果實套袋對果實品質(zhì)影響研究進(jìn)展

魏志峰， 李秋利， 高登濤， 楊文佳， 劉軍偉， 韓園園

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所，河南鄭州 450009)

果實套袋是一種物理保護(hù)方法，在果實生長發(fā)育過程中，阻隔了果面與外界的接觸，可避免風(fēng)、雨、藥劑、灰塵和一些機械磨擦對果皮的刺激與損傷，使果皮發(fā)育良好，防止果面產(chǎn)生銹斑；避免果實遭病蟲鳥的危害，減少病蟲果率；還避免了農(nóng)藥與果面的直接接觸，有效降低了農(nóng)藥殘留；還能降低果實的裂果率[1]。總之，套袋不僅可以改善果實外觀品質(zhì)、防治病蟲鳥害、降低農(nóng)藥殘留和裂果等[2-5]，還可以通過改變果實發(fā)育的微環(huán)境，影響果實內(nèi)在品質(zhì)，是目前生產(chǎn)安全、優(yōu)質(zhì)果品，提高果實商品價值的主要技術(shù)措施，果實套袋技術(shù)已經(jīng)在我國果樹生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

近幾十年來，果實套袋已經(jīng)成為現(xiàn)代果樹栽培技術(shù)中的一項重要內(nèi)容，蘋果[6]、梨[7]、葡萄[8]、桃[9]等北方果樹基本都已采用果實套袋技術(shù)，荔枝[10]、芒果[11]、香蕉[12]等南方果樹也越來越廣泛地采用果實套袋技術(shù)。目前市場上的果袋種類很多，主要有塑膜袋、紙袋和無紡布袋等，隨著套袋技術(shù)的大面積推廣，許多套袋果實出現(xiàn)了糖、維生素C、芳香類物質(zhì)等內(nèi)含物含量下降，摘袋后日灼等不利影響[13]。因此，探明果實內(nèi)在品質(zhì)和外在品質(zhì)形成的機制，改進(jìn)套袋技術(shù)以充分發(fā)揮套袋的有利影響，防止和減少套袋果實的不利影響，是目前果樹套袋生產(chǎn)亟待解決的問題。

本文總結(jié)了套袋對果實內(nèi)在和外在品質(zhì)的影響，對其形成的機制進(jìn)行探討和分析，以期為進(jìn)一步開展相關(guān)研究和生產(chǎn)高品質(zhì)果實提供依據(jù)。

1 果實套袋技術(shù)概述

1.1 果袋種類

市場上果袋種類很多[14]，按照材質(zhì)和防水處理方式不同分為塑膜袋、紙袋和無紡布袋等，塑膜袋價格便宜，后兩者較貴；按照果袋層數(shù)把果袋分為單層、雙層、三層等3類，市面上單層果袋較便宜，雙層袋較單層袋具有遮光量大、白晝袋內(nèi)溫度低、果面細(xì)嫩光滑、葉綠素形成少等特點，三層袋較前兩者少見，遮光強，能有效預(yù)防日燒和黑斑病、粗皮病等病害；按照顏色分為黑色、白色、藍(lán)色、紅色、橘色、黃色、棕色、紫色等。例如，玻璃紙袋和織物袋可以改善荔枝果實的顏色[15]，棕色或黑色紙袋能夠加深芒果的著色[16]，橘色和黑色紙袋對桃的果皮色澤有促進(jìn)作用[17]，紡制彩色、黃色織物袋可改善蘋果色澤及品質(zhì)[18]，棕色紙袋能夠減少芒果中的果蠅[19]，尼龍袋可以減少番石榴中的果蠅[20]。

1.2 套袋時間

套袋時間根據(jù)果樹種類不同而不同，不同地區(qū)的相同果樹套袋時間也不同，同一種果樹相同地區(qū)不同品種套袋時間也不相同。Chen等指出妃子笑荔枝在盛花后15 d套袋到果實成熟時著色較好[15]；Fumuro等在柿樹上于9月17日(著色開始時)進(jìn)行紙袋套袋試驗，結(jié)果表明套袋處理果實黑斑病發(fā)生率是對照的15%～25%，大幅降低黑斑病發(fā)生，并推薦套袋時間在收獲前50～35 d[21]；藺經(jīng)等報道指出，翠冠梨在盛花后45 d使用大紙袋比在盛花后35 d使用大紙袋或盛花后20 d使用2次小紙袋更能生產(chǎn)出高等級的水果[22]；Xu等研究表明，楊桃在盛花后10 d套袋效果最好[23]。

1.3 套袋方法

套袋時吹開果袋或用手撐開果袋，使果袋充分膨脹呈圓筒狀，套住果實，使果懸于果袋中央，然后折緊袋口并扎住袋口。操作中要按先內(nèi)后外、先上后下的順序套袋，同時把每個果袋袋口扎緊，使袋體撐圓。扎袋口時，要做到既不傷害果柄，又使果居于袋中央[24]。

1.4 摘袋時間

影響果實大小、顏色、品質(zhì)的不只是果袋的類型和套袋時間，還有去袋的時間。因為套袋遮擋陽光，而花青素的合成需要陽光，所以套袋對果實著色有抑制作用。Ju證明去袋時間對蘋果的著色有很大影響，一般情況下，如果在收獲期去袋則果實顏色很不好，如果在成熟前3～5 d去袋果實上色會比較好，因為在解袋后果實再次暴露在陽光下促進(jìn)了花青素的合成，且果實重新暴露陽光下3 d花色苷合成濃度最大[25]；Huang等報道，中國紅沙梨在收獲10 d前解袋會使其具有吸引人的外觀和品質(zhì)[26]；Qu等指出在解袋前套袋富士蘋果花青素含量明顯低于不套袋果實，但解袋后，套袋的果實花青素含量增加很快，在解袋后6 d花青素含量超過不套袋果實，在解袋后8 d花青素含量是不套袋的2倍[27]。

1.5 果實套袋優(yōu)缺點

果實套袋減輕病蟲鳥危害，如減輕了綠盲蝽對棗果的危害，使斑點病病果率明顯降低[28]。果袋阻隔了果面與外界的接觸，降低了果實的農(nóng)藥殘留量；套袋處理后，裂果率、病果率減少，優(yōu)級果增多；套袋后著色均勻，提高了果面光潔度，改善了果實外觀品質(zhì)。

套袋雖能使果實外觀改善，色澤變佳等，但套袋也并非十全十美。果實套袋整體上影響了樹冠內(nèi)光照，套袋果樹樹體除了自身枝梢遮陰外，果袋對樹體也有遮陰作用，袋子遮陰主要影響樹冠的內(nèi)膛和套袋果周圍的葉片，使葉片的光合作用受到影響，而光合作用是果樹產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基礎(chǔ)[29]；套袋過程中及除袋后出現(xiàn)高溫日灼；套袋、除袋時間沒有因時、因地、因樹種品種而定，隨意照搬，反而影響品質(zhì)。

盡管存在這樣那樣的問題，但是套袋的利顯著大于弊，隨著果實套袋及其配套栽培技術(shù)的研究、推廣、普及，必將對我國果樹生產(chǎn)起巨大推動作用[30]。

2 套袋對果實品質(zhì)的影響

2.1 套袋對果實外觀品質(zhì)的影響

2.1.1 套袋對果實質(zhì)量和大小的影響 果實坐果后，生長緩慢，在特定的發(fā)育階段套袋可能會影響它們的生長和大小，但果實套袋對果實大小和質(zhì)量的影響研究結(jié)果不一，可能是與使用果袋的類型、套袋的時間、果實類型和品種特異性以及當(dāng)時的氣候條件有關(guān)。果實套袋可增加果實質(zhì)量，如Xu等報道在楊桃盛花后10 d用塑料袋套袋增大了果實質(zhì)量[23]，Yang等報道套袋能促進(jìn)龍眼果實的發(fā)育，增大果實[31]；也有果實套袋對果實質(zhì)量和大小無影響的研究報道，如Rodrigues等指出使用聚乙烯材質(zhì)的果袋對香蕉的總質(zhì)量沒有影響[32]，Hudina等報道3層紙質(zhì)果袋對梨的質(zhì)量和大小無不良影響[33]；果實套袋甚至可以減少果實質(zhì)量，如Xu等研究表明套袋減少了枇杷果實的質(zhì)量[34]，還可以減少梨[35]、石榴[36]和蘋果[37]的質(zhì)量和大小。

2.1.2 套袋對果實果皮色澤的影響 果皮色澤是由花青素、葉綠素、類胡蘿卜素、類黃酮等色素相互作用形成的，果實由于果皮中各種色素含量不同，呈現(xiàn)出不同的“色相”和“色調(diào)”[38]。套袋后，袋內(nèi)光照強度減弱，花青苷合成酶、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查爾酮合成酶(CHS)等的表達(dá)受到抑制，花青苷、葉綠素和簡單酚類的合成受到抑制，果皮的葉綠素含量顯著減少，果實表面黃化呈乳白色或淺綠色；和正常的綠色果實相比，去袋后的黃化果實只需少量光輻射就能形成大量花青苷，去袋后13 h，花青苷合成酶類(如PAL、CHS等)被激活，4～8 d后果實著色超過不套袋果[39]。Kikuchi研究認(rèn)為，套袋的黃化蘋果在去袋照光后，表皮和亞表皮幾乎同時形成花青苷，而不套袋果首先在表皮形成花青苷，然后隨果實成熟花青苷合成部位漸漸內(nèi)移[40]。這也是套袋的黃化蘋果在去袋后迅速著色的一個重要原因。

套袋影響果實著色，一方面與果袋種類、套袋與摘袋時間等有關(guān)，另一方面與果實體內(nèi)合成花青素的含量有關(guān)[41]。套袋抑制果實色澤發(fā)育，是因為果實套袋的基本作用是抑制顯色，究其原因是套袋抑制果實果皮花青素的積累；去袋可以改善果實的顏色，是因為去袋后花青素迅速積累，使其含量高于不套袋果實，有研究表明，套袋處理在去袋后能夠提高水果的光敏感性，刺激花青素的合成，通過增加花色苷含量來提高果實的顏色，不套袋果實底色為暗綠色，套袋果實的底色是比較亮的綠色，Zhou等指出橄欖樹在使用盛達(dá)TM雙層果袋以后果實形成了引人注目的金黃色[42]，Wang等和Liu等報道套袋能誘導(dǎo)Golden Delicious和Granny Smith果實著色變紅[43-44]。

2.1.3 套袋對果面光潔度的影響 在栽培、收獲、包裝和運輸過程中，水果容易產(chǎn)生物理缺陷和損壞，套袋可以減少這些情況的發(fā)生，使果實光潔度更高，外觀更加光滑、美觀。未套袋的芒果易發(fā)生赤霉病、果實畸形等問題，套袋解決了這種問題[45]。

套袋能夠抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)及過氧化物酶(POD)等木質(zhì)素、蠟質(zhì)、角質(zhì)等合成酶的活性，使表皮層細(xì)胞分泌蠟質(zhì)少而均勻，木質(zhì)素合成減少，木栓形成層的發(fā)生及活動受到抑制，皮孔發(fā)生少而小，顏色淺[29]。陳修會等指出套袋還可以減輕果銹[46]，李慧峰等對蘋果的研究表明，套袋明顯提高了果實的光潔度[6]。

2.2 套袋對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.2.1 套袋對水果礦物質(zhì)成分含量的影響 果實中的養(yǎng)分會增加果實的內(nèi)在品質(zhì)，在果實發(fā)育階段套袋會影響果實的營養(yǎng)成分。東忠方等報道紙袋處理蘋果中鈣濃度最低，其他袋子處理鈣含量增加[47]，Kim等指出蘋果在盛花期后 4～5周使用鈣涂布紙袋處理增加了果皮的鈣含量[48]，套袋對梨氮、磷含量影響不大，但鉀、鈣、鎂的濃度分別下降了 9.6%、38.9%、6.7%[48-49]。

2.2.2 套袋對可溶性固形物含量的影響 果袋通過一個微域環(huán)境改變了果實的生長發(fā)育，形成的“溫室效應(yīng)”使果實的光合作用和呼吸作用等代謝發(fā)生了改變，影響了糖分等有機物質(zhì)的積累，Bentley等最初發(fā)現(xiàn)套袋可以提高蘋果的甜度[50]，Sharma等也證明套袋提高了蘋果可溶性固形物的含量[18]，還有研究發(fā)現(xiàn)，套袋可以增加石榴、桃、葡萄、枇杷、芒果等的可溶性固形物含量[1]。夏靜等卻指出套袋對蘋果的可溶性糖、還原性糖含量沒有影響[51]，也有研究發(fā)現(xiàn)套袋對沙梨糖含量沒有影響[52]，但Chen等卻發(fā)現(xiàn)套袋使蘋果可溶性總糖的含量略有降低[53]；Tyas等研究也表明，蘋果套雙層紙袋后果實總糖含量顯著降低，其中蔗糖含量下降較明顯[38]。也有研究指出，套袋降低了李子可溶性固形物的含量[54]。

2.2.3 套袋對可滴定酸含量的影響 套袋對可滴定酸含量也有一定的影響，Debnath等發(fā)現(xiàn)套袋顯著提高了荔枝的固酸比[55]，Hiratsuka等指出套袋降低了柑橘有機酸的含量[56]，Watanawan等研究說明套袋提高了芒果可滴定酸含量[57]，夏靜等卻指出套袋對蘋果可滴定酸含量沒有影響[51]。

2.2.4 套袋對酶活性的影響 酶在水果發(fā)生生化變化過程中起著至關(guān)重要的作用，果實套袋通過影響關(guān)鍵酶活性，改變果實的品質(zhì)。水果套袋顯著抑制苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和花青苷合成[58-59]，PAL催化花色苷合成前體的生成，從一定意義上講，花色苷濃度的變化取決于PAL活性變化，但最大的PAL活性并不是唯一調(diào)節(jié)成熟蘋果花色素苷積累的因素。Ni等發(fā)現(xiàn)套袋果實酸性轉(zhuǎn)化酶活性和中性轉(zhuǎn)化酶活性均低于不套袋果，而蔗糖合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性均高于未套袋果，山梨醇脫氫酶活性和山梨醇氧化酶活性均低于未套袋果，說明套袋增加光合作用的產(chǎn)物主要是通過提高蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性所致[60]。Wang等報道蘋果套袋果實中超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、抗壞血酸過氧化物酶均高于未套袋果實[61]。Hiratsuka等認(rèn)為套袋果實中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性的峰值是不套袋的90%[56]。

2.2.5 套袋對酚類化合物含量及抗氧化活性的影響 酚類化合物是次級代謝產(chǎn)物，起著抗氧化作用，保護(hù)植物免受多種疾病的侵襲，果實套袋對果實酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性有影響。Xu等報道套袋處理后枇杷果實總酚、總黃酮含量和總抗氧化活性下降[34]；Hudina等證明套袋處理使梨果皮中酚類化合物含量顯著降低，但果肉中差異不顯著[62]；Xie等指出水果套袋后，3個柑橘品種酚類化合物濃度及抗氧化活性降低[63]；Chen等報道果實套袋減少了3個蘋果品種(金香、紅星、皇家嘎拉)果皮和果肉中大多數(shù)酚類化合物的濃度[53]。

2.2.6 套袋對香氣揮發(fā)物的影響 很多水果因其香味和風(fēng)味而被消費者所喜歡，一些揮發(fā)性有機物有助于果實香味和風(fēng)味的形成，套袋間接影響揮發(fā)性有機化合物的合成，套袋對揮發(fā)性有機物的影響研究主要集中在桃上，有研究表明橘色紙袋處理白鳳桃對總揮發(fā)性有機化合物合成并無影響，但果皮和果肉之間的揮發(fā)性有機物濃度差異顯著，改善了水果的風(fēng)味[64]。也有研究報道，套袋處理湖景蜜露桃的揮發(fā)性有機化合物合成增加，套袋處理增加了總的酯類化合物含量，但降低了總的醇和醛含量[65-66]。

2.2.7 套袋對果實硬度的影響 果實硬度是成熟期果實采收的重要指標(biāo)。果實套袋會影響果實的結(jié)實度。Sharma等報道皇家美味蘋果在采收期果實硬度高于不套袋處理，在儲藏過程中套袋處理繼續(xù)保持較高硬度值[18]。Singh等報道Allahabad Safeda石榴套袋處理果實質(zhì)地柔軟[67]。Faoro等則指出套袋對Nashi梨的果實硬度沒有影響[52]。

2.3 套袋對果實貯藏品質(zhì)的影響

關(guān)于套袋對果實貯藏品質(zhì)的影響，研究結(jié)果不一，多數(shù)人認(rèn)為，套袋能有效提高果實的貯藏性，但也有些研究表明套袋降低了果實的貯藏性。鄭小林等研究發(fā)現(xiàn)，凱特杧果栽培中果實套袋有利于改善果實的外觀品質(zhì)，并提高果實的耐貯性[68]。路貴龍等研究指出，采前套綠透袋和無紡布袋均使茌梨的綜合貯藏品質(zhì)次于不套袋果，降低了果實的貯藏性[69]。王少敏等研究發(fā)現(xiàn)，短枝富士蘋果套雙層紙袋處理，采收后在5 ℃下貯藏，套袋果與不套袋果的硬度、可溶性固形物及可溶性糖含量均呈下降趨勢，果實含水量呈上升趨勢[70]；貯藏后期套袋果較不套袋果可滴定酸含量降低的幅度較小，可溶性固形物含量降低幅度較大，這可能與果實套袋后引起各物質(zhì)變化的相關(guān)酶的活性升高有關(guān)。

2.4 套袋對病蟲鳥害、農(nóng)藥殘留的影響

2.4.1 套袋對果實病蟲鳥害的影響 果實套袋后，果袋阻隔了果實與外界的接觸，病菌、害蟲和鳥侵入的機會大大降低。套袋隔離了外界不良環(huán)境，防止蟲害對果實造成損害，防止病原體進(jìn)入果實[71-72]。

套袋后一般性果實病蟲害(如輪紋病、黑星病以及蝽象、金龜子等)的發(fā)生和危害明顯減少，防蟲果實袋還具有防治梨黃粉蟲、康氏粉蚧等入袋為害的作用。黃明對梨小食心蟲發(fā)生嚴(yán)重的果園進(jìn)行試驗證明，套袋果蟲果率為4.47%，未套袋果蟲果率為82.5%[73]；還有報道發(fā)現(xiàn)，果實套袋可以降低芒果炭疽病和莖腐病的發(fā)病率[74]。鳥類對香蕉、芒果、蘋果、葡萄等果實的危害主要表現(xiàn)在果實成熟期，造成嚴(yán)重?fù)p失，果實套袋有助于減少各種水果鳥害。

2.4.2 套袋對果實農(nóng)藥殘留的影響 殺蟲劑和殺菌劑等農(nóng)藥使用后的殘留對人類有害，果實套袋后，果袋阻隔了果面與外界的接觸，使果實避免有害灰塵的污染，避免了農(nóng)藥與果面的直接接觸，因而農(nóng)藥殘留量明顯減少。王建武等發(fā)現(xiàn)套袋對荔枝果實的味道沒有影響，但可以降低水果中甲氰菊酯、敵百蟲的殘留量[75]。劉建海等報道套袋能夠減少紅富士蘋果的農(nóng)藥殘留量[76]。藺經(jīng)等研究也說明套袋翠冠梨果實中氟氯氰菊酯、多菌靈殘留量遠(yuǎn)低于不套袋，并且建議雙層套袋對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梨更有效[22]。

3 研究展望

一般來說，套袋使果實果面光潔，缺陷減少，色澤鮮艷，提高了果實外觀品質(zhì)，對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水果作用很大，但是不同類型果袋影響不同，須繼續(xù)細(xì)化研究不同區(qū)域、不同樹種、不同品種的具體套袋技術(shù)，包括果實品質(zhì)與袋的類型、套袋時間、解袋時間等。例如，塑料袋價格低廉，但在環(huán)境中難以降解，如果使用紙袋，在雨水多地區(qū)是不可行的。因此，需要根據(jù)不同區(qū)域、不同樹種、不同品種的物候期來科學(xué)設(shè)置套袋時間及解袋時間，更要在同一地區(qū)進(jìn)行不同類型果袋試驗，對摘袋后的生理生化機制進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步明確果袋對果實品質(zhì)的影響，從中篩選出適宜生產(chǎn)高品質(zhì)果實的果袋。另外，果實品質(zhì)與配套栽培管理措施有關(guān)，如果在套袋栽培過程中重套袋輕管理，會因氣候條件、套袋方式的不同，造成或加劇水銹、苦痘病、粉虱、日灼果等問題。

套袋的研究大多集中在對外觀品質(zhì)的影響上，對果實內(nèi)在品質(zhì)研究也主要是糖酸等指標(biāo)，其他的如酚類物質(zhì)等研究較少，需要加強研究，特別是袋內(nèi)微環(huán)境與果實風(fēng)味物質(zhì)含量的關(guān)系等，如果果袋既能改善果實的外觀品質(zhì)，又能夠提高果實的內(nèi)在品質(zhì)，則能使優(yōu)質(zhì)套袋果的生產(chǎn)得到有力保障，從而更好地滿足國內(nèi)外市場對高檔果品日益增長的需求。

果實套袋雖然可以改善果實的品質(zhì)，但套袋成本高，傳統(tǒng)的套袋技術(shù)費時費力，在勞動力成本居高不下的當(dāng)前境況，已經(jīng)越來越難以為繼，須加強果實套袋技術(shù)的研究，開拓思路，一方面，加強套袋替代技術(shù)的研究，如果實表面噴高脂膜代替果袋，高脂膜是一種高級脂肪醇成膜物，噴涂果面迅速形成一層很薄的、肉眼不可見的高分子柔軟膜，高脂膜已成為一種新型的植物保護(hù)劑，不同于常規(guī)的殺菌劑和殺蟲劑等農(nóng)藥，不但可以防治蘋果炭疽病、輪紋病，蘋果繡病等，用于果實保鮮，而且還可獲得特殊的效果，效果等于或超越塑料微膜袋；另一方面，須加強果袋套袋機械的研發(fā)及應(yīng)用，減少套袋的用工量，從而使果實套袋技術(shù)能夠順利應(yīng)用。