杨梅果实发育成熟度与颜色变化规律探究

杨梅(Myrica rubra Sieb. et Zucc.)为杨梅科(Myricaceae)杨梅属(Myrica Linn.)植物, 果实初夏成熟, 酸甜适口, 富含多种功能性抗氧化类物质[1]。杨梅根据果实成熟时表面颜色可分为白梅类、粉红梅类、红梅类、乌梅类等四类, 其中粉红梅类、红梅类、乌梅类统称之为着色品种[2]。在白杨梅果实发育过程中其果实直观颜色变化不明显, 成熟时为白色、乳白色、黄白色或白色带微红, 果实颜色变化规律与成熟度的关系尚不明确。其中水晶种为6月中下旬成熟的白杨梅中品质最佳者, 果实扁圆球形, 果面乳白色带光泽, 风味佳, 品质上等[3]。东魁属于红梅类, 因果形特大而著称, 果实充分成熟时紫红色[4]。

成熟度是影响果实鲜食、贮藏和加工利用的重要因素。杨梅果实由于采摘期短, 不耐贮藏, 因此成熟度往往影响果实的保鲜与风味。果肉色泽是评价杨梅果实品质的主要指标之一, 可判断果实的成熟度, 同时成熟度也是果实采收的重要参考标准[5]。目前梅农主要根据经验和观察果实的颜色这一直观的方法来判断及推测果实的成熟度, 具有局限性。因此借助仪器对色泽数据进行量化, 将更加有利于对颜色变化的准确判断, 其中色差计法是分析果实色泽及其成熟度的重要手段之一, 已在枇杷、猕猴桃、杏、脐橙[6, 7, 8, 9]等果树上应用。本实验选取了白梅类的水晶种和红梅类的东魁为研究对象开展杨梅果实颜色变化与成熟期关系的研究, 以期根据颜色变化来初步推测杨梅的成熟度, 确定采收时期。

以绍兴市上虞区二都村张家岙杨梅基地的三株水晶种白杨梅(SJZ)为试材, 以红梅类品种东魁(DK)为对照(东魁果实各个发育时期和采收时间都与水晶种相近, 可作为白杨梅发育时期及成熟度判断的参照)。采样时间从果实幼果期开始, 直至果实完熟。首次采样日期为2017年5月10日(幼果期)。5月26日(转白期)前每隔8 d采样一次, 5月26日后缩短采样间隔时间, 每隔2 d采样一次, 截至6月25日, 共计采样18次。每次在试验树的东西南北各个方向采集成熟度一致的果实各10个, 放入冰盒保鲜, 立即带回实验室进行色差测定。

采用便携式色差仪(日本柯尼卡美能达CR-400)测定杨梅果实色差, 记录明度L* 、红绿值a* 、蓝绿值b* [10], 并计算色泽比a* /b* 。每个时期随机测定10个果实。其中L* 表示颜色的亮度, 数值越小表示果实亮度越低, 反之则表示其亮度越高; a* 表示红绿色差, a* < 0表示其颜色接近绿色的程度, a* > 0表示其绿色变淡或其颜色接近红色的程度; b* 表示黄蓝色差, b* > 0表示其颜色接近黄色的程度, b* < 0表示其黄色变淡的程度[11]。

采用Excel和SPSS.21软件进行数据统计与分析, Microsoft Excel 2012进行作图。

通过对果实发育过程中颜色值的测定发现, 随着杨梅果实的发育, 东魁的明度L* 在其果实幼果期至转白期缓慢增加, 同时期水晶种的变化与东魁一致, 且无显著差异; 经转白期至转红期(6月11日), 东魁L* 迅速减小, 后缓慢减小直至成熟期L* 趋于稳定, 同时期水晶种L* 仅有小幅度上升, 变化不明显, 与东魁差异显著(图1)。

由图2可知, 在东魁进入转白期前, 水晶种与东魁的红绿值a* 随着果实的发育变化不大, 且均小于20; 当东魁的果实发育进入转白期经转红期直至成熟期时, a* 迅速增大, 后逐渐稳定; 此时水晶种的a* 基本保持不变, 且与东魁相比存在显著差异。

在整个果实发育过程中, 水晶种和东魁果实的黄蓝值b* 变化规律基本一致, 在东魁的幼果期至转白期两者都经历了从负值先变小, 后迅速增大, 再由负值转变为接近于0的正值后继续增大的过程; 转白期后b* 又逐渐减小直至稳定, 但b* 仍大于0(图3)。表明了东魁和水晶种果实颜色均为由蓝向黄转变的过程。

色泽比a* /b* 是综合色度指标, 最能体现颜色与成熟度的关系, 当a* /b* < 0时, 处于果实发育的幼果期和硬核期; 当a* /b* ≈ 0时, 处于转白期; 当a* /b* > 0时, 处于成熟期。由图4可知, 水晶种在果实发育过程中a* /b* 一直呈缓慢上升趋势, 在东魁的幼果期、硬核期和转白期, 水晶种的a* /b* 与东魁的变化一致, 均为由负值转变为接近于0的正值的过程。东魁在转红期至成熟期其果实的a* /b* 迅速增大直至稳定, 东魁幼果期时的a* /b* 为-0.24± 0.01, 此时水晶种的a* /b* 为-0.28± 0.13, 两者差异不显著。东魁至成熟期时a* /b* 可达1.38± 0.21, 此时水晶种的a* /b* 为0.37± 0.02, 且东魁进入转白期后, 同时期的水晶种与东魁的a* /b* 间存在显著差异。

杨梅果实颜色主要由花青苷积累水平所决定, 花青苷在植物细胞中稳定存在, 使果实呈现紫色或红色[12, 13]。在杨梅果实成熟发育过程中, 叶绿素和有机酸含量减少, 而花青苷在着色品种中迅速积累, 尤其在果实成熟后期阶段。在成熟过程中由于花青苷的积累, 果实颜色从黄白色逐渐过渡到浅红色、红色、紫红色甚至紫黑色[14]。因此着色品种的发育时期可分为幼果期、硬核期、转白期、转红期、成熟期[15], 其中转白期是杨梅果实颜色发育的关键时期[16], 而在白杨梅中未检测到花青苷[17], 成熟过程中无明显的果肉变红过程, 因此建议根据白杨梅的成熟度将发育时期分为幼果期、硬核期、转白期和成熟期。

色泽比a* /b* 是综合色度指标, 果实颜色是多种单色的综合表现, 单一颜色不足以代表果实表面的颜色[18]。杨梅品种繁多, 果实颜色各异, 结合利用色差进行的研究[19, 20]及试验的测量结果表明, 研究中果实色差主要以色泽比a* /b* 为主要的评价标准。马培恰等[21]发现a* /b* 与贡柑果实的成熟度相关。当a* /b* 值为负值时表示绿色, 正值表示黄色或橙红色。在果实发育的幼果期、硬核期和转白期, 水晶种与东魁的a* /b* 变化一致, 均为由负值转变为接近于0的正值的过程。幼果期和硬核期时a* /b* < 0, 转白期时a* /b* ≈ 0, 体现了从幼果期至转白期无论是白色还是着色品种, 杨梅果实均为由绿变黄或白的过程; 转白期过后进入转红期, 东魁a* /b* 迅速增大直至稳定, 体现了东魁果实是由白变红的过程, 当东魁的a* /b* 值为1.38± 0.21时, 其果实已完全成熟(6月21日)。在对早佳和荸荠种两个乌梅类品种果实颜色变化规律的研究中发现[15], 两个乌梅类品种在成熟期的a* /b* 约为2。张淑文等[22]的结果中东魁成熟时a* /b* 的值约为1.30, 其他红梅类品种如迟色成熟时的a* /b* 也约为1.30, 与本研究结果相近, 可以推测a* /b* 约为1.30时红梅类杨梅成熟; 依据生产经验可知, 在同一种植区, 当东魁进入成熟期, 水晶种也基本成熟, 此时a* /b* 为0.37± 0.02, 也就是当a* /b* 约为0.35时, 可初步判断水晶种成熟。由此可见, 乌梅类a* /b* (2.00)> 红梅类a* /b* (1.30)> 白梅类a* /b* (0.35), 据此笔者推测粉红梅类成熟期果实的a* /b* 应介于白杨梅和红梅类之间。上述参数值可作为果实成熟的量化参考指标, 为杨梅果实的适时采收提供参考依据。在田间使用便携式色度测定计对果实色差参数进行测定, 色度值在上述范围内即可进行采摘, 有利于保证果实的品质。

果实的颜色可以作为杨梅果实采收的标准, 而适时采收是果实品质的重要保障条件。色差指标中L* 表示明度, 越大表示所测样品的表面越亮, 0表示黑色, 100表示白色, a* 表示红绿色差, b* 表示黄蓝色差[23]。在杨梅果实发育过程中, 东魁的L* 先缓慢增大再迅速减小, a* 在转白期后迅速增大, 直至稳定。而水晶种L* 一直缓慢增大, a* 基本不变。表明幼果期东魁和水晶种的果实颜色均偏向绿色, 东魁果实颜色由暗先变亮再变暗, 这是因为在果实发育过程中, 东魁果实颜色经历了由绿色变白后变红, 且红色逐渐加深的过程, 红色加深的过程使果面颜色变暗。而水晶种果实由绿色变白后无明显变红过程, 成熟时水晶种果实表面为白色, 果实颜色由暗变亮后再无持续变暗的过程, 这与肉眼直接观察到果面颜色的变化一致。在整个果实发育过程中, 水晶种和东魁的黄蓝值b* 变化规律基本一致, 均经历了先变小, 后迅速增大, 再逐渐减小直至稳定的过程; 显示了杨梅果实发育过程中颜色由蓝变黄的统一规律。

本实验通过对水晶种和东魁果实发育过程中颜色变化规律的研究, 发现白梅类与红梅类在不同发育时期(不同成熟度)果实的颜色变化规律不同, 其中色泽比a* /b* 可作为果实成熟的量化参考指标, 对白杨梅的成熟期进行预测, 同时为杨梅果实的适时采收提供参考依据。

The authors have declared that no competing interests exist.