光質(zhì)對紅肉桃果肉色澤、類胡蘿卜素組分含量的影響

顏少賓 周平 張妤艷 馬瑞娟 俞明亮 金光 郭瑞

摘要：研究不同光質(zhì)處理后紅肉桃果實成熟期果肉的色澤、類胡蘿卜素組分及其含量的變化，以紅肉桃品種半斤桃為試驗材料，于盛花后40 d分別進行不同光質(zhì)紙袋（黃色單層袋、外黃內(nèi)黑雙層袋）套袋處理，以不套袋作為對照。果實成熟時測定半斤桃果實單果質(zhì)量、硬度、果肉的色差、類胡蘿卜素組分及其含量的變化。結果表明，不同照度和光譜處理對半斤桃果實成熟期果實的硬度、果肉色澤、果肉β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素含量均沒有影響，而對果實的單果質(zhì)量影響不同，其中50%照度、20%藍光、50%紅光（黃色單層袋）處理可提高果實的單果質(zhì)量，0照度、0光譜（外黃內(nèi)黑雙層袋）處理對果實單果質(zhì)量沒有影響。不同的照度和光譜處理對半斤桃果實成熟期果肉葉黃素、β-胡蘿卜素含量的累積有一定的影響。其中0照度、0光譜（外黃內(nèi)黑雙層袋）有利于葉黃素含量的累積，主要與紅光密切相關，相關系數(shù)達-0.99;不利于β-胡蘿卜素含量的累積，主要與藍光密切相關，相關系數(shù)達0.80。此外，50%照度、20%藍光、50%紅光（黃色單層袋）能提高了半斤桃果實成熟期果肉玉米黃素含量，但與光質(zhì)無相關性。

關鍵詞：紅肉桃;光質(zhì);套袋;類胡蘿卜素;色差;相關性分析

中圖分類號： S662.101? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）20-0143-05

收稿日期：2021-06-07

基金項目：福建省科技計劃項目——省屬公益類科研院所基本科研專項（編號：2018R1013-13、2017R1013-1、2017R1013-7）;國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項（編號：CARS-30）;福建省農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新團隊建設項目（編號：CXTD2021009-2）。

作者簡介：顏少賓（1988—），女，福建泉州人，碩士，助理研究員，主要從事桃種質(zhì)資源和果實品質(zhì)研究。E-mail：ysb2010_good@163.com。

通信作者：金 光，碩士，副研究員，主要從事桃資源和育種研究。E-mail：jinguang0591@163.com。

桃為多年生的落葉果樹。根據(jù)果肉不同顏色可分為白、黃、紅、綠4種[1]。目前，市場上紅肉桃所占比例較少，主要是由于其品種較為匱乏，果實品質(zhì)與其他不同果肉顏色類型桃相比沒有明顯的競爭性優(yōu)勢。紅肉桃果實的花色苷含量較高[2-3]，果肉紅色，鮮艷誘人，且在保健方面[4-5]起著重要的作用。因此，多數(shù)科研工作者集中于花色苷含量及其機制的相關研究，忽視了紅色素的呈現(xiàn)不僅有花色苷，還有類胡蘿卜素。紅肉桃果實含有葉黃素、玉米黃素、β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素等類胡蘿卜素組分[6]。

套紙袋作為改善果實外觀品質(zhì)、減少病蟲危害的一個重要栽培措施，對果肉的色澤及品質(zhì)也產(chǎn)生一定的影響[7-8]。紙袋提供了一個較為密閉的環(huán)境，減少不利的外界環(huán)境對果實的生長發(fā)育進行干擾和損害。但不同的紙袋其內(nèi)環(huán)境因子不同，尤其是光質(zhì)，對植物各個組織、各個生長階段影響也不同。如紅、黃色濾光膜能促進紅葉桃葉片紅色色澤的積累[9]，藍光能改變桃葉片組織厚度，使光敏色素在組織中的狀態(tài)發(fā)生改變[10]，能增加葡萄葉片數(shù)量、葉綠素含量、氣孔數(shù)量等[11]，也是影響甜椒莖解剖結構和葉片組織變化的主導光質(zhì)[12]。不同光質(zhì)對桃果實品質(zhì)的影響研究較少，研究主要集中于不同顏色濾光膜的應用[9，13]，不同光質(zhì)的紙袋處理會降低桃果肉葉綠素和類胡蘿卜素總含量[14]。此外，相關研究發(fā)現(xiàn)，果實套袋后，紅肉桃果肉β-胡蘿卜素含量降低，但黃色單層袋可提高玉米黃素含量，外黃內(nèi)黑雙層袋可提高葉黃素含量[15-16]。為了進一步分析光質(zhì)對果肉色澤及類胡蘿卜素的影響，本研究結合前期研究基礎，進一步深入分析不同紙袋透過的光質(zhì)，研究光質(zhì)對紅肉桃果實發(fā)育過程中果肉色澤和類胡蘿卜素成分及其含量的影響，以期為探索光質(zhì)影響紅肉桃果實肉色表達的機制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料：長勢基本一致、樹體健壯、無明顯病蟲害、種植于國家果樹種質(zhì)南京桃資源圃的5年生紅肉桃品種半斤桃。

試驗紙袋：黃色單層紙袋，規(guī)格19.8 cm×15.3 cm，購自平度市金禾裕農(nóng)果袋廠;外黃內(nèi)黑雙層袋，規(guī)格19.8 cm × 15.3 cm，購自萊陽市愛華果袋廠。

試驗試劑：丙酮、甲醇、甲基叔丁基醚、葉黃素、β-隱黃質(zhì)、β-胡蘿卜素、β-阿樸-8-胡蘿卜醛、α-胡蘿卜素、玉米黃素，純度為分析純及以上。

1.2 試驗方法

以紅肉桃品種半斤桃為試驗材料，在盛花后 40 d 進行不同光質(zhì)的紙袋套袋處理，即黃色單層袋（Ⅰ）和外黃內(nèi)黑雙層袋（Ⅱ），以不套紙袋作為對照（CK）。套紙袋前進行疏果，保持留果量基本一致，并進行藥劑噴施。果實成熟即采樣，每處理在不同方位隨機采取10個果，進行果實大小、硬度、果肉色差的測定，每處理測10個果。其中，果肉色差每個果測定4個點。去果皮、果核后，取下果肉混勻后用液氮速凍，于-20 ℃保存，用于類胡蘿卜素組分及其含量的測定。每處理重復3次。

1.3 測定指標

1.3.1 果實單果質(zhì)量的測定

采用TE124S電子天平測定果實的單果質(zhì)量，每處理測10個果，重復3次，取平均值。

1.3.2 果實硬度的測定

采用TA.XT.Plus型質(zhì)構儀測定果實縫合線2側中部中心點位置果肉的硬度，即2個點/果。探頭直徑 8 mm，測試深度5 mm，貫入速度1 mm/s。每處理測10個果，重復3次，取平均值。

1.3.3 光質(zhì)的測定

采用EVERFINE遠方 SPIC-300AW照度計檢測試驗所用不同光質(zhì)紙袋內(nèi)環(huán)境的照度和光譜，以紙袋外環(huán)境的照度和光譜作為對照。可見光譜檢測范圍是380～760 nm，每個處理重復3次，取平均值。

1.3.4 果肉色差的測定

采用Color Quest XE色差計進行果肉色差測定，主要測定果肉的色差A、B、L值，根據(jù)公式計算C、H [17]。色差A、B、C、H、L值分別代表紅色飽和度、黃色飽和度、色彩飽和度、色度角和亮度值。

C=A2+B2;（1）

H=arctgBA。（2）

1.3.5 果肉類胡蘿卜素組分及其含量的測定

果肉類胡蘿卜素組分葉黃素、玉米黃素、β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素等標準曲線的制備及果肉類胡蘿卜素組分的提取測定參照顏少賓等的方法[18]。

樣品中類胡蘿卜素組分及含量以ρ表示，單位為μg/g，按公式（3）進行計算：

ρ=25×ym。（3）

式中：y為樣品中單個類胡蘿卜素組分標準曲線回歸方程，mg/L;m為樣品的質(zhì)量，g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS 24.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。主要采用皮爾遜相關性計算方式對照度、色譜與紅肉桃果肉的色澤、類胡蘿卜素組分及含量進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同紙袋光譜分布

采用EVERFINE遠方 SPIC-300AW照度計檢測照度和光譜，結果表明，處理Ⅰ的照度值約為CK組的50%左右，處理Ⅱ的照度值基本為0（圖1），不同紙袋光譜分布圖存在較大差異。處理Ⅰ的光譜分布圖走勢與CK組的基本一致，其吸收值降為CK組的50%左右;但藍光范圍的吸收值降得更多。其中，在450 nm的藍光區(qū)，處理Ⅰ的吸收值僅為CK組的20%;處理Ⅱ的紙袋為外黃內(nèi)黑雙層袋，基本沒有檢測到照度和光譜。

2.2 紙袋對桃果實成熟期果實大小、硬度的影響

從表1可以看出，與CK相比，處理Ⅰ顯著降低了桃果實單果質(zhì)量，而對果實硬度的影響不顯著;處理Ⅱ?qū)μ夜麑崋喂|(zhì)量和硬度的影響不顯著。

2.3 紙袋對桃果實成熟期果肉色澤的影響

從圖2可以看出，處理Ⅰ、處理Ⅱ的桃果肉色差L、A、B、C、H值與CK相比差異不顯著。說明不同紙袋處理對果實成熟期果肉的色澤沒有影響。

2.4 紙袋對桃果實成熟期果肉類胡蘿卜素的影響

從圖3可以看出，半斤桃果實成熟期，處理Ⅰ、處理Ⅱ和CK均未檢測到果肉β-隱黃質(zhì)、α-胡蘿卜素。與CK相比，處理Ⅰ、處理Ⅱ均會降低半斤桃果實成熟期果肉β-胡蘿卜素含量。處理Ⅰ的桃果實成熟期果肉葉黃素含量與CK一致，均為0;但顯著提高了玉米黃素含量。處理Ⅱ的桃果實成熟期果肉玉米黃素含量與CK差異不顯著;但顯著提高了果肉葉黃素含量。表明處理Ⅰ條件有利于桃果實成熟期果肉玉米黃素含量的積累;處理Ⅱ條件有利于桃果實成熟期果肉葉黃素含量的積累。

2.5 光質(zhì)與果肉色澤、類胡蘿卜素成分的相關性分析

從表2可以看出，照度的強弱與光譜吸收值有一定的關系，其中與藍光450 nm吸收值在0.05水平上正相關;與紅光650 nm吸收值在0.01水平上正相關，相關系數(shù)達0.88。照度的強弱與果肉色澤在統(tǒng)計學上不相關;但與果肉葉黃素在0.01水平上負相關，相關系數(shù)達-0.82;與果肉β-胡蘿卜素在0.05水平上正相關。

藍光450 nm光譜吸收值與果肉色澤、果肉葉黃素和玉米黃素在統(tǒng)計學上不相關;但與果肉β-胡蘿卜素在0.05水平上正相關，相關系數(shù)達0.80。紅光650 nm光譜吸收值與果肉色差A值、C值在005水平上負相關，與果肉葉黃素在0.01水平上負相關，相關系數(shù)達-0.99;但與果肉玉米黃素、β-胡蘿卜素在統(tǒng)計學上不相關。

果肉色差L值與其他色差值在統(tǒng)計學上不相關，但A值、B值、C值、H值等4個色差值兩兩之間均在0.01水平上正相關，且相關系數(shù)均在0.85及以上;色差A值和C值與果肉葉黃素在0.05水平上正相關。

3 討論與結論

半斤桃成熟期果肉色差、類胡蘿卜素組分及其含量的檢測數(shù)據(jù)已在前期發(fā)表[15]，本研究是針對已發(fā)表數(shù)據(jù)，結合檢測的光質(zhì)進一步深入分析。2個處理所用紙袋不同，其透過紙袋的照度和光質(zhì)也明顯不同。處理Ⅰ（黃色單層袋）的光質(zhì)系數(shù)分別為50%照度、20%藍光、50%紅光;處理Ⅱ（外黃內(nèi)黑雙層袋）的光質(zhì)系數(shù)分別為0照度、0藍光、0紅光。不同光質(zhì)紙袋處理不僅減少果實的病蟲危害[8]，同時為果實的生長發(fā)育提供不同的光質(zhì)環(huán)境。但不同的照度和光譜對半斤桃果實的硬度、果肉色澤均沒有影響，對果實的單果質(zhì)量影響存在差異。馬瑞娟等對‘Flavortop油桃套袋處理也表明，不同光質(zhì)果袋并未顯著影響單果質(zhì)量、帶皮硬度和去皮硬度[13];對霞光油桃進行外黃內(nèi)黑雙層袋套袋后，果實的單果質(zhì)量提高，但對果實去皮、帶皮硬度均沒有影響[8];張斌斌等也得到類似的結果[14，19]。李秋利等對映霜紅桃進行套袋，結果表明，套袋會降低果實的硬度，且外黃內(nèi)黑單層紙袋處理表現(xiàn)的最為顯著[20]。這與果樹種類、品種、不同類型果袋透過的照度、光質(zhì)以及果袋內(nèi)的溫度和濕度等的差異都存在一定關系[19，21]。

光是植物生長發(fā)育過程中重要的環(huán)境影響因子[22]。不同光質(zhì)的紙袋處理會影響果實發(fā)育過程中的環(huán)境因子，尤其是光的照度和光質(zhì)。植物組織中存在著許多光受體，不同波段的光質(zhì)及其不同組合形成不同的光信號刺激和誘導不同的光受體，如隱花色素、向光素等能接收藍光、近紫外光，UVR8能感受紫外光，遠紅光光敏色素能接收紅光以及遠紅光[23]，這些都影響和調(diào)節(jié)著植物生長發(fā)育的各個部位與各個階段[24]。雖然對半斤桃果肉的色澤沒有明顯的影響，但對果肉類胡蘿卜素不同組分及其含量影響不同。其中，處理Ⅰ有利于半斤桃果實成熟期果肉玉米黃素含量的積累;處理Ⅱ有利于半斤桃果實成熟期果肉葉黃素含量的積累。此外，照度的強弱與果肉葉黃素含量呈負相關，與果肉β-胡蘿卜素含量呈正相關，進一步說明處理Ⅱ的條件有利于半斤桃桃果實成熟期果肉葉黃素含量的積累，但阻礙了果肉β-胡蘿卜素的合成。紅光650 nm光譜吸收值與果肉色差A值、C值、果肉葉黃素呈負相關，色差A值和C值與果肉葉黃素呈正相關，說明果實成熟時果肉葉黃素含量的積累主要受光質(zhì)中的紅光影響，且果肉葉黃素含量的累積會提高果肉紅顏色飽和度、色彩飽和度。處理Ⅰ提高了半斤桃果實成熟期果肉玉米黃素含量，但處理Ⅱ?qū)庥衩S素含量沒有影響;照度的強弱、光譜與果肉玉米黃素含量均不存在相關性。表明處理Ⅰ能提高半斤桃果實成熟期果肉玉米黃素含量可能是試驗誤差造成，也可能是該條件處理下，溫度、濕度等其他環(huán)境因素對果實發(fā)育過程產(chǎn)生影響，還有待進一步研究。

參考文獻：

[1]王力榮. 桃種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[2]許建蘭，馬瑞娟，俞明亮，等. 紅肉桃果實發(fā)育過程中果肉色素含量的變化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2010，26（6）：1347-1351.

[3]沈志軍，馬瑞娟，俞明亮，等. 桃三種肉色類型果實抗氧化因子的比較評價[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2012，45（11）：2232-2241.

[4]Nagao A.Absorption and function of dietary carotenoids[J]. Forum of Nutrition，2009，61：55-63.

[5]Nishino H，Murakoshi M，Tokuda H，et al. Cancer prevention by carotenoids[J]. Archives of Biochemistry and Biophysics，2009，483（2）：165-168.

[6]糜 林，王全洪，費憲進，等. 優(yōu)質(zhì)水蜜桃品種高效套袋技術研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2007（5）：106-108.

[7]顏少賓，蔡志翔，俞明亮，等. 桃果實發(fā)育階段肉色形成與類胡蘿卜素的變化分析[J]. 西北植物學報，2013，33（3）：613-619.

[8]馬瑞娟，張斌斌，蔡志翔，等. 不同類型果袋對霞光油桃果實品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2012，28（3）：627-631.

[9]張斌斌，蔡志翔，沈志軍，等. 光質(zhì)對紅葉桃葉片呈色的影響[J]. 果樹學報，2013，30（4）：602-607.

[10]Rapparini F，Rotondi A，Baraldi R.Blue light regulation of the growth of Prunus persica plants in a long term experiment：morphological and histological observations[J]. Trees，1999，14（3）：169-176.

[11]Poudel P R，Kataoka I，Mochioka R.Effect of red-and blue-light-emitting diodes on growth and morphogenesis of grapes[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2008，92（2）：147-153.

[12]Schuerger A C，Brown C S，Stryjewski E C.Anatomical features of pepper plants （Capsicum annuum L.） grown under red light-emitting diodes supplemented with blue or far-red light[J]. Annals of Botany，1997，79（3）：273-282.

[13]馬瑞娟，張斌斌，嚴 娟，等. 光質(zhì)對‘Flavortop油桃果實著色及品質(zhì)的影響[J]. 經(jīng)濟林研究，2014，32（3）：109-113.

[14]柳蘊芬，劉 莉，段艷欣，等. 光對紅肉桃果肉紅色形成的影響[J]. 中國農(nóng)學通報，2010，26（13）：308-311.

[15]顏少賓，張妤艷，馬瑞娟，等. 不同透光率紙袋對紅肉桃果肉色澤及類胡蘿卜素組分的影響[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報，2020，35（10）：1086-1092.

[16]顏少賓，張妤艷，馬瑞娟，等. 不同透光率紙袋對紅肉桃果皮色澤及類胡蘿卜素組分的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2020，48（22）：131-135.

[17]Voss D H.Relating colorimeter measurement of plant color to the royal horticultural society colour chart[J]. HortScience，1992，27（12）：1256-1260.

[18]顏少賓，張妤艷，馬瑞娟，等. 桃果實類胡蘿卜素測定方法的研究[J]. 果樹學報，2012，29（6）：1127-1133.

[19]張斌斌，蔡志翔，馬瑞娟，等. 套袋對晚熟桃霞暉8號果實品質(zhì)的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)學報，2014，26（12）：46-49，58.

[20]李秋利，高登濤，魏志峰，等. 不同套袋處理對映霜紅桃果實品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，2017，46（12）：95-102.

[21]李桂祥，馬瑞娟，俞明亮，等. 套袋對桃果實品質(zhì)影響的研究進展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2011，39（6）：265-267.

[22]陸佳嵐，馬 成，陶明煊，等. 不同光溫條件對水稻9311產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2020，36（3）：535-543.

[23]Kami C，Lorrain S，Hornitschek P，et al. Light-regulated plant growth and development[J]. Current Topics in Developmental Biology，2010，91：29-66.

[24]陳祥偉，劉世琦，成 波，等. 不同LED光源對小白菜生長及品質(zhì)的影響[J]. 長江蔬菜，2013（16）：36-40.