利用精密色差儀測(cè)定板栗果實(shí)褐變的方法研究

張樹(shù)航，李　穎，王廣鵬，郭　燕，張馨方

（河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹(shù)研究所，河北　昌黎　066600）

利用精密色差儀測(cè)定板栗果實(shí)褐變的方法研究

張樹(shù)航，李穎，王廣鵬*，郭燕，張馨方

（河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹(shù)研究所，河北昌黎066600）

提出使用精密色差儀測(cè)定板栗果實(shí)色差，從而快速、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)板栗的果實(shí)褐變程度。并使用精密色差儀對(duì)7個(gè)品系的栗果煮熟前后的褐變程度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示，H7-1和D3-21的△L值變化較小，褐變程度較低；D7-65褐變程度最高。并將采用傳統(tǒng)分光光度計(jì)比色法測(cè)定的栗肉褐變程度與利用精密色差代測(cè)定的栗肉色差指標(biāo)值進(jìn)行了相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，可以利用精密色差儀測(cè)定的△L值準(zhǔn)確評(píng)價(jià)板栗的褐變程度，當(dāng)果肉偏綠色時(shí)以△a值為輔助指標(biāo)。

板栗；褐變；精密色差儀；△L值

果品加工產(chǎn)業(yè)常常受到果肉褐變問(wèn)題的困擾［1～3］，其中，板栗加工也不例外。板栗褐變后會(huì)降低其深加工產(chǎn)品的質(zhì)量，在很大程度上制約了板栗深加工的增值，給板栗產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來(lái)一定的壁壘，因此，解決栗肉褐變問(wèn)題是大力發(fā)展板栗深加工產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵［4～6］。不同板栗品種的栗仁褐變程度存在較大差別，培育栗肉抗褐變的板栗品種是解決栗肉褐變最具有前瞻性的方法。因此，比較不同品種間的栗肉褐變差異就顯得非常重要。評(píng)價(jià)板栗品種褐變情況的傳統(tǒng)方法主要有目測(cè)法［7～9］和比色法［10～12］，也有學(xué)者利用數(shù)碼相機(jī)拍照通過(guò)評(píng)價(jià)板栗果實(shí)亮度值進(jìn)而分析栗肉的褐變程度［13］，但這些方法均存在效率低、誤差大等缺點(diǎn)。選擇一種快速、準(zhǔn)確反映板栗果實(shí)褐變情況的方法，對(duì)板栗生產(chǎn)和加工具有深遠(yuǎn)意義。

1　材料與方法

利用精密色差儀測(cè)定栗仁表面，得到△Eab（總色差）、△L、△a、△b等值，以此來(lái)評(píng)價(jià)板栗的褐變程度。色差儀的Lab色彩模型由照度（L）以及有關(guān)色彩的a和b這3個(gè)要素組成。L軸以亮度表示黑白，其中，0為黑，100為白；a軸正值為紅，負(fù)值為綠，0為中性；b軸正值為黃，負(fù)值為藍(lán)，0為中性。所有顏色均可以通過(guò)Lab色空間感知并測(cè)量。以上數(shù)據(jù)也可以用來(lái)表示標(biāo)樣與測(cè)試樣的色差，并通常以△Eab（總色差）、△L、△a和△b表示，其中，△L為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣淺（偏白），△L為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣深（偏黑）；△a為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣紅（偏紅），△a為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣綠（偏綠）；△b為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣黃（偏黃），△b為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣藍(lán)（偏藍(lán)）；△Eab（或△E）為總色差，表示色差偏移的方向，值越大，表明色差越大。

以板栗雜交苗7個(gè)品系的栗果（表1）為試材，每個(gè)品系均稱(chēng)取大小均勻、無(wú)病蟲(chóng)害的栗果1 kg，平均分成2份。從其中1份選取3個(gè)栗果剝?nèi)?nèi)外果皮，用精密色差儀測(cè)定栗果生果肉的的褐變程度；將另外1份栗果標(biāo)記并包裝后蒸煮25～30 min，選取3個(gè)栗果剝?nèi)?nèi)外果皮，用精密色差儀測(cè)定栗果熟果肉的褐變程度。打開(kāi)精密色差儀，選擇光源為漫反射光，利用儀器自帶的黑板和白板進(jìn)行儀器調(diào)試，用儀器測(cè)定白板選為對(duì)照，得到△Eab、△L、△a、△b值。根據(jù)板栗果肉熟制前后色差指標(biāo)值的變化，評(píng)價(jià)該板栗品種的褐變程度。

將蒸煮后的板栗果實(shí)剝?nèi)?nèi)外種皮，研磨成勻漿，采用傳統(tǒng)的分光光度計(jì)比色法［12］，利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其OD值，評(píng)價(jià)板栗果肉的褐變程度。利用SPSS 18.0軟件，對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1板栗品系煮熟前后褐變程度的變化

參試板栗品種的栗肉煮熟后，△Eab、△L、△a、△b值均發(fā)生了變化（表1）。其中，H7-1和D3-21煮熟前后的△L值變化較小，變幅分別為0.30和1.01，表明這2個(gè)品系的褐變程度較??；D7-65煮熟前后的△L值變化較大，達(dá)到了10.62，該品系煮熟后果肉顏色較黑，表明褐變程度較大?！鱝值表現(xiàn)的是紅綠偏值，煮熟后H7-1、D3-21和D7-65的△a值為正，表明這3個(gè)品系的板栗煮熟后果肉顏色偏綠，其中D7-65的果肉顏色最偏綠；其他4個(gè)品系的△a值均為負(fù)，表明這些品種的板栗煮熟后果肉顏色偏紅，其中X35-110的果肉顏色最偏紅。板栗煮熟前后的△Eab和△b值無(wú)顯著變化。

表1　7個(gè)板栗品系煮熟前后色差的變化Table 1　Comparison of color change of 7 boiled Chinese chestnut varieties

2.2褐變程度與色差指標(biāo)值的相關(guān)性分析

褐變程度（采用傳統(tǒng)的分光光度計(jì)比色法測(cè)得）與△Eab、△L和△a值的相關(guān)性均達(dá)到了極顯著水平，其中，△L值與褐變的相關(guān)系數(shù)絕對(duì)值最大（表2）。另外，栗果褐變的感官評(píng)價(jià)方法中白度色差最易判斷，同時(shí)考慮到栗果有黃色和綠色之差，因此，以△L值作為栗果褐變程度的量評(píng)價(jià)的主要色差指標(biāo)，當(dāng)果肉偏綠色時(shí)以△a值為輔助指標(biāo)。

表2　色差值與褐變程度的相關(guān)性Table 2　The correlation between the value of color and the browning degree

3　結(jié)論與討論

利用精密色差儀對(duì)7個(gè)板栗品系煮熟前后的果肉顏色進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示，H7-1和D3-21的△L值變化較小，褐變程度較低；D7-65褐變程度最高。

果實(shí)褐變誘發(fā)因素呈現(xiàn)復(fù)雜化、多樣化的特點(diǎn)，且其發(fā)生機(jī)理仍不能確切闡明［14，15］。果實(shí)褐變按其發(fā)生機(jī)制可分為非酶促褐變和酶促褐變2種類(lèi)型。前人在板栗褐變機(jī)理的研究中，對(duì)酶促褐變研究得比較廣泛，認(rèn)為板栗的栗仁褐變是由于其表層的酚類(lèi)物質(zhì)引起的［16，17］。酚類(lèi)底物在有氧條件下PPO催化其形成褐色產(chǎn)物，導(dǎo)致板栗仁褐變。環(huán)境條件改變后，酚類(lèi)底物的物理化學(xué)性質(zhì)受到一定影響，導(dǎo)致褐變程度有所不同［18，19］。準(zhǔn)確測(cè)定果實(shí)的褐變程度，可以為研究褐變發(fā)生機(jī)理提供支持。

有學(xué)者采用目測(cè)分級(jí)法對(duì)板栗果實(shí)褐變程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照果肉褐變面積占果實(shí)表面積的比例進(jìn)行分級(jí)，以等級(jí)來(lái)區(qū)分褐變程度［8］。這種方法在進(jìn)行粗略比較時(shí)較為實(shí)用，但不能給出具體數(shù)值來(lái)佐證自己的判斷，而且易受到評(píng)價(jià)者主觀印象的影響。通過(guò)研磨果肉后測(cè)得消光值來(lái)反映果實(shí)的褐變程度［10］，存在效率低、誤差大的缺點(diǎn)。利用數(shù)碼相機(jī)拍照可以評(píng)價(jià)果實(shí)的褐變程度［13］，但是對(duì)拍照環(huán)境如光線等要求較高，否則會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，操作也比較繁瑣。

蔡長(zhǎng)河等［20］利用色差儀對(duì)荔枝果肉進(jìn)行了褐變?cè)u(píng)價(jià)。受此啟發(fā)，本研究利用精密色差儀對(duì)板栗果肉的褐變程度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)7個(gè)板栗品系的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果顯示，可以利用精密色差儀測(cè)定的△L值準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)板栗的褐變程度，當(dāng)果肉偏綠色時(shí)以△a值為輔助指標(biāo)?？梢钥闯?，精密色差儀可以直接用數(shù)字很直觀地表示出板栗褐變程度的差異，且讀取速度快，能夠準(zhǔn)確地測(cè)定評(píng)價(jià)出板栗的褐變程度，還可以用紅綠和黃藍(lán)幾種顏色進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。精密色差儀可以較為直觀地測(cè)定板栗的褐變程度，為尋找抗褐變資源提供了一種便捷方法，進(jìn)而為板栗品種選擇、種質(zhì)創(chuàng)新、新品種培育以及篩選有效的褐變防控技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

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Study on the New Method for Measuring Browning of Chestnut Using the Precise Color Reader

ZHANG Shu-hang，LI Ying，WANG Guang-peng*，GUO Yan，ZHANG Xin-fang
（Changli Institute of Pomology，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Changli 066600，China）

The new method for measuring browning of chestnut using the precise color reader was proposed，in order to quickly and accurately evaluate the degree of browning on the surface of chestnut.The degree of browning of 7 chestnut varieties were determined using the precise color reader.Analysis of data obtained that the changes of the values of△L were shown to be less，and the degree of browning of H7-1 and D3-21 were lower.The degree of browning of D7-65 was the highest.The correlation analysis on the degree of browning measured by colorimetric method of traditional spectrophotometer and precise color reader was conducted.These results indicated that the precise color reader can be accurately determined the degree of browning on chestnut by the value of△L，when the color of chestnut surface was closed to green，the value of△a as auxiliary index.

Chestnut；Browning；Precise color reader；The value of△L

S664.2

A

1008-1631（2016）03-0101-03

2015-12-15

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)（201204401）；河北省農(nóng)林科學(xué)院青年基金項(xiàng)目（A2015020102）

張樹(shù)航（1982-），男，河北青龍人，助理研究員，碩士，主要從事板栗育種及栽培生理研究。E-mail：zhangshuhang1203@163.com。

王廣鵬（1978-），男，河北贊皇人，副研究員，博士，主要從事板栗育種及栽培生理研究。E-mail：wangguangpeng430@163.com。