不同溫度處理對寶島蕉果皮色澤的影響

劉偉鑫　張建平　金志強　孫佩光　苗紅霞　徐碧玉

摘 要 以寶島蕉果實為材料，研究3個不同貯藏溫度25、20、16 ℃ 對果皮顏色變化的影響。結果表明：20、16 ℃貯藏條件下，乙烯呈先增后減變化，葉綠素含量逐漸下降，類胡蘿卜素含量逐漸上升，果皮正常褪綠變黃；25 ℃貯藏條件下，乙烯釋放量明顯高于20 ℃和16 ℃，葉綠素a不能完全降解，類胡蘿卜素含量無明顯增加，果皮不能正常褪綠，出現青皮熟。寶島蕉在25 ℃出現青皮熟的原因可能是由于葉綠素a不完全降解所導致的。

關鍵詞 寶島蕉；溫度；果皮；葉綠素；果皮色澤

中圖分類號 S668.1 文獻標識碼 A

果皮色澤是評價果實外觀品質的一個重要指標，直接影響其經濟價值。香蕉果皮色澤主要由葉綠素和類胡蘿卜素含量所決定[1]。在適宜溫度范圍內，隨著貯藏時間的延長，香蕉果皮中葉綠素含量逐漸下降，類胡蘿卜素含量逐漸上升，果皮正常褪綠變黃[2]；但是，當貯藏溫度達到25 ℃及以上就會出現‘青皮熟（即果肉能正常軟化而果皮仍為綠色的現象）[3]。關于青皮熟出現的原因，一直倍受人們關注，很多學者進行了相關研究。Janave等[4]報道巴西蕉在25～30 ℃高溫下出現青皮熟的主要原因是由于葉綠素酶和葉綠素氧化酶的活性鈍化致使葉綠素不完全降解而造成的；Yang等[5]實驗發現香蕉在高溫（30 ℃）條件下脫鎂葉綠酸a氧化酶、葉綠素b還原酶等基因的表達量下降，果皮中葉綠素降解受到抑制。此外，熱空氣處理對果皮褪綠也有影響，45 ℃熱空氣處理12 min 可抑制香蕉果皮中葉綠素a的降解，果皮不褪綠，而對葉綠素b與類胡蘿卜素的變化影響不大[6]。同時，香蕉是典型的呼吸躍變型果實，對乙烯非常敏感。Burg[7]認為香蕉出現青皮熟是因為高溫下（≧25 ℃）乙烯合成不足；朱德明等[8]認為香蕉果皮褪綠與果肉產生的乙烯量密切相關。

寶島蕉作為目前中國抗香蕉枯萎病品種選育的主要母本來源，豐產穩產、質優，在香蕉枯萎病發病嚴重區域具有廣闊的推廣應用前景。但是，寶島蕉夏季果實在25 ℃及以上溫度貯藏時就會出現‘青皮熟，冬季果實后熟時也會出現“跳把”“青丹”（轉色不均勻）現象，嚴重影響了寶島蕉的推廣種植和銷售。然而，究竟那些因子導致了寶島蕉青皮熟的發生，未見相關報道。

本實驗以寶島蕉夏季果實為材料，分別貯藏于25、20、16 ℃ 3種溫度條件下，研究不同貯藏溫度對果實乙烯釋放量和果皮總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量變化的影響，為香蕉青皮熟機制研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 寶島蕉（Musa acuminata L. AAA Cavendish. cv.‘Formosana）果實采自中國熱帶農業科學院熱帶生物技術研究所澄邁香蕉試驗基地，取樣時間為2012年8月20日。

1.1.2 材料準備 采后果實處理：采收時果實飽滿度為7成，采后當天運回實驗室，選大小均勻、無病蟲害及機械損傷的單果指，去掉頂部的干花，以0.1%次氯酸鈉表面消毒10 min，晾干過夜后將果實分3組，用外源乙烯[佛山市科的氣體化工有限公司；濃度99.9%（W/W）]處理，密閉注射100 μL/L乙烯，每組處理取30個果指（每次重復10個果指，3次重復）。將果實放入密閉泡沫箱中，分別置于25、20、16 ℃的恒溫箱中，18 h后開蓋。依據7個不同的成熟度[9]，25、20 ℃貯藏條件下的果實于采后1、2、3、4、5、6、7 d先進行乙烯釋放量的測定，隨后進行果皮分離取樣，16 ℃貯藏條件下的果實于采后1、2、3、4、6、8、12 d 進行乙烯釋放量的測定和果皮分離取樣。處理期間進行拍照，3個溫度處理各設3次重復，每個樣本隨機取3支果指中部果皮20～50 g 進行相關指標的測定。

1.2 方法

1.2.1 色素含量測定 參照張治安等[10]方法略有改動。（1）稱取0.3 g果皮放入研缽中，加入少許石英砂及2～3 mL 95%乙醇，研磨成勻漿，再加乙醇10 mL，繼續研磨至組織變白，靜置3～5 min；（2）取濾紙1張置漏斗中，用乙醇濕潤，沿玻璃棒把提取液倒入漏斗中，過濾到25 mL棕色容量瓶中，用少量乙醇沖洗研缽、研棒及殘渣數次，最后連同殘渣一起倒入漏斗中；（3）用移液槍吸取乙醇，將濾紙上的色素全部洗入容量瓶中，直至濾紙和殘渣中無綠色為止，接著用乙醇定容至25 mL，搖勻；（4）將提取液倒入比色杯內，以95%乙醇為空白，分別在波長665、649 、470 nm處測定葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素吸光度；（5）將測得的數值代入公式，計算出葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素的濃度（mg/L）； （6）計算出單位果皮鮮重中葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素和類胡蘿卜素含量（μg/g）。

1.2.2 乙烯釋放量測定 用泵吸式乙烯檢測儀（深圳市科爾諾電子科技有限公司，產品型號：GT901）測定果實乙烯釋放量[ng/（g·h）]。先將整個果實放入聚乙烯薄膜袋中，密封放置2 h后進行測定。計算公式如下：

U=28×A×V/（g×h）

式中：U為乙烯釋放量； 28為乙烯的分子量；A為乙烯檢測儀值；V為測定時體積；g為果實鮮重；h為時間。

1.3 數據統計與分析

數據采用SAS軟件進行統計分析和Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對寶島蕉果實乙烯釋放量的影響

由圖1-A可知，在20 ℃和16 ℃溫度條件下，隨著果實貯藏時間的延長，果皮逐漸褪綠變黃；而25 ℃條件下，果皮不能褪綠變黃，出現青皮熟。25、20、16 ℃貯藏條件下的乙烯釋放高峰分別出現在第5、第6、第8天，其值分別為2.480、0.505、0.281 ng/（g·h）（圖1-B）。不同貯藏溫度間相比，高溫（25 ℃）增加了乙烯釋放量并且使乙烯釋放高峰提前，而低溫（16 ℃）抑制了乙烯的釋放且推遲了乙烯釋放高峰的出現。此外，20 ℃條件下乙烯釋放量略高于16 ℃，而25 ℃條件下乙烯釋放量明顯高于20 ℃和16 ℃。

2.2 不同溫度對寶島蕉果皮總葉綠素含量變化的影響

由圖2-A可知，在20、16 ℃條件下，隨著貯藏時間的延長，總葉綠素含量呈逐漸下降趨勢，與第1天相比，貯藏7、12 d后的總葉綠素含量分別下降了95.71%、95.46%，香蕉果皮能正常褪綠變黃；而25 ℃條件下，貯藏1 d ～7 d，總葉綠素含量由67.27 μg/g下降到11.64 μg/g，下降了82.70%，香蕉果皮不能正常褪綠變黃。在整個貯藏過程中，25 ℃條件下總葉綠素含量高于20、16 ℃，直到完全成熟，其總葉綠素仍未被完全降解。

2.3 不同溫度對寶島蕉果皮葉綠素a含量變化的影響

在寶島蕉果實后熟過程中，葉綠素a含量變化呈逐漸下降趨勢（圖2-B）。隨著時間的推移，25 ℃條件下的葉綠素a含量由53.98 μg/g（1 d）下降到10.39 μg/g（7 d），下降了80.75%；而20 ℃和16 ℃貯藏條件下，葉綠素a含量分別從48.28 μg/g（1 d）、46.19 μg/g（1 d）下降到1.19 μg/g（7 d）、1.56 μg/g（12 d），下降率分別為97.54%和96.62%。葉綠素a含量變化與總葉綠素含量變化相同，達到完全成熟時，25 ℃條件下葉綠素a含量下降率明顯低于20、16 ℃。

2.4 不同溫度對寶島蕉果皮葉綠素b含量變化的影響

由圖2-C可知，葉綠素b含量變化呈逐漸下降趨勢。不同貯藏溫度（25、20、16 ℃）條件下，葉綠素b含量的變化無明顯差別，分別于貯藏7、7、12 d后下降了90.59%、93.27%、91.70%。

2.5 不同溫度對寶島蕉果皮類胡蘿卜素含量變化的影響

由圖2-D可知，在20 ℃和16 ℃貯藏條件下，寶島蕉果皮類胡蘿卜素含量在香蕉成熟過程中呈逐漸上升趨勢，分別從10.34 μg/g（1 d）、 11.10 μg/g（1 d）上升到19.72 μg/g（7 d）、 20.02 μg/g（12 d）， 增加了90.72%和80.36%；而香蕉果實在25 ℃貯藏條件下，類胡蘿卜素含量變化不大，其值在12.52～16.18 μg/g之間無規則波動，無明顯上升趨勢，說明高溫（25 ℃）可能抑制了類胡蘿卜素含量的積累。

2.6 相關性分析

不同貯藏溫度條件下，香蕉乙烯釋放量與果皮色素含量變化間的相關性見表1。25 ℃條件下，乙烯釋放量與葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量變化均呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.926、-0.941、-0.934，但與類胡蘿卜素含量變化相關性不顯著。而20 ℃和16 ℃貯藏條件下，乙烯釋放量與葉綠素b含量變化呈極顯著負相關，相關系數分別為-0.736、-0.563；與葉綠素a含量、總葉綠素含量變化均呈顯著負相關，相關系數分別為-0.685、-0.707（20 ℃）和-0.668、-0.649（16 ℃）；而與類胡蘿卜素含量相關性不顯著。

3 討論與結論

香蕉貯藏過程中乙烯釋放量受溫度影響。Burg[7]認為在高溫條件下（≧25 ℃）香蕉乙烯合成不足，而陳維信等[11]研究表明在高溫下香蕉能產生更多的乙烯，Seymour等[12]也發現香蕉在高溫下比在低溫產生更多的乙烯。本實驗結果表明，25 ℃條件下乙烯釋放量明顯高于20、16 ℃，這與陳維信等[11]和Seymour等[12]報道相一致，且果皮不能正常褪綠變黃，出現了青皮熟；而在20 ℃和16 ℃貯藏條件下，乙烯釋放量較25 ℃少，果皮能夠正常褪綠變黃。

貯藏溫度也能影響香蕉果皮色素含量變化。楊曉棠等[13]研究表明，20 ℃下香蕉果皮葉綠素含量逐漸降低，類胡蘿卜素含量逐漸上升，果皮褪綠變黃；而在30 ℃下，葉綠素的降解受到抑制，出現了青皮熟。Janave等[4]研究闡述了香蕉出現青皮熟的主要原因是由于葉綠素酶和葉綠素氧化酶的活性鈍化致使葉綠素降解不完全而造成的。Seymour等[12]推測高溫阻礙了葉綠蛋白的合成、增加了色素的穩定性從而使香蕉出現青皮熟。本研究結果表明，在25 ℃條件下，總葉綠素含量下降率低于20、16 ℃，這與楊曉棠等[13]報道結果相一致，但是，研究還發現在高溫（25 ℃）條件下，主要是葉綠素a的降解受到抑制，下降率減少，而葉綠素b含量下降率在不同溫度之間無明顯差別。此外，25 ℃貯藏條件下，隨著貯藏時間的延長，類胡蘿卜素含量無明顯變化，而 20 ℃和16 ℃條件下類胡蘿卜素含量呈逐漸上升趨勢。因此，寶島蕉在25 ℃下出現青皮熟現象可能與葉綠素a的不完全降解而使葉綠素所顯示的顏色無法褪去有關，這與Yang等[5]報道一致；同時， 25 ℃條件下類胡蘿卜素含量無明顯變化，這與Thomas等[14]報道一致，也可能與青皮熟有關。經相關性分析可知，25 ℃下乙烯釋放量與葉綠素a含量變化呈極顯著負相關，而20 ℃和16 ℃下，乙烯釋放量與葉綠素a含量變化未達到極顯著負相關水平；3種貯藏溫度條件下的乙烯釋放量與類胡蘿卜素含量變化的相關性均不顯著。

綜上所述，寶島蕉貯藏在20 ℃和16 ℃條件下能正常褪綠變黃；25 ℃條件下出現青皮熟現象，可能是由于葉綠素a不完全降解引起的，而乙烯釋放量和類胡蘿卜素含量無明顯增加是否與青皮熟有關，有待進一步研究。在冬季低溫條件下生長的寶島蕉果實，其成熟過程中是否可能形成“跳把”（轉色不均勻）現象，及寶島蕉果實成熟后色澤是否較巴西蕉等香蕉啞色，也有待進一步研究。

參考文獻

[1] 李 云， 錢春梅， 陸旺金， 等. 香蕉和大蕉果實在不同溫度下催熟后的色澤變化[J]. 園藝學報， 2006， 33（3）： 617-620.

[2] 龐學群， 李 云， 徐蘭英， 等. 不同溫度下后熟香蕉果實果皮生理與顏色變化[J]. 熱帶亞熱帶植物學報， 2008， 16（6）： 531-536.

[3] Chiang S.， Tang C.， Chao C.， et al. An integrated approach for the prevention of uneven degreening of bananas in Taiwan[J]. Acta Horticulturae， 1997， 490： 511-518.

[4] Janave M T， Sharma A. Partial purification of chlorophyll degrading enzymes from Cavendish banana（Musa cavendishi）[J]. Indian Journal of Biochemistry & Biophysics， 2004， 41（4）： 154-161.

[5] Yang X T， Pang X Q， Xu L Y， et al. Accumulation of soluble sugars in peel at high temperature leads to stay-green ripe banana fruit[J]. Journal of Experimental Botany， 2009， 60（14）： 4 051-4 062.

[6] 賈彩虹， 金志強， 劉菊華， 等. 香蕉采后生理學研究進展[J]. 熱帶作物學報， 2012， 33（1）： 189-193.

[7] Burg S P. The physiology of ethylene formation[J]. Annual Review of Plant Physiology， 1962， 13： 265-302.

[8]朱德明， Kajuna S T A R. 香蕉和芭蕉在貯藏過程中的顏色變化[J]. 熱帶農業工程， 1999， 3： 35-40.

[9] Stover R H， Simmonds N M. Bananas [M]. London： Longman>Science &Technology， 1987： 192-193.

[10] 張治安， 陳展宇. 植物生理學實驗技術[M]. 長春： 吉林大學出版社： 2008： 140-142.

[11] 陳維信， 蘇美霞， 王振永， 等. 香蕉催熟生理和技術研究[J]. 華南農業大學學報， 1993， 14（2）： 102-106.

[12] Seymour G B， Thompson A K， Johm P. Inhibition of degreening in the peel of bananas ripened at tropical temperatures[J]. Annals of Applied Biology， 1987， 110（1）： 145-151.

[13] 楊曉棠， 徐蘭英， 張昭其， 等. 采后香蕉青皮熟形成機理研究[C]//中國園藝學會十屆二次理事會暨學術研討會論文摘要集， 2007： 52.

[14] Thomas P， Janave M T. Effect of temperature on chlorophyllase activity chlorophyll degradation and carotenoids of Cavendish bananas during ripening[J]. International Journal of Food Science& Technology， 1992， 27（1）： 57-63.