基于色度分析的藍(lán)莓果實(shí)采收標(biāo)準(zhǔn)研究*

邵 姁，李永強(qiáng)，張真真，王 月，郭衛(wèi)東，朱友銀

(1.浙江師范大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,浙江 金華 321004;2.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，浙江 金華 321007；3.定海區(qū)林業(yè)工作站，浙江 舟山 316000)

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基于色度分析的藍(lán)莓果實(shí)采收標(biāo)準(zhǔn)研究*

邵 姁1，李永強(qiáng)1，張真真3，王 月1，郭衛(wèi)東1，朱友銀2

(1.浙江師范大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,浙江 金華 321004;2.金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，浙江 金華 321007；3.定海區(qū)林業(yè)工作站，浙江 舟山 316000)

在藍(lán)莓果實(shí)自動(dòng)化分級(jí)包裝過程中，成熟度自動(dòng)檢測具有重要意義.以布里吉他和夏普藍(lán)2個(gè)品種藍(lán)莓果實(shí)為材料，根據(jù)成熟過程中果實(shí)的顏色變化，將其分為5個(gè)成熟階段，分別測定了不同階段藍(lán)莓果實(shí)的色度值、硬度、果形指數(shù)、鮮果質(zhì)量、可溶性固形物含量、花青素含量和糖酸比等指標(biāo).結(jié)果顯示：隨著藍(lán)莓果實(shí)成熟度的不斷增加，色度值發(fā)生規(guī)律性變化，生長指標(biāo)和內(nèi)在品質(zhì)也發(fā)生顯著性變化；當(dāng)達(dá)到第4和第5階段時(shí)，果實(shí)基本成熟，品質(zhì)較高，此時(shí)夏普藍(lán)果實(shí)色度值象限分布為0

藍(lán)莓果實(shí)；色度分析；品質(zhì)；采收標(biāo)準(zhǔn)

藍(lán)莓(Vacciniumspp.)又稱越橘、藍(lán)漿果，隸屬杜鵑花科越橘屬多年生落葉或常綠灌木[1],因果實(shí)中富含花青甙，具有抗氧化能力強(qiáng)、營養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)，倍受人們的喜愛，被國際糧農(nóng)組織列為人類5大健康食品之一[2]和世界第3代水果行列[3].

色澤是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[4]，據(jù)此可以判斷果實(shí)的成熟度，同時(shí)也是果實(shí)生產(chǎn)采收的重要參考標(biāo)準(zhǔn)[5].但在果實(shí)采摘過程中，如果僅憑肉眼，無法根據(jù)果實(shí)顏色準(zhǔn)確判斷其內(nèi)含物的含量，需要將樣品送到相關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測定，技術(shù)要求較高，普通農(nóng)民無法完成，不利于規(guī)模化采摘.這就要求在果實(shí)不同成熟階段建立顏色與關(guān)鍵品質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.利用色度學(xué)原理與方法可以從明度、色調(diào)和飽和度3個(gè)方面定量化了解顏色信息[6].張顯川等[7]發(fā)現(xiàn)不同樹體部位紅富士蘋果的色度不同，其品質(zhì)也不同.隨后，在柑橘[8]、蘋果[9]、梨[10]、火龍果[11]等果實(shí)上也證實(shí)色度值和品質(zhì)之間有較大的對(duì)應(yīng)關(guān)系.

在藍(lán)莓果實(shí)成熟過程中，顏色會(huì)不斷地發(fā)生變化，完全成熟后呈藍(lán)色，是采摘的主要參考指標(biāo).但不同藍(lán)莓品種或不同成熟階段果實(shí)的著色程度不同，其關(guān)鍵品質(zhì)也不同，無法通過肉眼準(zhǔn)確判斷，需要研究藍(lán)莓果實(shí)顏色量值和關(guān)鍵品質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.為此，本研究根據(jù)藍(lán)莓果實(shí)成熟過程中顏色轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，將果實(shí)成熟度分為5個(gè)階段，分別測定了不同階段果實(shí)的色度值、鮮果質(zhì)量、硬度、果形等感官指標(biāo)，以及花青素和可溶性固形物含量、糖酸比等內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)，分析了藍(lán)莓果實(shí)色度值與關(guān)鍵品質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為藍(lán)莓果實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化采摘和自動(dòng)化檢測提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

布里吉他和夏普藍(lán)2個(gè)品種的藍(lán)莓果實(shí)于2013年5-6月采自浙江省金華市雅畈鎮(zhèn)石南塘村試驗(yàn)基地.根據(jù)藍(lán)莓果實(shí)的發(fā)育特點(diǎn)，挑選大小、成熟度相對(duì)一致、無病蟲害、無機(jī)械傷的果實(shí)，將其成熟度分為5個(gè)等級(jí)，分別為初果、白轉(zhuǎn)綠、綠轉(zhuǎn)紅、紅轉(zhuǎn)藍(lán)和深藍(lán).

1.2 色度測定

每個(gè)階段選取9個(gè)果實(shí)，采用柯尼卡美能達(dá)(Chroma Meter CR-400)Konika-Minolta便攜手持式色度計(jì)測定色度，測定的部位涵蓋整個(gè)果實(shí)，包括3個(gè)側(cè)面和底部.每個(gè)果實(shí)重復(fù)測定3次，取平均值.

1.3 生長指標(biāo)測定

硬度測定采用GY-1型水果硬度計(jì)(最小量程為0.5 kg/cm2)；采用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)的縱、橫徑；鮮果質(zhì)量測定采用萬分之一天平稱量.

1.4 內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)測定

花青素采用丙酮水溶液萃取法提取，使用紫外分光光度法進(jìn)行含量測定[12].可溶性固形物(soluble solids content,SSC)含量用手持阿貝折光儀(MASTER-T Brix0.0～33.0%)測定.可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[13].可滴定酸含量測定采用酸堿滴定法，以蘋果酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示[14].

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 藍(lán)莓果實(shí)色度值的測定

用色度計(jì)分別對(duì)布里吉他和夏普藍(lán)的果實(shí)進(jìn)行色度測量，利用色度學(xué)原理和方法建立果實(shí)的色度坐標(biāo)，以a為X軸(+a為紅色，-a為綠色)，b為Y軸(+b為黃色，-b為藍(lán)色)，如圖1所示.分析發(fā)現(xiàn)：同一成熟度的果實(shí)色度值集中在同一象限；不同品種果實(shí)的色度值在第2階段所處象限不同，夏普藍(lán)(見圖1(a))處在第二象限，而布里吉他(見圖1(b))處在第一象限，可能是由于不同品種果實(shí)的著色程度不同造成的.在第4階段，兩者處在第一和第四象限，但夏普藍(lán)果實(shí)的色度值主要集中在3.75

(a)夏普藍(lán) (b)布里吉他圖1 不同品種藍(lán)莓果實(shí)的色度值分布圖

2.2 不同成熟度果實(shí)生長指標(biāo)測定

從表1可以看出，隨著藍(lán)莓果實(shí)成熟度加深，單果質(zhì)量、縱橫徑具有不斷增大的趨勢，而硬度逐漸下降.在成熟第5階段時(shí)，布里吉他果實(shí)單果質(zhì)量和體積比夏普藍(lán)果實(shí)大，硬度較低.

表1 藍(lán)莓果實(shí)的單果質(zhì)量、果形指數(shù)、硬度的變化

注：不同的小寫字母表示差異程度不同.

2.3 不同成熟度果實(shí)中花青素含量的變化

從圖2可以看出，隨著果實(shí)成熟度的不斷增加，2個(gè)品種藍(lán)莓果實(shí)中的花青素含量逐漸增加，到第5階段達(dá)到最高，夏普藍(lán)果實(shí)的花青素含量高于 布里吉他果實(shí)，為379.35 mg/L，布里吉他果實(shí)的花青素含量為306.44 mg/L.

2.4 不同成熟度果實(shí)中可溶性固形物含量及糖酸比的變化

可溶性固形物指藍(lán)莓汁液中的溶質(zhì)，主要由可溶性糖和有機(jī)酸等營養(yǎng)成分組成.可溶性固形物含量是衡量藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，也是藍(lán)莓果實(shí)加工特性的一個(gè)重要的衡量指標(biāo).由圖3可知，隨著成熟度的增加，2個(gè)品種藍(lán)莓果實(shí)的可溶性固形物含量也逐漸升高，夏普藍(lán)的最高值可達(dá)10.17%，布里吉他的可達(dá)9.27%.

圖2 不同品種藍(lán)莓果實(shí)不同成熟階段花青素含量的變化

圖3 不同品種藍(lán)莓果實(shí)不同色度階段可溶性固形物含量的變化

圖4 不同品種藍(lán)莓果實(shí)不同成熟階段的糖酸比

可滴定酸與可溶性糖的含量也是確定藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，它決定著藍(lán)莓果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)及果實(shí)是否達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn).由圖4可以看出：隨著果實(shí)成熟度的不斷增加，糖酸比值不斷增大，到第4階段時(shí)，夏普藍(lán)果實(shí)的糖酸比為6.728，布里吉他果實(shí)為5.486；到第5階段，夏普藍(lán)果實(shí)的糖酸比達(dá)到10.704，布里吉他果實(shí)為11.630.說明不同品種之間同一色度階段果實(shí)的糖酸比存在差別.

3 討論與結(jié)論

利用色度學(xué)原理和方法建立色度坐標(biāo)，可以準(zhǔn)確快捷地獲得果實(shí)色度的坐標(biāo)，對(duì)果皮的顏色有一個(gè)直接而全面的了解，比傳統(tǒng)測量著色面積或測定花青苷含量更直觀，而且對(duì)果實(shí)無傷害，更科學(xué)方便[15-17].本研究通過對(duì)夏普藍(lán)和布里吉他果實(shí)色度值和關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)的測定，獲得了不同成熟度藍(lán)莓果實(shí)色度值與品質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系.通過該方法還可以建立更多藍(lán)莓品種果實(shí)色度和關(guān)鍵品質(zhì)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為自動(dòng)化檢測及分選系統(tǒng)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ).

藍(lán)莓果實(shí)的成熟是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過程，其間果實(shí)發(fā)生一系列的變化，主要特征之一為果實(shí)的單果質(zhì)量隨著成熟度增高而呈現(xiàn)增加的趨勢，硬度則下降.可滴定酸與可溶性糖的含量也是確定藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，它決定著果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)及果實(shí)是否達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn).實(shí)踐證明，良好的風(fēng)味必須在較高的含糖量基礎(chǔ)上有合適的糖酸比.酸度過大，不易被人們接受；糖含量高、酸度過低，而味淡；糖酸含量均過低，即使有合適的糖酸比，也會(huì)令人感到淡而無味.合適的糖酸比為6.9～10.8[18].在貯藏過程中，果實(shí)的硬度是影響貯藏效果的關(guān)鍵因素之一[19].因此，以本研究結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)采后處理要求不同，可以選擇不同的采收標(biāo)準(zhǔn).若進(jìn)行長距離運(yùn)輸或貯藏保鮮，夏普藍(lán)和布里吉他果實(shí)的最佳采摘時(shí)期應(yīng)該在第4階段，此時(shí)夏普藍(lán)果實(shí)的色度值主要集中在3.75

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，果實(shí)表皮的顏色可以作為藍(lán)莓果實(shí)采收的標(biāo)準(zhǔn)，而適時(shí)采收對(duì)果實(shí)品質(zhì)是重要的保障.如果采收過早，果實(shí)成熟度低、硬度過大、單果質(zhì)量小、花青素含量低，可溶性固形物含量也不高，口味不佳，即使經(jīng)過貯藏后熟也達(dá)不到產(chǎn)品應(yīng)有的品質(zhì).在田間使用便攜式色度測定計(jì)對(duì)果實(shí)色度進(jìn)行測定，色度值在上述范圍內(nèi)即可進(jìn)行采摘，有利于保證果實(shí)的品質(zhì).

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(責(zé)任編輯 薛 榮)

A study on harvesting standard of blueberry fruit based on chrominance analysis

SHAO Xu1,LI Yongqiang1,ZHANG Zhenzhen3,WANG Yue1,GUO Weidong1,ZHU Youyin2

(1.CollegeofChemistryandLifeSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China; 2.CollegeofAgriculturalandBiologicalEngineering,JinhuaPolytechnic,Jinhua321007,China; 3.DinghaiForestryWorkstantion,Zhoushan316000,China)

Since the significance of maturity detection during the process of automation grading,packing in blueberry fruits,in order to record accurately and completely the process of the color changes,a kind of chromatic coordinates was built,which was based on chrome value obtained by colorimeter.It would be of potential application value in the blueberry fruit grading packaging production line.Through divided the northern high bush Brigitta and the southern high bush Sharpblue into five continuous parts according to the color change in ripe period,the following variables were observed:chromatic value,fruit types,firmness and fresh fruit weight,soluble solid substance,anthocyanin content,the ratio of sugar and acid,a corresponding relationship between chromatic value and the key quality was established.It was showed that a regular change on chromatic values was presented in this research as well as significant changes on internal quality and sensory indexes with the increasing maturity of blueberry.Moreover,with fruits becoming bigger,anthocyanin content,soluble solid substance and the ratio of sugar and acid was still increasing,whereas the fruit firmness was decreasing.When it reached at the 4th and 5th stages,fruits were ripe on the whole and had good quality.At this point,the chrome values could be regarded as harvesting standards,the value of Sharpblue was 0

blueberry fruit; chrominance analysis; quality; harvesting standard

10.16218/j.issn.1001-5051.2016.01.012

??2015-03-24；

2015-04-14

浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(2013C32074)

邵 姁(1989-)，女，浙江金華人，碩士研究生．研究方向:生物化學(xué)與分子生物學(xué)．通信作者：李永強(qiáng).E-mail:lyq@zjnu.cn

S663.9

A

1001-5051(2016)01-065-05