越心草莓色澤與品質(zhì)形成規(guī)律研究

苗立祥，張豫超，楊肖芳，蔣桂華

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，浙江 杭州 310021)

草莓芳香多汁、酸甜適口、營養(yǎng)豐富，是我國冬春重要的時令水果。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計，2016年我國草莓面積達(dá)14.10萬hm2，總產(chǎn)量約380萬t，占世界草莓總產(chǎn)量的41.7%，是世界上草莓第一大生產(chǎn)國。1953—2016年，我國25家單位共選育出了108個草莓品種[1]，為我國草莓產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。

越心是浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所以Camorasa和章姬雜交后再與幸香(父本)雜交育成的品種，果實(shí)短圓錐形或球形，風(fēng)味佳，甜酸適口。植株生長勢中等，連續(xù)開花坐果能力強(qiáng)，豐產(chǎn)性好[2]。2014年11月通過浙江省非主要農(nóng)作物品種審定委員會審定，2016—2018年連續(xù)被浙江省農(nóng)業(yè)廳列入種植業(yè)主導(dǎo)品種。栽培水平是影響果實(shí)品質(zhì)的主要因素[3-10]，為此對越心第1、第2級花序果實(shí)品質(zhì)形成的規(guī)律進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為越心草莓，種植于浙江省嘉興市海寧市許村鎮(zhèn)楊渡村浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊渡科研基地。9月7日定植，分別標(biāo)記第1花序和第2花序頂果(I-1、II-1)、第2果(I-2、II-2)、第3果(I-3、II-3)及第4果(I-4、II-4)開花日期，采摘開花、結(jié)果日期相近的果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1.2 方法

1.2.1 色差值的測定與計算

采用ADCI-60-C色差自動檢測器(北京光學(xué)儀器廠)測定果實(shí)赤道部位的亮度值(L*)、紅綠色差(a*)、黃藍(lán)色差(b*)，進(jìn)而計算色度角H=arctanb*/a*和色飽和度C=[(a*)2+(b*)2]0.5，并參照Carreo等[11]的方法計算果實(shí)顏色指數(shù)CIRG=(180-H)/(L*+C)。

1.2.2 花青苷組分與含量的測定

參考榮寧寧等[12]的方法，用高效液相色譜儀Waters 2695、2998紫外檢測器和Waters X-bridge C18柱進(jìn)行檢測，檢測波長是520 nm。

1.2.3 可溶性糖和有機(jī)酸含量測定

草莓果實(shí)中的可溶性糖(蔗糖、葡萄糖和果糖)和有機(jī)酸(草酸、L-蘋果酸和檸檬酸)參考Miao等[13]的方法，利用高效液相色譜儀Waters 2695進(jìn)行測定。可溶性糖用的檢測器 2414示差檢測器，分析柱是Waters Sugar-Pak1。有機(jī)酸用的是Waters 2998紫外檢測器和Waters X-bridge C18柱，檢測波長是210 nm。

1.3 統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析，用GraphPad Prism 6進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 色澤參數(shù)

果皮顏色為紅色的草莓果實(shí)在成熟時外觀色澤的變化與紅色葡萄類似，因此采用了葡萄上的評價體系用于草莓果實(shí)外觀色澤變化的量化研究。

L*表示光澤明亮度，數(shù)值范圍為(1，100)，L*值越大，表示果面光澤度越好，反之越低。由表1可以看出，光澤最好的果實(shí)是第1花序第4果(I-4)，從第1花序第3果開始，果實(shí)光澤度均比第1和第2果好。這可能是由于前2果在植株上的掛果時間較長，12月中下的光照較差有關(guān)。

a*和b*表示顏色組分，取值范圍均在(-60，60)，a*正值代表紅色，a*負(fù)值代表綠色。由表1可以看出，第2花序的第4果(II-4)a*顯著高于其他果實(shí)，顏色也最紅。第1花序的第3(I-3)和第4果(I-4)的紅色最淺。b*正值代表黃色，b*負(fù)值代表藍(lán)色，其絕對值越大，顏色越深。成熟草莓果實(shí)底色為黃色，所以b*均為正值。其中第1花序的果實(shí)由于發(fā)育時間長，其b*值也較大。

表1 越心果實(shí)不同采收季節(jié)色差比較

注：I-1表示第1花序頂果，I-2表示第1花序第2果，I-3表示第1花序第3果，I-4表示第1花序第4果。II-1表示第2花序頂果，II-2表示第2花序第2果，II-3表示第2花序第3果，II-4表示第2花序第4果。同列數(shù)據(jù)后沒有相同字母表示差異顯著(P<0.05)。

H值為色調(diào)角，數(shù)值在0°～180°，依次為紫紅、紅、橙紅、橙、黃、黃綠、綠和藍(lán)綠，H=0°時為紫紅，H=90°時為黃色，H=180°時為綠色。H>100°時，H值越大，表明果實(shí)綠色越深；H<50°時，H值越小，表明果實(shí)紅色越深。由表1可知，所采的草莓果實(shí)H值均小于50°，且都在1°以下，表明都是成熟的紅色果實(shí)。其中第2花序第4果(II-4)的值最小，表明上色(紅色)最深。

C*為色澤飽和度，數(shù)值大小指示色彩的純度，C*值越大，表明果皮顏色種類越少，色彩鮮明，C*值越低，表明果皮顏色種類較多，色彩較黯淡。第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)C*值最大。第1花序第3果(I-3)和第4果(I-4)的C*值最小，可能是因?yàn)榇藭r處于冬季低溫弱光時期，果實(shí)上色慢造成的。

CIRG表示果實(shí)的成熟指數(shù)，其值越大表示顏色越深。由表1可以看出，各級果實(shí)之間的CIRG沒有顯著性差異，表明所采集的草莓果實(shí)均已完全成熟且外表成熟度相似。

2.2 花青苷含量

成熟草莓果實(shí)中花青苷組分主要是矢車菊素-3-O葡萄糖苷(Cy)和天竺葵素-3-O葡萄糖苷(Pg)。在越心草莓中Pg占總含量的90%以上。由圖1可以看出，第1花序的前3果和第2花序的第3、第4沒有差異，但均高于其他果實(shí)。第1花序的前3果花青苷含量高的原因是在植株上掛果時間長，積累的花青苷也多。第2花序的第3和第4果含量較高，是因?yàn)楹笃谔镩g溫度快速升高，導(dǎo)致果實(shí)中花青苷快速積累，以適應(yīng)成熟進(jìn)程。

圖1 不同采收季節(jié)越心草莓果實(shí)花青苷含量比較

圖2 不同采收季節(jié)越心草莓果實(shí)糖含量比較

2.3 可溶性糖含量

蔗糖、葡萄糖和果糖是草莓果實(shí)中主要的可溶性糖。由圖2可知，蔗糖在越心草莓中主要在溫度較低時積累，其中第1花序第2果(I-2)、第3果(I-3)、第4果(I-4)和第2花序第1果(II-1)中蔗糖的含量顯著高于其他果實(shí)。第2花序后3果(II-2，II-3，II-4)中蔗糖的含量均低于其他果實(shí)。果糖和葡萄糖在第1花序第2果(I-2)和第4果(I-4)中含量最高。第1花序各果實(shí)和第2花序第1果的總糖含量高于第2花序的其他果實(shí)。

2.4 有機(jī)酸含量

草莓果實(shí)中最主要的有機(jī)酸是檸檬酸，占越心草莓有機(jī)酸總量的70%以上。由圖3可知，第1花序第3果(I-3)的檸檬酸、L-蘋果酸和草酸含量最高。第1花序的各果實(shí)和第2花序第2果的總酸含量顯著高于第2花序的其他果實(shí)。

圖3 不同采收季節(jié)越心草莓果實(shí)有機(jī)酸含量比較

3 小結(jié)與討論

草莓在我國以鮮食為主，成熟期在11月到1月的果實(shí)，由于晝夜溫差大，夜間植株呼吸作用弱，植株營養(yǎng)生長慢，物質(zhì)能量消耗少，光合作用產(chǎn)物積累(糖、酸等)相對增加，果實(shí)品質(zhì)也較好。2月份開始?xì)鉁匮杆倩厣?，晝夜溫差逐漸減少，植株也開始大量生長，開花坐果也多，導(dǎo)致光合產(chǎn)物消耗增加并且分散，從而導(dǎo)致品質(zhì)下降[14]。

雖然采集的果實(shí)在成熟度上沒有差異，但第1、2級花序部分果實(shí)之間的色澤有顯著差異。其中，光澤明亮度最好的果實(shí)是第1花序第4果(I-4)，第2花序第4果(II-4)的果皮顏色最紅，色澤飽和度最好的第1花序的第1(I-1)和第2果(I-2)。第1花序的前3果和第2花序的第3、第4果花青苷含量最高。造成這種差異的原因除了果實(shí)發(fā)育期的光照強(qiáng)弱不同外，還與晝夜溫差以及溫度的高低有關(guān)。

第2花序第1果及之前的果實(shí)總糖含量都比較高，這主要是由于晝夜溫差大，以及果實(shí)在植株上長時間接受光合產(chǎn)物形成的。2月份后天氣轉(zhuǎn)暖，植株和果實(shí)對光后產(chǎn)物的消耗增大，細(xì)胞壁降解酶和修飾酶活動加快，促使多糖水解，打破細(xì)胞壁間的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，最終使果實(shí)軟化，因此，果實(shí)成熟需要的時間會大大縮短，糖分積累會大大減少[15-16]。

風(fēng)味是草莓重要的品質(zhì)，除了受可溶性糖影響外，還與成熟果實(shí)中有機(jī)酸含量密切相關(guān)。水果中主要的有機(jī)酸是蘋果酸和檸檬酸。越心果實(shí)中主要有機(jī)酸是檸檬酸，占總含量的70%以上。在2月份之前采摘的草莓果實(shí)給人的感覺上是甜而不酸，實(shí)際上其有機(jī)酸的含量在整個生長季節(jié)中是最高的。其中第1花序的各果實(shí)和第2花序第2果的總酸含量顯著高于第2花序的其他3果。2月份之后，草莓果實(shí)的糖度呈下降趨勢，風(fēng)味偏酸。此時，雖然植株的光合能力大大增強(qiáng)，光合產(chǎn)物除了供給果實(shí)外，主要被植株營養(yǎng)生長所消耗，所以不論是糖或酸的含量都會降低。

L*、a*、b*、H、C*、CIRG是描述色空間常用的指標(biāo)。紅色的草莓和紅色的葡萄發(fā)育進(jìn)程非常類似，因此本研究采用了葡萄的評價體系來研究草莓色澤的變化。研究結(jié)果顯示，除了CIRG外，其他指標(biāo)的變化趨勢與葡萄一致。CIRG代表了成熟度，數(shù)值越大，成熟度越高，顏色也越深。在葡萄上CIRG<2為黃綠，26為藍(lán)黑[17-18]。而本研究草莓上成熟的紅色果實(shí)CIRG均小于2，如果按葡萄上的評價體系，應(yīng)為黃綠色。因此，需要開發(fā)適合草莓的CIRG參數(shù)來更好地評價草莓果實(shí)色澤。