果實套袋對果實品質影響研究進展

魏志峰， 李秋利， 高登濤， 楊文佳， 劉軍偉， 韓園園

(中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南鄭州 450009)

果實套袋是一種物理保護方法，在果實生長發育過程中，阻隔了果面與外界的接觸，可避免風、雨、藥劑、灰塵和一些機械磨擦對果皮的刺激與損傷，使果皮發育良好，防止果面產生銹斑；避免果實遭病蟲鳥的危害，減少病蟲果率；還避免了農藥與果面的直接接觸，有效降低了農藥殘留；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、防治病蟲鳥害、降低農藥殘留和裂果等[2-5]，還可以通過改變果實發育的微環境，影響果實內在品質，是目前生產安全、優質果品，提高果實商品價值的主要技術措施，果實套袋技術已經在我國果樹生產中得到了廣泛應用。

近幾十年來，果實套袋已經成為現代果樹栽培技術中的一項重要內容，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，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。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，隨著套袋技術的大面積推廣，許多套袋果實出現了糖、維生素C、芳香類物質等內含物含量下降，摘袋后日灼等不利影響[13]。因此，探明果實內在品質和外在品質形成的機制，改進套袋技術以充分發揮套袋的有利影響，防止和減少套袋果實的不利影響，是目前果樹套袋生產亟待解決的問題。

本文總結了套袋對果實內在和外在品質的影響，對其形成的機制進行探討和分析，以期為進一步開展相關研究和生產高品質果實提供依據。

1 果實套袋技術概述

1.1 果袋種類

市場上果袋種類很多[14]，按照材質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、白晝袋內溫度低、果面細嫩光滑、葉綠素形成少等特點，三層袋較前兩者少見，遮光強，能有效預防日燒和黑斑病、粗皮病等病害；按照顏色分為黑色、白色、藍色、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作用[17]，紡制彩色、黃色織物袋可改善蘋果色澤及品質[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

套袋時間根據果樹種類不同而不同，不同地區的相同果樹套袋時間也不同，同一種果樹相同地區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)進行紙袋套袋試驗，結果表明套袋處理果實黑斑病發生率是對照的15%～25%，大幅降低黑斑病發生，并推薦套袋時間在收獲前50～35 d[21]；藺經等報道指出，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[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，降低了果實的農藥殘留量；套袋處理后，裂果率、病果率減少，優級果增多；套袋后著色均勻，提高了果面光潔度，改善了果實外觀品質。

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量和品質形成的基礎[29]；套袋過程中及除袋后出現高溫日灼；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。

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的研究、推廣、普及，必將對我國果樹生產起巨大推動作用[30]。

2 套袋對果實品質的影響

2.1 套袋對果實外觀品質的影響

2.1.1 套袋對果實質量和大小的影響 果實坐果后，生長緩慢，在特定的發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量的影響研究結果不一，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時的氣候條件有關。果實套袋可增加果實質量，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量[23]，Yang等報道套袋能促進龍眼果實的發育，增大果實[31]；也有果實套袋對果實質量和大小無影響的研究報道，如Rodrigues等指出使用聚乙烯材質的果袋對香蕉的總質量沒有影響[32]，Hudina等報道3層紙質果袋對梨的質量和大小無不良影響[33]；果實套袋甚至可以減少果實質量，如Xu等研究表明套袋減少了枇杷果實的質量[34]，還可以減少梨[35]、石榴[36]和蘋果[37]的質量和大小。

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，呈現出不同的“色相”和“色調”[38]。套袋后，袋內光照強度減弱，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，另一方面與果實體內合成花青素的含量有關[41]。套袋抑制果實色澤發育，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，水果容易產生物理缺陷和損壞，套袋可以減少這些情況的發生，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)等木質素、蠟質、角質等合成酶的活性，使表皮層細胞分泌蠟質少而均勻，木質素合成減少，木栓形成層的發生及活動受到抑制，皮孔發生少而小，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 套袋對果實內在品質的影響

2.2.1 套袋對水果礦物質成分含量的影響 果實中的養分會增加果實的內在品質，在果實發育階段套袋會影響果實的營養成分。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境改變了果實的生長發育，形成的“溫室效應”使果實的光合作用和呼吸作用等代謝發生了改變，影響了糖分等有機物質的積累，Bentley等最初發現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]，還有研究發現，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]，也有研究發現套袋對沙梨糖含量沒有影響[52]，但Chen等卻發現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等發現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 酶在水果發生生化變化過程中起著至關重要的作用，果實套袋通過影響關鍵酶活性，改變果實的品質。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活性并不是唯一調節成熟蘋果花色素苷積累的因素。Ni等發現套袋果實酸性轉化酶活性和中性轉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物，起著抗氧化作用，保護植物免受多種疾病的侵襲，果實套袋對果實酚類物質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酚類化合物的濃度[53]。

2.2.6 套袋對香氣揮發物的影響 很多水果因其香味和風味而被消費者所喜歡，一些揮發性有機物有助于果實香味和風味的形成，套袋間接影響揮發性有機化合物的合成，套袋對揮發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性有機化合物合成并無影響，但果皮和果肉之間的揮發性有機物濃度差異顯著，改善了水果的風味[64]。也有研究報道，套袋處理湖景蜜露桃的揮發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。果實套袋會影響果實的結實度。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保持較高硬度值[18]。Singh等報道Allahabad Safeda石榴套袋處理果實質地柔軟[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的影響

關于套袋對果實貯藏品質的影響，研究結果不一，多數人認為，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。鄭小林等研究發現，凱特杧果栽培中果實套袋有利于改善果實的外觀品質，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次于不套袋果，降低了果實的貯藏性[69]。王少敏等研究發現，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變化的相關酶的活性升高有關。

2.4 套袋對病蟲鳥害、農藥殘留的影響

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境，防止蟲害對果實造成損害，防止病原體進入果實[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生嚴重的果園進行試驗證明，套袋果蟲果率為4.47%，未套袋果蟲果率為82.5%[73]；還有報道發現，果實套袋可以降低芒果炭疽病和莖腐病的發病率[74]。鳥類對香蕉、芒果、蘋果、葡萄等果實的危害主要表現在果實成熟期，造成嚴重損失，果實套袋有助于減少各種水果鳥害。

2.4.2 套袋對果實農藥殘留的影響 殺蟲劑和殺菌劑等農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，避免了農藥與果面的直接接觸，因而農藥殘留量明顯減少。王建武等發現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藥殘留量[76]。藺經等研究也說明套袋翠冠梨果實中氟氯氰菊酯、多菌靈殘留量遠低于不套袋，并且建議雙層套袋對生產優質梨更有效[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，對生產優質水果作用很大，但是不同類型果袋影響不同，須繼續細化研究不同區域、不同樹種、不同品種的具體套袋技術，包括果實品質與袋的類型、套袋時間、解袋時間等。例如，塑料袋價格低廉，但在環境中難以降解，如果使用紙袋，在雨水多地區是不可行的。因此，需要根據不同區域、不同樹種、不同品種的物候期來科學設置套袋時間及解袋時間，更要在同一地區進行不同類型果袋試驗，對摘袋后的生理生化機制進行深入研究，進一步明確果袋對果實品質的影響，從中篩選出適宜生產高品質果實的果袋。另外，果實品質與配套栽培管理措施有關，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的影響上，對果實內在品質研究也主要是糖酸等指標，其他的如酚類物質等研究較少，需要加強研究，特別是袋內微環境與果實風味物質含量的關系等，如果果袋既能改善果實的外觀品質，又能夠提高果實的內在品質，則能使優質套袋果的生產得到有力保障，從而更好地滿足國內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，但套袋成本高，傳統的套袋技術費時費力，在勞動力成本居高不下的當前境況，已經越來越難以為繼，須加強果實套袋技術的研究，開拓思路，一方面，加強套袋替代技術的研究，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劑，不同于常規的殺菌劑和殺蟲劑等農藥，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及應用，減少套袋的用工量，從而使果實套袋技術能夠順利應用。