貢柑果皮顯微結構及其對貯藏溫度的響應研究

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，陳瑩瑩

（肇慶學院生命科學學院，廣東 肇慶　526061）

貢柑果皮顯微結構及其對貯藏溫度的響應研究

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，陳瑩瑩

（肇慶學院生命科學學院，廣東 肇慶526061）

成熟的貢柑果實采后裝在保鮮袋中于室溫下貯藏30 d，果皮上的蠟被近乎完全消失，表皮層厚度大幅減小，黃皮層顯著變薄，白皮層顯著增厚，油胞囊腔內徑擴大；室溫下貯藏90 d，保持健康的貢柑果實已無明顯的表皮層，中果皮厚度顯著減小，尤其黃皮層厚度及所占比例大幅減小，細胞間隙顯著擴大，白皮層靠近內果皮的細胞更加稀疏化，油胞囊明顯凹陷而內徑進一步擴大。在兩種低溫下貯藏，貢柑果皮厚度前期增大，但果皮各部分顯微結構的變化不明顯，冷藏期愈長低溫對其果皮的保護作用愈顯著。結果表明，貢柑采后前期果皮新陳代謝旺盛，冷藏對其果皮結構和功能的保護作用突出，主要機制是對其果皮蠟被、黃皮層及其內油胞囊的有效保護。

貢柑；貯藏溫度；果皮；顯微結構；響應

徐呈祥，鄭福慶，馬艷萍，等. 貢柑果皮顯微結構及其對貯藏溫度的響應觀察研究［J］.廣東農業科學，2016，43（9）：51-55.

果皮是果實最外層的結構，由子房壁的組織分化、發育而成。環境溫度是調控果實采后衰老與腐敗的基礎條件［1-2］。柑橘果實貯藏保鮮中，人們通常重視溫度對果實品質和保鮮效果的影響，但對果皮結構與功能的變化鮮少關注［3-4］。貢柑（Citrus reticulata Lour.‘Gonggan’）是廣東西江流域的大宗名優特色水果，果實于“冬至”前后成熟上市，果形靚麗，大小適中，色澤金黃，皮薄多汁，果肉鮮滑脆嫩，爽口化渣，清甜低酸，香蜜濃郁，風味獨特，無核或少核，集中了橙類外形美和寬皮柑橘肉質細嫩、易于剝皮的雙重優點，營養豐富，是甜橙、糖橘、蜜柚三者優點的集成者，廣受消費者歡迎，被譽為“中國柑王”［5-6］。但是，貢柑的時令性很強，貯藏期很短，春節過后市場上極少銷售，研發貢柑貯藏保鮮技術是這一地區柑橘產業發展的重要課題之一。我們之前的研究表明，貯藏溫度不僅影響貢柑果實的呼吸作用強度，特別是與呼吸代謝有關的酶類的活性，同時也強烈影響貢柑果實表面寄生的致病菌特別是指狀青霉菌（Penicillium digitatum）的生長發育，采后冷藏是貢柑防腐保鮮的極重要措施。基于貯藏試驗，我們對貢柑果皮的顯微結構及對不同貯藏溫度的響應進行了顯微觀察和測量分析，以便進一步認識貢柑冷藏保鮮的作用機制。

1　材料與方法

2013年12月16日，在貢柑最著名產地——廣東省德慶縣的砂村果園（平地，23° 24′N，111°26′E），選擇受光良好、無病蟲害、樹體大小及長勢相當的9年生貢柑樹，剪取樹冠中部、果形端正、大小均勻、基本完全轉黃的果實，放進塑料周轉箱中帶回實驗室（途中8 h），在室溫13.5（±0.3）℃下放置64 h進行控水處理，然后（即采后3 d）選擇無扎傷、擠壓傷等明顯機械傷害的果實，分裝進自制的18孔塑料薄膜氣調保鮮袋中，每袋30個，分別在室溫14.2（±2.8）℃、6.5（±0.5）℃和3.5（± 0.5）℃下貯藏。貯藏0、30、90 d后，選擇健康果實，采集汁囊（囊瓣）以外的果皮樣品，清洗抽氣后立即投入FAA 中固定24 h，梯度乙醇脫水，二甲苯透明，常規石蠟切片，切片厚度8～12 mm，番紅- 固綠對染。制成的切片在LY-2006型顯微彩色圖片分析儀下觀察、照相、測量。每個處理每次取3個果實分別制樣，即3次重復。果皮總厚度指表皮層和中果皮（包括黃皮層和白皮層）的厚度，不包括內果皮。所有表中油胞囊（分泌囊）直徑數值為≥5個測量值的平均值±標準差，其余各參數的數值為≥10個測量值的平均值±標準差。

2　結果與分析

2.1貯藏0 d（采后3 d）貢柑果皮的顯微結構

貯藏0 d（采后3 d，下同）的貢柑果實，外果皮（表皮層、外皮層）由3層平行排列的細胞構成，最外圍覆蓋蠟質；外果皮之下為細胞排列整齊的海綿狀組織——中果皮，包括黃皮層（中皮層，橘紅）和白皮層（內皮層、海綿層，橘白），由外向內各層細胞的體積和細胞間隙逐漸增大；黃皮層中靠近白皮層的區域分布油胞囊（分泌囊），細胞體積明顯大于黃皮層的細胞，且細胞壁較厚。白皮層與黃皮層沒有明顯界限，細胞大小不一，形狀不規則，胞間隙較大，在靠近汁囊的部位呈白色絲網狀分布而形成結絡，與內果皮緊密相連。新鮮貢柑的果皮各部分結構緊湊，細胞排列整齊（圖1，封二）。果皮中表皮層、黃皮層和白皮層所占比例，以黃皮層最大，白皮層次之，外皮層最薄（表1）。

2.2不同溫度貯藏30 d貢柑果皮顯微結構變化

與貯藏0 d的果實相比，室溫下貯藏30 d，貢柑表皮層厚度減小即達60.9%，表皮層上所覆蓋的蠟質近乎完全消失，變化非常顯著；但中果皮厚度增大，黃皮層和白皮層細胞明顯變疏松，且不同部分的比例發生顯著變化：黃皮層顯著變薄，且占比由原來的75%下降至50%左右，白皮層則由原來的25%增厚至50%左右；油胞囊腔內徑明顯增大（圖2A，封二，表2）。

6.5℃貯藏30 d，與貯藏0 d的果實相比，貢柑果皮表皮層厚度呈現一定幅度的增大，但中果皮厚度明顯增大，特別是白皮層厚度，同時細胞間隙有增大趨勢。與室溫貯藏相比，果皮結構保持得較好：蠟質層完整，中果皮厚度增大幅度在17.5%以上，細胞排列比較緊密；靠近內果皮的白皮層細胞明顯變得松散，細胞間距增大；油胞囊內徑及增大幅度明顯較小（圖2B，封二，表2）。

表1　貯藏0 d（采后3 d）貢柑果皮各部分的數值變化

表2　不同溫度貯藏30 d貢柑果皮各部分的數值變化

與貯藏0 d的果實相比，貢柑在3.5℃下貯藏30 d，果皮厚度顯著增大，主要表現在白皮層增厚（增幅達50%以上），果皮其他部位的顯微結構未發生明顯變化；綜合表現稍優于6.5℃貯藏的果實，極顯著優于室溫貯藏的果實（圖2C，封二，表2）。

2.3不同溫度貯藏90 d貢柑果皮顯微結構變化

與室溫貯藏30 d相比，室溫貯藏90 d，保持健康的貢柑果實，已不存在明顯的表皮層，中果皮厚度顯著減小，尤其是黃皮層厚度及所占比例大幅度減小，細胞間隙明顯增大、排列稀疏；白皮層靠近內果皮的部分，網絡狀分布的結構更加稀疏；油胞囊腔內徑進一步增大，囊腔周圍的細胞明顯變小；外皮層與油胞囊相近部分明顯凹陷（圖3A、B，封二，表3）。

與6.5℃貯藏30 d相比，6.5℃貯藏90 d，貢柑果皮各部分結構的變化比較顯著，主要表現為：果皮總厚度減小5.5%，黃皮層厚度及比例的減小幅度均大于白皮層；細胞間隙進一步加大，排列明顯疏松，特別是黃皮層與白皮層相連接的區域，而白皮層靠近內果皮部分的細胞網狀結構更加松散；油胞囊周圍細胞更趨變小，外皮層與油胞囊相近部分出現明顯凹陷。但是，與室溫下貯藏90 d相比，其果皮整體結構明顯為優，細胞排列相對緊密，未松散化或絮狀化的果皮明顯較厚，油胞囊空腔化程度明顯較輕（圖3C、D，封二）。

與3.5℃貯藏30 d相比，3.5℃貯藏90 d，貢柑黃皮層厚度略有減小（減幅大于12.5%），占比下降至45%左右，但果皮總厚度變化甚微，增大部分主要源自靠近內果皮的白皮層，且這部分明顯松散化、絮狀化，其余結構未觀察到有顯著變化。但是，與6.5℃貯藏90 d相比，在3.5℃下裝入氣調保鮮袋貯藏90 d，貢柑果皮各部分的變化幅度顯著變小，黃皮層尤其是靠近內果皮的白皮層細胞排列明顯變緊密，油胞囊基本上沒有空腔化現象發生，外皮層與油胞囊靠近的部分基本未觀察到凹陷（圖3E、F，封二，表3）。

3　結論與討論

通過對貢柑果皮顯微結構及其對貯藏溫度響應的研究，結果表明，相對于貯藏0 d（采后3 d）的果實，盡管是在塑膜保鮮袋中，華南冬季普通室溫下貢柑果實貯藏30 d表皮層厚度減小60.9%、黃皮層厚度減小41.3%，至貯藏90 d已無法區分出嚴格意義上的表皮層，黃皮層厚度則減小65.7%，油胞囊縱、橫徑也隨貯藏天數增加而持續增大，但無論是6.5℃還是3.5℃貯藏的果實，其果皮結構與室溫下相比都明顯要好。結果表明，對果皮結構特別是表皮層和黃皮層的重大影響應是貯藏溫度影響貢柑采后品質和保鮮效果的重要機制之一。

表3　不同溫度貯藏90 d貢柑果皮各部分的數值變化

貢柑表皮層由3層平行排列的細胞構成，其上覆蓋蠟被、生有氣孔器。我們此前應用掃描電鏡的觀察分析發現，室溫下貯藏90 d的貢柑果實，表面蠟質顯著凝聚、粗糙化，蠟被甚至出現片塊狀剝落或果面發生長而寬的裂縫，整體上氣孔器變平、孔口增大、保護性結構趨向消失，而低溫下貯藏的果實表面的微形態結構變化遠小于室溫貯藏，雖然蠟質也會發生凝聚，但果面基本上均勻、平滑、整潔，果皮結構保持良好。應用顯微切片的縱向觀察結果進一步表明，貢柑果實采后保鮮中蠟被的衰退及其影響至關重要。迄今，對蠟質在柑橘果實貯藏和衰老進程中的作用研究極少［7-8］，本研究的發現從細胞學和組織學角度對此提供了資料。

柑橘果皮的黃皮層（亦稱色素層），是幾層含有類胡蘿卜素、紫黃質、類黃酮等色素物質的皮下薄壁組織，富含精油等芳香類物質的油胞囊（分泌囊）基本上也集中分布在這一區域，因此富含萜烯類化合物及其氧化衍生物［9］。目前，對柑橘芳香物質的種類、分離純化及技術開發國內外已進行廣泛研究，甚至成為國際上柑橘研究與應用的熱點之一。多項試驗表明，柑橘精油對柑橘果實采后貯藏中提高抗病性、抵御病原真菌侵染危害有重要意義［10］。但對柑橘果實采后貯藏中黃皮層及油胞囊的變化迄今未見有報道。從本研究結果可見，隨著貯藏天數增加，貢柑黃皮層厚度的減小幅度僅次于表皮層，而在果皮中所占比例的下降則居第1位，同時伴隨著油胞囊不同程度的空腔化，但低溫貯藏可顯著抑制這一衰老進程。黃皮層及其間分布的油胞囊應是貢柑果實結構中第二道重要的防護結構，其冷藏保鮮機制亦在于對黃皮層及其間分布的油胞囊的有效保護。

中果皮由子房中壁發育而成。柑橘果實中果皮的結構較復雜，對中果皮和內果皮的劃分目前有分歧。有學者認為中果皮即海綿層，海綿層底部排列緊密的薄壁組織細胞為內果皮的一部分；也有人認為海綿層底部的薄壁組織細胞屬于內果皮的一部分，可稱為內中果皮［11-12］。本研究基于傳統劃分方法把海綿層歸入白皮層，但顯微結構觀察表明，白皮層底層的細胞明顯不同于靠近黃皮層部分，應該并非其上層細胞群衰老、解聚、松馳的產物，而是與內果皮及其構成的囊瓣緊密聯系的功能部分，是采后貯藏中果皮增厚的主要來源。

［1］王長鋒，陶能國，黃師榮. 貯藏溫度對紅肉臍橙（Citrus sinensis Osbeck）果實類胡蘿卜素含量的影響［J］. 食品科學，2013，34（4）：255-259.

［2］蔡修臻，龐廣昌. 貯藏溫度對哈密瓜蔗糖代謝途徑中14種酶活性的影響［J］. 食品科學，2014，35（2）：271-276.

［3］葉寶興，譚秀山，李道高，等. 臍橙果皮油斑病解剖結構［J］. 中國農業科學，2011，44（6）：1301-1306.

［4］馬小煥，彭良志，淳長品，等. 臍橙果皮內裂發生的解剖結構和礦質營養元素變化［J］. 園藝學報，2011，38（10）：1857-1864.

［5］吳文，黃永敬，馬培恰，等. 柑橘新品種‘無籽貢柑’的選育［J］. 果樹學報，2013，30（5）：898-899.

［6］Guo Y J，Ji Q H，Zhou X Q，et al. Genetic background of Citrus nobilis Lour.‘Gonggan’based on the chloroplast trnL gene［J］. Genetics and Molecular Research，2013，12（1），345-350.

［7］Uppalapati S R，Ishiga Y，Doraiswamy V，et al. Loss of abaxial leaf epicuticular wax in Medicago truncatulairg1/palm1 mutants results in reduced spore differentiation of anthracnose and nonhost rust pathogens［J］. Plant Cell，2012，24（1）：353-370.

［8］Bourdenx B，Bernard A，Domergue F，et al. Overexpression of Arabidopsis ECERIFERUM1 promotes wax very-long-chainalkane biosynthesis and influences plant response to biotic and abiotic stresses［J］. Plant Physiology，2011，156（1）：29-45

［9］Regnier T，Combrinck S，Veldman W，et al. Application of essential oils as multi-target fungicides for the control of Geotrichum aurantii and other postharvest pathogens of citrus［J］. Industrial Crops and Products，2014，61：151-159.

［10］Wang H，Tao N G，Huang S R，et al. Effect of Shatangju （Citrus reticulata Blanco） essential oil on spore germination and mycelium growth of Penicillium digitatum and P. italicum［J］. Journal of Essential Oil Bearing Plants，2012，15（5）：715-723.

［11］李聰敏，楊曉紅，郝春梅，等. 錦橙采后果皮結構及生理特征變化與褐斑的相關性［J］. 食品科學，2010，31（6）：274-277.

［12］高雪，李正國，楊迎伍，等. 柑橘果皮生理性病變的發生與控制［J］. 重慶大學學報（自然科學版），2006，29（5）：64-68.

（責任編輯 楊賢智）

Pericarp microstructure of ‘Gonggan’ mandarin（Citrus reticulata）fruit and its responses to different temperatures

XU Cheng-xiang，ZHENG Fu-qing，MA Yan-ping，CHEN Ying-ying（College of Life Sciences，Zhaoqing University，Zhaoqing 526061，China）

The waxy layer of ‘Gonggan’mandarin stored for 30 d at room temperature almost disappeared，epidermis thickness decreased dramatically，yellow layer significantly thinned，white layer thickened significantly，and inner diameter of oil capsule cavity expanded.Stored for 90 d at room temperature，evident epidermis of the still healthy ‘Gonggan’mandarin fruit was not observed， mesocarp thickness significantly decreased，especially the yellow layer thickness and its proportion，cell gap significantly expanded，cells near endocarp of the white layer were more sparse，further expansion of the inner diameter of oil capsule cavity was evident，and evident hollowness was observed in the part of epidermis near oil capsule cavity. Stored at low temperatures，the pericarp thickness of‘Gonggan’mandarin fruit increased while microstructure changes of each part of pericarp was much smaller in earlier stage，the longer thecold storage period，the more significant the protective effect of low temperature on the pericarp of ‘Gonggan’mandarin fruit. These results indicated that the physiological metabolism of pericarp of‘Gonggan’mandarin fruit postharvest was still strong in early storage period，the protective effects of low temperature storage on structure and function of fruit pericarp were very prominent，the recession of cuticle wax was very important for the fresh-keeping effect of ‘Gonggan’mandarin fruit，and significantly protective effect on structure and function of yellow layer and oil capsules of mesocarp was the another important mechanism of cold preservation of fruit postharvest.

‘Gonggan’ mandarin；storage temperature；paicarp；microstructure；response

S666.1

A

1004-874X（2016）09-0051-05

2016-05-09

廣東省科技計劃項目（2014A020208143）

徐呈祥（1963-），男，博士，教授，E-mail：xucx2013@163.com