食用色素对鲜切单头菊染色及保鲜效果的影响

方 萍，蒋劢博，吴海峰，陈天烺*，刘 丹，王 容

(1.浙江海丰生物科技股份有限公司，浙江绍兴 312050；2.宁波城市职业技术学院，浙江宁波 315199)

菊花(Ramat)品种繁多，是观赏植物中变异类型最丰富的世界著名花卉，在园林绿化和花卉生产中占有重要地位，具有较高的经济价值，也是世界四大切花之一。切花菊耐贮藏、耐运输，瓶插寿命长，栽培生产可周年供应。近年来，我国鲜切菊花种植生产规模不断扩大，其中单头菊花占总数50%以上，但切花单头菊花以黄、白两色为主，且多用于祭祀等场景，使得人们对菊花文化的认识产生一定偏差，因此需要培育出颜色艳丽、花色丰富的单头切花菊品种。但是，通过杂交遗传改良或转基因技术来改变花色无法在短期内获得成效，因此对单头切花菊进行染色是改变花色的重要途径之一。

国内切花染色技术主要有花头浸泡法和染色喷雾喷洒法，但存在易污染、染色不均、颜色易脱落、花材手感差等缺点，而利用食用色素进行吸染的染色方式使切花在不影响切花原貌的条件下能长时间保持目标颜色。章玉平等研究发现白色菊花对染色剂具有选择性，高浓度的染色液会使切花叶片产生失水干枯现象，从而影响切花的观赏价值。食用色素作为外来物质被吸入单头鲜切菊花，影响了菊花正常的水分代谢平衡、细胞膜透性等生理代谢活动，进而缩短切花保鲜瓶插时间。目前的报道均以染色分级标准作为判断染色结束的标志，对染色鲜花的研究主要集中于染色效应与染色技术的探究，但通过失水胁迫可以在较短时间内使得花瓣上色，但不同染色时间对染色后切花衰老机制的影响报道较少。笔者研究了食用色素不同浓度、不同染色时间对切花单头菊瓶插寿命的影响，探讨适宜的染色时间和染色剂浓度，旨在为标准化生产染色切花单头菊提供技术支持。

1 材料与方法

试验花材：单头切花菊“白扇”采自浙江海丰生物科技股份有限公司平水种植基地。食用色素：网购可食用色素。

花材处理。选取茎秆直立、最外2层花瓣开展且花瓣无擦伤、叶片新鲜、无病虫害的植株，将花枝剪切至55 cm长，除去下部15 cm的叶片，将花材置于2～5 ℃环境中养水处理12 h后取出，放在阴凉通风处控水24 h，备用。

不同浓度食用色素对菊花染色保鲜效果的影响。将食用色素分别配制成浓度1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 g/L的溶液，每个溶液各200 mL，以清水为对照。将备好的单头鲜切菊花放入不同浓度的食用色素溶液内，每个处理设置3个重复。瓶插4 h后取出，用清水冲洗茎秆上多余色素，放入清水中吸水匀色。

不同染色时间对菊花染色保鲜效果的影响。将备用的单头鲜切菊花放入适宜浓度的食用色素溶液中，分别染色2、4、6 h，以清水为对照，每个处理重复3次，染色完成后用清水冲洗茎秆上多余色素，放入清水中进行吸水匀色。

花径的测定。使用游标卡尺采用十字法测量单头鲜切菊花的花径，取平均值。

鲜重变化率的测定。测量花枝鲜重，计算测量当天鲜重与初始鲜重的损失量占初始花枝鲜重的百分比，即得鲜重变化率。

花瓣(叶片)pH的测定。单头鲜切菊花染色瓶插1 d后，使用分析天平称取1 g花瓣(叶片)，并用蒸馏水清洗干净，用滤纸吸干表面水分后用剪刀剪成碎片，放入试管中并加入15 mL蒸馏水浸泡4 h，使用pH计测定溶液pH。

花瓣(叶片)细胞膜相对透性的测定。单头鲜切菊花染色瓶插1 d后，使用分析天平称取1 g花瓣(叶片)，并用蒸馏水清洗干净，用滤纸吸干表面水分后剪成碎片，放入试管中并加入15 mL蒸馏水浸泡4 h，测定其电导率()，再将试管置于水浴锅内沸水加热15 min后取出，冷却至室温后测定其电导率()，计算细胞膜相对透性()。

2 结果与分析

花径是衡量切花瓶插保鲜品质的重要指标之一，能反映切花在瓶插期间营养状况及其瓶插寿命。由图1可知，在低浓度下食用色素会增加单头鲜切菊花的最大花径，当其浓度过高时表现为抑制作用；当食用色素浓度为3 g/L时，单头鲜切菊花的花径达到最大值，为(79.98±3.82)mm。随着食用色素浓度的增加，渗透压增大，花茎吸水能力减弱，植株正常生理代谢活动降低，单头鲜切菊花最大花径呈减小趋势。由图2可知，相同浓度条件下，2～6 h内单头鲜切菊花的最大花径随着染色时间的延长而减小，当单头鲜切菊花在食用色素中染色6 h时最大花径达(66.34±3.79)mm，显著小于CK及2 h时。当食用色素浓度低于5 g/L、染色时间小于4 h时，有利于染色鲜花的正常开放，提升花朵的观赏价值，染色后保鲜效果最佳。

图1 不同食用色素浓度对单头切花菊最大花径的影响Fig.1 Effects of different concentrations of edible pigment on the maximum inflorescence diameter of single-headed fresh-cut chrysanthemum

切花水分供应不足，花朵将无法正常开放，容易出现僵花等现象。切花水分代谢平衡状况主要由切花鲜重变化率来反映。鲜重的丧失是切花衰老的明显症状之一，是鲜花衰老的一个重要指标。由图3可知，吸色后，除10 g/L外鲜重均有所增加，其中食用色素浓度为4 g/L时鲜重变化率最大(2.91%)。瓶插1 d后，单头鲜切菊花均表现为吸水状态，其中当食用色素浓度为5 g/L时鲜重变化率最大(5.90%)；当食用色素浓度超过5 g/L时，鲜重变化率随着食用色素浓度的增加而降低。瓶插观察结束后，切花鲜重仍继续增加，不同食用色素浓度之间鲜重变化率差异不显著，当食用色素浓度为4 g/L时，鲜重变化率最大可达14.75%。

注：不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters indicated significant difference(P<0.05)图2 不同染色时间对单头鲜切菊花最大花径的影响Fig.2 Effect of different dyeing time on the maximum inflorescence diameter of single-headed fresh-cut chrysanthemum

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图3 不同食用色素浓度对单头鲜切菊花鲜重变化率的影响Fig.3 Effects of different concentrations of edible pigment on the change rate of fresh weight of single-headed fresh-cut chrysanthemum

由图4可知，不同染色时间对单头鲜切菊花鲜重变化率的影响存在差异。吸色后染色4 h时鲜重变化率最大(1.21%)，且与CK差异不显著；吸色后染色2 h时鲜重变化率显著低于CK，仅为0.43%。瓶插1 d后切花鲜重均有增加，其中染色6 h的鲜重变化率显著低于CK，仅为2.05%；瓶插观察结束后，各试验组鲜切菊花鲜重变化率无显著差异，但染色6 h的鲜切菊花鲜重变化率低于其他染色时间。以上试验结果表明，当食用色素浓度低于5 g/L，染色时间为4 h时，能较好地促进花枝吸水，增加鲜重，维持切花的新鲜度，延长观赏期。

切花一旦离开母体，就断绝了水分与养分的供给，但其仍需进行呼吸作用，消耗自身营养。在此过程中蛋白质逐渐降解，游离氨基酸含量不断提升，切花衰老过程中pH上升，因此花瓣和叶片的pH是反映切花衰速率的重要指标之一。由图5可知，低浓度时单头鲜切菊花花瓣pH均在5.90左右。不同浓度食用色素处理后花瓣pH有所波动，随着食用色素浓度的增加，花瓣pH整体呈上升趋势；当食用色素浓度达8 g/L时，pH最大，为6.13。叶片pH随着食用色素浓度的变化趋势并不明显，均在6.40左右；当食用色素浓度为3 g/L时，叶片pH最低，为6.38。由图6可知，随着染色时间的增加，花瓣pH逐渐升高，而染色2～6 h叶片pH的变化不明显，与CK存在明显差异。当食用色素浓度为3 g/L、染色时间为4 h时，能更好地稳定单头鲜切菊花pH，可以更好地延长染色鲜切菊花的瓶插寿命及保证观赏品质。

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图4 不同染色时间对单头鲜切菊花鲜重变化率的影响Fig.4 Effects of different dyeing time on the change rate of fresh weight of single-headed fresh-cut chrysanthemum

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图5 不同食用色素浓度对单头鲜切菊花pH的影响Fig.5 Effects of different concentrations of edible pigment on pH of single-headed fresh-cut chrysanthemum

细胞膜的完整性及稳定性可以由细胞膜相对透性来反映，在一定程度上体现细胞受伤害程度，通常用电导率的变化来表示。切花衰老时，细胞膜中磷脂含量减少，不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比例降低，导致细胞膜流动性下降，膜由液晶相逐渐固化为凝胶相，透性增加，膜内物质向外渗漏，导致溶液电导率增加。细胞膜相对透性越大，表明切花衰老越快。由图7可知，叶片的细胞膜相对透性略高于花瓣。当食用色素浓度为2～5 g/L时，切花细胞膜相对透性较低，其中当食用色素浓度为3 g/L时，花瓣和叶片的相对透性分别为0.13和0.17，均低于CK。由图8可知，在相同食用色素浓度条件下，不同染色时间对切花细胞膜相对透性的影响也不同，花瓣的细胞膜相对透性随着染色时间的延长而降低，而叶片的细胞膜相对透性随着染色时间的变化不明显。当食用色素浓度为2～5 g/L时，单头鲜切菊花细胞膜稳定性较好，能有效缓解食用色素对切花衰老的影响。

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图6 不同染色时间对单头鲜切菊花pH的影响Fig.6 Effects of different dyeing time on pH of single-headed fresh-cut chrysanthemum

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图7 不同食用色素浓度对单头鲜切菊花细胞膜相对透性的影响Fig.7 Effects of different concentrations of edible pigment on relative permeability of cell membrane of single-headed fresh-cut chrysanthemum

注：同一曲线标有不同小写字母表示差异显著(P<0.05)Note：Different lowercase letters marked on the same curve indicated significant difference (P<0.05) 图8 不同染色时间对单头鲜切菊花细胞膜相对透性的影响Fig.8 Effects of different dyeing time on relative permeability of cell membrane of single-headed fresh-cut chrysanthemum

3 讨论与结论

该试验通过研究不同食用色素浓度及染色时间对单头鲜切菊花染色效果及吸色后保鲜效果的影响，探索适宜的食用色素浓度及最佳的染色时间。结果发现，当食用色素浓度为3 g/L时，切花最大花径可达(79.98±3.82)mm，当食用色素浓度为10 g/L时，切花最大花径最小，为(67.25±3.13)mm。切花在低浓度食用色素下鲜重变化率高于高浓度，其中当食用色素浓度为4 g/L时，切花吸色后鲜重变化率为2.91%；瓶插观察结束时，当食用色素浓度为4 g/L时切花鲜重变化率为14.75%，而高浓度食用色素下切花鲜重变化率仅为9.50%左右。叶片的pH与细胞膜相对透性均高于花瓣，单头鲜切菊花花瓣、叶片的pH均随着食用色素浓度的增加呈逐渐升高的趋势。当食用色素浓度较低时，细胞膜相对透性也较低，尤其是当食用色素浓度为3 g/L时切花花瓣细胞膜相对透性仅为0.13，同时该浓度下叶片细胞膜相对透性仅为0.17，因此食用色素吸色的适宜浓度为2～5 g/L。当单头鲜切菊花染色4 h左右时，花瓣染色效果较佳，食用色素对植株衰老机制的影响最小，切花衰老速率较低。

浙江海丰生物科技股份有限公司利用设施栽培技术，实现切花菊周年供应。单头切花菊“白扇”花色纯正，耐储运，瓶插期长，是日本市场较受欢迎的夏菊品种。受传统文化的影响，在国内市场单头切花白菊的应用市场受限，因此利用食用色素改变白色切花菊花色的染色菊应运而生。目前人工染色已成为改变花色的主要途径之一，染色后切花花色稳定、富有表现力。食用色素可分为合成色素与天然色素，一般为水溶性材料，使用食用色素染出的花卉具有较好的安全性，且染色效果较佳。食用色素作为切花非生理代谢产物，影响了植株的正常生命活动，加速了切花衰老。笔者探究了不同食用色素浓度与染色时间对单头切花菊染色效果和保鲜效果的影响，通过对比各项生理生态指标来确定适宜的染色条件。其中，切花花瓣pH与细胞膜相对透性随着食用色素浓度的增加而增大，说明食用色素浓度越大，切花衰老速率越快。该试验结果与章玉平等研究结果相似。切花染色后用清水进行匀色，使得色素在花瓣中分布更加均匀且不褪色，与邓波等研究结果不同。究其原因，该试验所选的单头切花菊品种及食用色素材料与上述研究报道不同。影响菊花染色效果的因素是多方面的，仍需进一步研究，以期为产业化生产染色菊花提供理论依据。