汁L值平均高于对照6.4%，但差异均不显著。

2.2.2 色差a值随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果皮和果汁a值均逐渐增加，其中二者果皮a值平均增加速率分别为1.21 d-1和0.99 d-1，而果汁a值平均增加速率分别为0.07 d-1和0.05 d-1（表2）。贮藏各时期突变体蜜桔果皮和果汁a值均高于对照，分别平均高于13.8%和16.5%；除贮藏前期（采收后4 d）二者果汁a值差异不显著，其他时期果皮和果汁a值差异均达显著水平。

2.2.3 色差b值随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果皮b值均先增后降、在采收后14 d 值最大（表2）；贮藏各时期突变体蜜桔果皮b值均显著高于对照，平均高5.2%。随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果汁b值均呈增加的趋势，其中均在采收后24 d 内增幅较大，而之后b值总体变化不大（表2）；贮藏各时期突变体蜜桔果汁b值均高于对照，平均高于13.0%，但仅在采收后14 d 二者差异达显著水平。

2.2.4 色差c值随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果皮和果汁c值均逐渐增加，其中二者果皮c值平均增加速率分别为0.44 d-1和0.23 d-1，而果汁c值均在采收后24 d 之内增幅较大，之后果汁c值总体趋于稳定（表2）。贮藏各时期突变体蜜桔果皮和果汁c值均高于对照，分别平均高于6.8%和14.5%；除贮藏前期（采收后4 d）二者果汁c值差异不显著，其他时期二者果皮及果汁c值差异均达显著水平。

2.2.5 色差h0值随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果皮h0值均降低，二者果皮h0值平均下降速率分别为0.83°d-1和0.88°d-1（表2）。贮藏各时期突变体蜜桔果皮h0值均低于对照，平均低于2.6%；除采收后14 d 二者果皮h0值差异不显著外，其他时期果皮h0值差异均达显著水平。随贮藏期延长，突变体及对照蜜桔果汁h0值均先增后降，但变幅较小（表2）。虽贮藏各时期突变体蜜桔果汁h0值均低于对照，但二者差异不显著。

表2 果实贮藏期间果皮及果汁色差指数的变化Tab.2 Change of the chromatism index variation of fruit peel and juice during the period of fruit storage

2.3 各特征品质指标间相关性分析

相关分析表明（表3），突变体及对照果实可溶性固形物与果皮的a及c值、果汁的a、b及c均呈显著正相关，与果皮h0值均呈显著负相关。此外，对照蜜桔可溶性固形物与果皮L值呈显著负相关，突变体蜜桔可溶性固形物与果实硬度呈极显著负相关。

表3 不同品种可溶性固形物与果实硬度及色度指数之间相关性分析Tab.3 Relative coefficient among soluble solid content（SSC）and the fruit firmness and chromatism index of tangerine in different varieties

2.4 采摘期果实外在品质特征

由表4 可知，与对照相比，突变体果实横径、果实纵径、果皮厚度、单果质量、果肉质量、果汁质量和果渣质量分别小于对照3.8%、7.7%、23.0%、6.8%、10.3%、7.3%和14.8%，而突变体的果皮质量高于对照11.1%，除在果实横径、纵径外，二者在其他指标上差异均达显著水平。

表4 采摘期果实外在品质特征Tab.4 External quality characteristics of fruits during picking period

3 讨论

采收后果实作为一个独立的生命有机体，在贮藏中无养分供给，但正常的生理代谢活动仍有序开展[11]。其中呼吸作用为果实提供各种代谢活动中所需能量，然而果实采后的特征品质、后熟衰老及有效货架期等均受其呼吸作用所影响，进而关系着果实采后加工利用及其商品价值的高低[12]。因此，果实收获前品质达到较高水平以及采后果实品质劣变速率降低，是果实实现较高商品价值的主要途径。

3.1 贮藏期果实耐贮特性及内在品质的变化

果实硬度可作为评价果实质地状况及采后耐贮特性的重要指标，可溶性固形物可为评价果实营养物质及其风味品质提供参考依据，二者均影响着果实的感官评价及商品价值[13]。崔建潮等[14]研究表明，常温下随贮藏期延长，新梨7 号果实硬度降低，而可溶性固形物含量基本保持在12.0%～13.0%，变幅较小且变化规律不明显。何义仲等[13]研究认为，货架期内随贮藏期延长赣南纽荷尔脐橙果实硬度及可溶性固形物含量均逐渐下降。本研究也表明，随贮藏期延长，突变体及对照果实硬度均逐渐降低。这可能是由于贮藏期细胞壁中果胶甲酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶等降解酶促进细胞壁中果胶物质降解为原果胶，原果胶进一步分解为可溶性果胶及果胶酸，而果胶酸为无黏结性物质，组织将变松软；同时原纤维细胞也大量降低，上述等因素共同导致了果胶物质形态发生改变、果实硬度降低、果皮塌陷等现象[15]。同时本研究表明随贮藏期延长，突变体及对照果实可溶性固形物含量均逐渐增加。究其原因，可能是在贮藏期虽然呼吸作用会消耗桔汁营养物质（可溶性糖等），导致可溶性固形物总量下降，但由于果实在常温条件下贮藏，会通过蒸腾作用使其含水量降低，从而造成可溶性固形物含量相对提高[12]；且淀粉等多糖类物质将会转化成葡萄糖以及不溶性原果胶不断转化成可溶性果胶等诸多因素，共同作用导致贮藏期果实可溶性固形物含量出现增加的现象[16]。并且本研究还发现，随贮藏期延长突变体及对照果实腐烂率、浮皮率、可溶性糖、糖酸比、固酸比增加，可滴定酸含量降低，维生素C 先增后降。综上，随贮藏期延长（采后4～34 d 内），突变体及对照耐贮特性及内在品质均呈降低趋势。

采后贮藏期果实耐贮特性及内在品质的变化特征均受遗传基因所调控。本研究表明，贮藏各时期突变体果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖、糖酸比、固酸比及维生素C 均显著高于对照，分别平均高48.7%、53.7%、35.2%、66.9%、89.9%及25.3%。而腐烂率、浮皮率、可滴定酸均显著低于对照，平均低45%、71.0%及18.9%。说明与对照相比突变体果实具有较高的贮运性能及商品价值，其深入加工利用的前景较好。

3.2 贮藏期果实色差指标的变化

果皮色泽作为果实外观品质的重要体现，也是评价果实商品价值的重要组成。叶绿素、类胡萝卜素及花青苷等是决定果实色泽的重要物质，若在贮藏期果实自身内在营养物质未能供应充足的能量时，叶绿素等降解代谢及其衰老将加剧，果皮色泽将发生较大改变。而柑橘类属非呼吸跃变型果品，其叶绿素等降解变化较为平稳[17]。本研究也表明，在贮藏期蜜桔果皮色泽变化是缓慢渐变的过程。阚超楠等[18]研究表明，随贮藏期延长，翠冠梨不同采后处理下果实L、b值均降低，而a值呈增加趋势。何义仲等[13]研究表明，随着贮藏期的延长，赣南纽荷尔脐橙果皮L、h0、c 值均下降。陈楚英等[19]研究认为，贮藏期2 个采收期新余蜜桔果皮色差L、b、h0值均下降，a值上升，而c值总体显著不明显。罗焘[20]研究认为，椪柑各品种采后果皮a值均增加，而L和b值在贮藏0～20 d 较为稳定，而在贮藏期20～50 d 呈现小幅下降。而本研究结果与上述较为相似，表明随贮藏期延长，突变体及对照果皮L、h0值均逐渐降低，而果皮b值先增后降，果皮a、c值均逐渐增加。由此可知，上述关于色差指数的结论基本较为一致，仅c值的变化规律存在截然相反的结论，而c值与a、b值的变幅大小有关，即可能与品种特性、采后管理技术等因素不同而使c值变化规律产生较大差异。从品种果实色泽差异来看，本研究表明，在贮藏各时期，突变体蜜桔果皮L、a、b及c值也均高于对照，但h0值有所降低。因此与对照相比突变体蜜桔果皮偏亮，颜色偏红偏黄且色彩度较饱满，这也与实际观察结果较吻合。因此突变体果实具有更高的加工利用价值和商品价值。

柑桔类水果主要以鲜食果肉为主，但桔汁、罐头等主要加工产品也是其果品重要利用方式，因此贮藏期桔汁色泽是一项较为关键的感官品质，直接影响着果汁的外观及其商品价值[21]。前人研究认为，导致桔汁色泽变化的关键原因是类胡萝卜素及维生素C 含量发生变化，这可能与富含类胡萝卜素的不稳定悬浮颗粒（部分）发生沉淀现象所导致；其中维生素C 具有稳定类胡萝卜素、防治褐变功能并维持桔汁色泽等作用，若贮藏期维生素C 含量降低会促进类胡萝卜素的降解，进而改变着桔汁的色泽[22]。韩燕[23]研究表明，随冷藏时间延长，甜橙汁L、b、c、h增加，但a值降低，说明橙汁亮度、黄色度、色彩饱和度和色调角均增加，红色度降低。本研究结果与之存在一定差异，表明随贮藏期延长，突变体及对照果汁L、a、b、c值均逐渐增加，而果汁h0值均先增后降、总体变幅较小。表现为果汁亮度增加，红色度、黄色度及色彩饱和度均升高，色调角在红色与橙红色之间缓慢转变。即果汁h 及a值的变化存在不同，这可能与品种及储藏环境等因素不同有关。但也有贮藏期果汁a值增加的研究报道[24]，因此有必要对贮藏期果汁中维生素C 及类胡萝卜素含量的变化特征进行深入研究并延长贮藏期进行测定。从品种差异来看，本研究表明在贮藏各时期，突变体蜜桔果汁L、a、b及c值也均高于对照，但h0值有所降低但差异不显著。因此与对照相比突变体蜜桔果汁具有更高的外观品质和加工利用价值。深入研究贮藏期突变体蜜桔果汁色泽的变化机理，以期为柑桔贮藏保鲜、桔汁产品质量提升奠定基础。

3.3 贮藏期各特征品质指标间相关性分析

本研究表明，突变体及对照果实可溶性固形物含量与果皮的a及c值均呈显著正相关，与果皮h0值均呈显著负相关；与果实硬度及果皮L值相关性也均较高，其中对照蜜桔可溶性固形物含量与果皮L值呈显著负相关，突变体蜜桔可溶性固形物含量与果实硬度呈极显著负相关。由此可知蜜桔在采后贮藏中果实可溶性固形物含量与果皮部分色差指数及硬度是紧密联系的，因此通过果皮硬度及果实外观可以预测果实可溶性固形物含量的状态。本研究还表明，突变体及对照果实可溶性固形物含量与果汁的a、b及c均呈显著正相关，即根据果实可溶性固形物含量也可预测桔汁色泽状况。综上，通过果皮硬度及果皮色泽状况，可判断和预测贮藏期果实可溶性固形物含量、果汁色泽状况以及果实品质变劣程度，从而为更好地通过果实外观来判断蜜桔的新鲜程度提供了理论参考。

3.4 采摘期果实外在品质分析

与对照相比，突变体果实横、纵径较小，果皮厚度显著低于对照23.0%，但果皮质量显著高于对照11.0%，说明突变体的果皮薄而密度大，这与贮藏期突变体果皮硬度显著较高相吻合，再次论证了突变体果实具有较高贮运性能。综上，突变体作为贮运性较好、果品质量较佳的优良单株，具有较大的商品价值、推广应用和开发价值，主推突变体可作为加快南丰蜜桔产业发展的有效途径之一。