彭 程,鄧林萍,蒙萬聰,常曉曉,張增文,羅賤良,邱繼水,陸育生
(1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室,廣州 510640;2樂昌市嶺南落葉果樹研究所,廣東 樂昌 512200)
柰李(Prunus salicinavar.cordata)屬薔薇科李屬植物,其果大核小、酸甜可口、質(zhì)脆嫩化渣、脫核、風味獨特,深受人們喜愛[1]。廣東省柰李種植區(qū)域主要集中在粵北地區(qū),栽種面積約4000 hm2。廣東柰李果實生長發(fā)育期正值雨水多發(fā)季節(jié),存在裂果多、鳥類侵襲和病蟲害頻發(fā)等問題。近年來通過采用套袋技術(shù)有效減少了柰李鳥害蟲害,降低了病果率,提高了果實外觀品質(zhì),果皮變薄,嫩黃鮮亮,從原先的“青澀柰果”一躍成為“黃金柰李”,經(jīng)濟價值顯著提升。近年來,隨著套袋使用品種的增加,柰李品質(zhì)參差不一,影響柰李產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
果實套袋是一種物理保護方法,其阻隔了果面與外界的接觸,避免雨水、藥劑、機械摩擦、病蟲鳥等對果皮的影響以及降低農(nóng)藥殘留、裂果和日灼等發(fā)生率,是目前生產(chǎn)安全和優(yōu)質(zhì)果品、提高商品價值的主要栽培技術(shù)措施。果實套袋相當于一個小型溫室,這類微環(huán)境內(nèi)光照強度、溫濕度均會影響果實品質(zhì)、色澤、香氣成分。近年來套袋對果實基本品質(zhì)的影響研究越來越多,涉及到蘋果[2-3]、梨[4]、葡萄[5-7]、芒果[8-9]、柚子[10-11]等。香氣成分是構(gòu)成果品鮮食和加工品質(zhì)的主要因素,水果特有的香氣物質(zhì)可以提高食欲,有利于人體健康[12]。提升果實香氣物質(zhì)成為提高果實品質(zhì)和商業(yè)價值的重要途徑。而栽培措施可能會影響果實香氣物質(zhì)含量,如高溫和乙烯處理均能提升蘋果香氣物質(zhì)含量,特別是酯類物質(zhì)含量[13]。目前尚未見套袋處理對柰李外觀、基本品質(zhì)和香氣成分影響的報道。筆者以柰李為試材,分析不同處理對果實基本品質(zhì)、果皮色澤和香氣成分的影響,旨在為后續(xù)優(yōu)質(zhì)柰李果的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
試驗于2019年在廣東省韶關(guān)市樂昌市九峰鎮(zhèn)進行。試驗區(qū)海拔430 m,年平均氣溫19.90℃,年均日照數(shù)1378.10 h,年均降水量1477.80 mm,有灌溉條件。選擇2010年栽植的柰李樹進行試驗,砧木為毛桃。株行距4 m×5 m,樹高3.0~3.5 m。行間自然生草,常規(guī)管理。套袋前疏果,每株樹留果量一致,套袋前全園噴殺蟲、殺菌劑。
供試果袋分別為產(chǎn)業(yè)上常用的單層白色紙袋、雙層外黃內(nèi)黑紙袋,規(guī)格均為150 mm×150 mm,由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所提供,不套袋處理為對照。試驗隨機區(qū)組設(shè)計,以單株李樹為1小區(qū),重復(fù)3次。6月上旬對整樹李果實套袋,果袋均為帶袋采摘。果實成熟期采果前統(tǒng)計各試驗樹結(jié)果個數(shù)。
2019年7月下旬在不同處理(白色紙袋處理、雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理和不套袋處理)的每株柰李樹隨機選取樹冠不同方位外圍枝條上的20個果實,每個處理3棵樹,共測定60個果實。用CR-400型色差儀測定果實4個面的L*值(亮度)、a*值(紅綠色差)、和b*值(黃藍色差)。顏色用色差值CCI來綜合評估[式(1)],CCI是一個綜合指標,正值為紅色,負值為藍綠色,0為紅色、黃色、藍綠色的混合色。
用游標卡尺逐個測量果實的橫徑、縱徑。2019年7月下旬于果園摘取柰李果,60個柰李果實,隨機分成3組。每個果取5 g左右果肉,切碎混勻,液氮速凍保存于超低溫冰箱內(nèi)備用。每個處理均這樣操作取果肉。其中用于測定果實香氣物質(zhì)的果肉部分,取樣后立即萃取,上機檢測??扇苄怨绦挝锖坑檬殖终酃鈨xATAGO進行測定;果實總糖分的測定采用鐵氰化鉀滴定法[14],樣品經(jīng)提取后分別用于總糖含量和單糖組分檢測;果實中有機酸含量的測定采用標準NaOH溶液中和滴定法[15]。
測定采用高效液相色譜法(HPLC),分析儀器為Agilent 1290超高壓高效液相色譜儀。糖組分檢測使用色譜柱為Waters Sugar PAK I柱。色譜條件:柱溫25℃;流動相(乙腈:水=75:25);流速1.0 mL/min;每次進樣體積為10 μL,使用Agilent G4212示差折光檢測器。采用外標法進行定量分析。測定時間為2019年9月。
揮發(fā)性成分檢測參考彭程等[16]的方法,并進行改進。
1.6.1 萃取條件 稱取10 g的果肉,使用研磨儀粉碎加入50 mL頂空瓶中,加入10 μL 2.048 mg/L2-辛醇作為內(nèi)標。加入10 mL飽和NaCl水溶液。密封后,40℃水浴平衡10 min,插入固相微萃取纖維DVB/CAR/PDMS(50 μm/30 μm),萃取 30 min,解吸 3 min。萃取時間為2019年7月下旬,隨即上機檢測。
1.6.2 色譜條件 使用Rtx-wax毛細管氣相色譜柱(30m×0.25 mm×0.25 μm)。升溫程序初始溫度為 40℃,以5℃/min的速度升至180℃,然后以10℃/min的速度升至230℃。載氣He(純度大于99.99%),不分流,流速1.0 mL/min。進樣口溫度240℃。傳輸線溫度為240℃。
1.6.3 質(zhì)譜條件 離子源溫度為230℃,電離方式為EI。電子能量設(shè)為70 eV,掃描范圍35~450 m/z。定性采用各組分在圖譜庫NIST11.lib中匹配度大于99%的鑒定結(jié)果,并根據(jù)C7~C30正構(gòu)烷烴標準樣品保留時間計算相關(guān)化合物保留指數(shù)。采用內(nèi)標法對樣品的峰面積進行校正。
采用Excel 2013和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計及顯著性和相關(guān)性分析。
由表1可知,套袋處理能夠顯著改善果皮色澤,L*值、a*值、b*值均顯著增加。L*值表示果實亮度情況,數(shù)值越大表示果皮色澤越明亮。單層白色紙袋和雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理L*值明顯高于不套袋處理,其中雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理最高,說明套袋后果皮更亮,尤其是雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理。a*值代表紅色飽和度。負值越大表示越綠,正值越大表示越紅。單層白色紙袋和雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理a*值明顯高于不套袋處理,其中雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理為正值,說明單層白色紙袋處理果皮葉綠素含量顯著降低,而雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理果皮基本無葉綠素。b*值表示黃色飽和度,負值越大越藍,正值越大越黃。單層白色紙袋和雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理b*值明顯高于不套袋處理,其中雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理最高,說明隨著紙袋層數(shù)增加果皮顏色越黃。CCI是果實色澤的綜合表現(xiàn),圖1顯示不同紙袋處理對柰李果皮外觀存在較大影響。套袋的柰李果皮CCI值均高于不套袋處理,其中雙層外黃內(nèi)黑紙袋套袋處理CCI值最高,其次為單層白色紙袋處理。綜上所述,與不套袋相比,套袋后果皮著色更均勻、表皮更加光滑,尤其是雙層外黃內(nèi)黑紙袋能夠使柰李果皮色澤飽滿亮黃。
表1 果皮的色差參數(shù)分析
圖1 不同處理對柰李果色澤的影響
由表2可知,套袋處理對單果重、縱徑、橫徑、維生素C含量以及總酸含量均沒有顯著影響。套袋處理會降低果實可溶性固形物含量,單層白色紙袋和雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理分別比不套袋處理降低17.70%和8.04%,單層白色紙袋處理顯著降低,雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理則無顯著差異。綜上所述,除可溶性固形物外,套袋對柰李果實農(nóng)藝性狀和其他基本品質(zhì)無影響。
表2 果實農(nóng)藝性狀和基本品質(zhì)指標分析
為進一步了解套袋對果實糖組分的影響,對柰李果實糖組分及其含量進行分析。由表3可知,套袋后總糖、果糖、葡萄糖、山梨醇、阿拉伯糖、鼠李糖、巖藻糖、半乳糖和木糖醇含量在各處理間差異不顯著,而蔗糖變化趨勢因不同套袋方式而不同。在各處理中,雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理的柰李果實蔗糖含量最高,為64.60 mg/(g·FW);不套袋處理果實蔗糖含量次之,為59.57 mg/(g·FW);單層白色紙袋處理果實蔗糖含量最低,為53.27 mg/(g·FW);相較于不套袋處理雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理蔗糖含量提升了8.40%,單層白色紙袋處理蔗糖含量降低了10.63%。說明不同果袋對柰李糖組分影響存在差異。
表3 糖組分分析mg/(g·FW)
揮發(fā)性香氣物質(zhì)含量是決定果實風味的重要因素,不同揮發(fā)性物質(zhì)的組合會形成果實不同的風味特點。本研究對不同套袋處理柰李果實揮發(fā)性成分及其含量進行分析。如表4所示,套袋處理后果實中揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量均提高,其中單層白色紙袋處理后果實檢測出38種揮發(fā)性成分,共計592.62 μg/(g·FW);雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理后果實檢測出34種揮發(fā)性成分,共計579.18 μg/(g·FW);兩者均高于不套袋處理果實,不套袋處理果實檢測出33種揮發(fā)性成分,共計386.94 μg/(g·FW)。已有研究表明,己醛、己烯醛等物質(zhì)對李香氣成分貢獻較大[17]。柰李果實已烯醛、2-已烯醛和3-已烯醛等3種己醛類物質(zhì)含量顯著高于其他揮發(fā)性成分,且套袋后這3種物質(zhì)含量顯著提升。雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理果實中己烯醛含量最高,為312.78 μg/(g·FW);單層白色紙袋處理果實中己烯醛含量次之,為 309.96 μg/(g ·FW);均高于不套袋果實[189.99 μg/(g·FW)]。雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理和單層白色紙袋處理果實己烯醛含量分別提升64.63%和63.15%。其次,雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理果實中3-已烯醛含量最高,為113.79 μg/(g·FW);單層白色紙袋處理果實中 3-已烯醛含量次之,為95.49 μg/(g·FW);均高于不套袋果實[76.61 μg/(g·FW)]。雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理和單層白色紙袋處理果實3-已烯醛含量分別提升48.53%和24.64%。另外,單層白色紙袋處理果實中2-已烯醛含量最高,為83.50 μg/(g·FW);雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理果實中2-已烯醛含量次之,為58.99 μg/(g·FW);均高于不套袋果實[39.41 μg/(g·FW)]。雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理和單層白色紙袋處理果實2-已烯醛含量分別提升111.88%和49.68%。說明套袋處理能夠顯著提升已烯醛、2-已烯醛和3-已烯醛等3種己醛類物質(zhì)含量。其次,柰李果實香氣成分主要由醇、醛、酯、酮、萜烯類以及烷烴類組成,其中醛類物質(zhì)含量最高。其中單層白色紙袋處理果實揮發(fā)性醛類占比為84.32%,雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理果實揮發(fā)性醛類占比為85.48%,均高于不套袋處理果實揮發(fā)性醛類占比(81.07%),說明醛類物質(zhì)可能是柰李香氣的主要成分。
表4 果實香氣成分分析
續(xù)表4
柰李是粵北地區(qū)重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟作物,近年來通過采用套袋技術(shù)使柰李經(jīng)濟價值顯著提升。本研究證實,柰李適合進行套袋栽培處理,其中雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理效果最好。本研究表明,雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理能夠增加柰李果皮L*值、a*值、b*值,果皮色澤飽滿亮黃。套袋處理不影響柰李基本農(nóng)藝性狀指標和基本品質(zhì),并且有利于柰李香氣物質(zhì)積累。推薦將雙層外黃內(nèi)黑紙袋應(yīng)用于柰李實際生產(chǎn)中。
套袋處理顯著改善柰李果皮著色,使柰李果面更加潔凈,提升果實商品價值。本研究結(jié)果表明,套袋后柰李果皮L*值、a*值、b*值以及CCI值顯著增加,尤其是雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理。而牛茹萱等[18]研究發(fā)現(xiàn),雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理使桃果皮a*值和b*值降低,與本研究結(jié)果不一致??赡苁氰屠詈吞夜ど睾糠e累的方式和色素組成差異導(dǎo)致的。現(xiàn)有的研究表明,套袋果實的色澤發(fā)生變化與套袋改變果皮色素的含量和比例有關(guān)??赡苁怯捎谔状档凸麑嵃l(fā)育過程中葉綠素含量,促使胡蘿卜素合成[19-20],且果皮葉綠素含量下降,有利于其他色澤的呈現(xiàn)[20]。其次,套袋處理形成的微環(huán)境能夠增加果皮的細膩程度,改善果面著色[21-22]。生產(chǎn)上需針對不同品種進行篩選,本試驗中雙層外黃內(nèi)黑紙袋處理優(yōu)于單層白色紙袋處理。
套袋處理對柰李果實揮發(fā)性物質(zhì)積累有顯著影響。本研究發(fā)現(xiàn),套袋處理能夠顯著增加柰李果實總揮發(fā)物質(zhì)含量,能夠促進醇類、醛類、酯類和酮類物質(zhì)的合成,降低萜烯類物質(zhì)的合成。目前認為香氣物質(zhì)的合成途徑分為氨基酸途徑、萜類途徑和脂肪酸途徑[23-24],栽培措施可能會影響到香氣物質(zhì)的合成。如鈣處理能夠提高‘富士’蘋果[25]、南果梨[26]等果實香氣物質(zhì)含量。張雅等[13]研究表明,高溫和乙烯處理蘋果,使得蘋果香氣釋放值提前,揮發(fā)性物質(zhì)含量增加。柰李套袋處理后果袋里面微環(huán)境溫度上升可能會促使柰李果實總揮發(fā)性物質(zhì)含量增加。但是,馮帥帥等[27]研究表明,套袋會抑制蘋果果實香氣物質(zhì)的產(chǎn)生,可能與不同樹種揮發(fā)性物質(zhì)合成途徑不同有關(guān)。另外,本研究發(fā)現(xiàn),套袋處理顯著降低β-月桂烯、D-檸檬烯和β-水芹烯等萜烯類物質(zhì)的含量,與前人套袋會降低柚子[10]、蘋果[25]和葡萄[28]萜烯類物質(zhì)含量的結(jié)果一致。至于套袋處理如何影響柰李萜烯類香氣物質(zhì)的合成有待進一步研究。