龍眼成熟過程中外觀色澤與品質變化及其相關性分析

周煜棉， 蔡小林， 潘介春， 劉紅紅

(廣西大學農學院，廣西南寧 530004)

龍眼(DimocarpuslonganLour.)是我國南方特色水果之一，果實清甜可口，營養豐富[1]。石硤是廣西主栽品種之一，其成熟期為7月下旬至8月上旬，適逢高溫暑熱，成熟快、采收期短、完熟后退糖是其重要的成熟特征[1]。因此實現果實品質的實時監測具有重要意義。

果實外觀色澤分肉眼測度和儀器測量，前者主要以語言描述為主，如偏紅、偏黃或黃綠、果面光滑有亮澤，后者則將色澤數字化，以數值形式表示，具有較高的客觀性、公正性及直觀性[2]。色差是對個體色澤差異的一種儀器度量方式[2]，因而色差計可以簡便快速且無損檢測，在對蝦新鮮度檢驗[3]、木材加工[4]、茶葉分級[5]、農作物育種[6]等多個領域廣泛應用。目前國際上通常采用亨特(Hunter)Lab標度來檢測色澤，并由Lab值建立HSI顏色模型，模型的標準參數包括色調(Hue，簡稱H)、飽和度(Chroma，簡稱C)和明度(Value，簡稱L)[7]。前人研究結果表明，色差值與色素含量之間相關性較高，如李果實亮度(L)、果肉色調角(H°)分別與果皮、果肉中花色素苷、類胡蘿卜素含量均呈顯著負相關和極顯著負相關關系[8]；芒果果皮a*值與β-類胡蘿卜素含量呈極顯著正相關，b*值與玉米黃質、α-胡蘿卜素含量呈顯著正相關，色彩飽和度c*與番茄紅素呈極顯著正相關[9]；草莓中花色苷與亮度L、b呈負相關，與a*、c*呈正相關[10]。因此理論上可以通過外觀色澤變化較為準確地了解果實內在品質動態變化。有研究表明，塔羅科血橙果實可溶性固形物含量、固酸比、維生素C含量與果面色差L*、b*值均呈極顯著負相關，與a*值呈顯著正相關[13]；但也有研究表明，色差值與果實品質關系不大，如芒果果肉單糖含量與果實色差關系不顯著[9]。可見不同水果種類間色澤與果實品質關系存在差異。

龍眼果皮色澤變化以肉眼辨別較為困難，鄭少泉將龍眼果皮顏色通過色差計測量以數值的形式直觀地了解到龍眼果皮色澤的動態變化[14]。龍眼果皮色澤與果實品質變化前人也有報道[15]，但未見將成熟期果皮色澤與品質變化及其相關性整體分析的報道，基于此本試驗研究了龍眼果成熟過程中(假種皮包核后至果實成熟)果皮色澤參數與果實品質動態變化，并通過皮爾遜相關系數和多元逐步回歸分析了兩者的關系，以期為應用果皮外觀色澤參數快速估測龍眼果實內在品質情況提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和地點

試驗于2016年6—8月，在廣西大學農學院果樹豐產園進行，選擇正常管理、樹勢一致、無病蟲害的4株石硤龍眼，樹齡為30年，株行距5 m×4 m。

1.2 試驗設計

在每株樹的東、西、南、北方向各選擇4個果穗，掛牌標記，其中每個方向的2個果穗每7 d采樣1次用于果實成熟階段色澤參數及果實品質指標的測定。開花時間為4月5日。采樣日期為2016年6月30日至8月4日。果實成熟為花后122 d，即8月4日。試驗進行4次重復。

1.3 指標測定

1.3.1 色澤參數測定 每個果實測量2次赤道線上的不同部位，用深圳三恩馳色差計測定果皮色差值(L*、a*、b*)，并以測得的a*值、b*值計算色彩飽和度(C值)和色度角(h°)。C值計算公式為：C=[(a*)2+(b*)2]1/2。色度角計算公式為：h°=arctan(b*/a*)/6.282 3×360°(a*≥0且b*≥0)；h°=arctan(b*/a*)/6.282 3×360°+180°(a*<0且b*>0)[16]。

1.3.2 品質指標測定 用萬分之一電子天平測定果實質量；用手持式糖度計測定果肉可溶性固形物(TSS)含量；用酸堿滴定法測定果實可滴定酸(TA)含量[17]，并計算固酸比 TSS/TA；用2，6-二氯靛酚法測定果實維生素C含量[17]。

1.4 數據分析

用WPS、Excel進行數據統計與制圖，用IBM SPSS 19.0進行顯著性分析、相關性分析和多元逐步回歸分析。

2 結果與分析

2.1 龍眼成熟過程中色澤參數變化

2.1.1 亮度值L*變化 圖1表明，成熟階段果皮亮度值L*先升后降，至花后108 d左右達到最高值55.73，下降過程變化緩和，采摘時果皮L*與花后108 d相比，下降了3.30%。L*值上升階段不同成熟期差異顯著(P<0.05，下同)，這與果面迅速轉黃有關[15]；而L*值下降階段各成熟期(花后115、122 d)差異不顯著。

2.1.2 紅綠值a*、黃藍值b*變化 由圖2可知，整個成熟過程中，a*值呈現上升趨勢。花后115、122 d與花后108 d果面a*存在顯著性差異，花后108 d與花后94、101 d果面a*差異顯著，花后87、94 d與花后101 d果面a*差異顯著。前期的顯著差異性可能與葉綠素加速分解有關，而后期則可能與類胡蘿卜素迅速積累有關。

由圖3可見，b*值變化與L*值變化較為相似，也表現出先升后降的趨勢，且成熟階段b*值也以花后108 d達最高值36.56，且花后87、94 d及花后115 d和采摘當天分別達到顯著差異水平，此時為果皮迅速退綠轉黃期，其他各成熟期差異不顯著；但花后101 d黃藍值b*略有下降，這與該日采摘 2 h 前降水有關還是與果皮內在色素積累變化有關，還需進一步研究。

2.1.3 綜合色澤(色度角h°、色彩飽和度C)變化 由圖4可見，色彩飽和度C值總體變化與黃藍值b*變化趨勢較為一致，為先升后降。成熟過程中，C值整體為增加的趨勢，說明果面顏色越鮮明，果皮顏色越趨于黃色，實際果皮色彩也由黃綠相間漸趨為單一的黃色，花后94 d比花后87 d增加了26.27%。至花后108 d達最高值而后快速下降，這主要與b*值下降較快有關。

圖5表明，整個成熟過程中h°一直呈現下降趨勢，成熟階段h°下降較快，花后87、94 d及花后94、101 d下降不顯著，而花后108、115 d至采摘當日均呈顯著下降趨勢，果皮顏色實際變化也表現出綠色、黃綠色、淡黃色、棕黃色的變化。

2.2 單果質量和品質變化

2.2.1 單果質量變化 如圖6所示，龍眼單果質量的變化曲線為一直上升，以采摘當天為分界點。在成熟過程中，果實不斷積累水分和養分，表現為質量累積、單果質量增加。在成熟前期(采前35 d至花后94 d)為假種皮迅速增長階段，差異達到顯著水平，花后101 d至花后115 d均呈顯著增加趨勢，單果質量累積速率較快，此時也是采取相應栽培措施(施肥、灌水等)的關鍵期。

2.2.2 內在品質變化 可溶性固形物、可滴定酸含量與果實風味品質密切相關。可溶性固形物主要指可溶性糖類，可以衡量水果成熟情況。由圖7所示，在整個成熟過程中，可溶性固形物含量總體呈增加的趨勢，成熟前期可溶性固形物均表現顯著增加趨勢，其中花后94 d比花后87 d增加50.18%且表現增加速率最快，花后108 d后可溶性固形物累積速率緩慢，此時接近成熟。

由圖8可知，可滴定酸含量的變化采前與可溶性固形物變化相反，表現出可滴定酸含量持續下降，但各成熟期間差異多不顯著，花后115 d至采摘當日可滴定酸含量下降33.33%且表現最快。

由圖9可知，固酸比是果實風味品質綜合指標，該值更能全面反映果實風味情況。成熟期間，固酸比快速上升，在成熟前期和后期增加速度較快，達到顯著水平，前期主要與TSS快速積累而酸含量下降有關，后期則是酸含量下降起主導作用。

由圖10可知，維生素C在整個成熟期間動態變化曲線表現為先升后降，其成熟階段積累較快，各采樣日間均達顯著差異，花后108 d達最高含量，為0.43 mg/g，而后下降至采摘日的0.34 mg/g，降幅達20.93%，這與林河通等的試驗結果[18]相似。

2.3 龍眼果皮色澤與內在品質相關性及多元逐步回歸分析

2.3.1 相關性分析 由表1可知，亮度值L*和紅綠值a*與單果質量、可溶性固形物含量、固酸比及維生素C含量呈極顯著正相關，L*值與可滴定酸含量呈顯著負相關，a*值與可滴定酸含量呈極顯著負相關；此外，黃藍值b*與可溶性固形物含量和維生素C含量呈極顯著正相關；而色度角h°與單果質量、可溶性固形物含量及固酸比呈極顯著負相關，與維生素C含量顯著負相關，與可滴定酸含量呈極顯著正相關；色彩飽和度C與可溶性固形物含量和維生素C含量呈極顯著正相關，與單果質量成顯著正相關。

表1龍眼成熟期間果皮色澤與果實品質相關性

注：“ *”“**”分別表示在0.05、0.01水平上顯著相關。下表同。

2.3.2 多元逐步回歸分析 由以上相關性分析結果可知，果皮色澤參數與果實品質之間關系密切，為進一步準確描述其間存在的相關性，分別以單果質量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、固酸比和維生素C含量作為因變量，5個色澤參數作為協變量進行逐步回歸分析，建立典型回歸方程(表2)。在試驗統計中，由F值、P值和決定系數R2綜合判定，由單果質量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量和維生素C含量為因變量建立的線性回歸方程擬合程度均達極顯著水平，而由固酸比為因變量建立的線性回歸方程擬合程度達顯著水平。標準偏回歸系數越大說明該變量對因變量的決定作用越大[19]，可知單果質量主要由a*、C和h°決定，且h°的標準回歸系數最大，其次為a*，最后是C；可滴定酸含量僅由h°決定；可溶性固形物含量由L*、a*、h°和C決定，a*和h°為負效應，而L*和C的影響力相對較小；固酸比由h°和C決定；維生素C含量只由L*決定。Durbin-Watson統計量越接近于2說明線性回歸模型的模擬效果越好，其中以維生素C含量為因變量建立的線性回歸方程DW值為2.041，最接近2，其次為單果質量(DW值為2.145)，而可滴定酸含量的線性回歸模型的DW值(2.559)距離2最遠，這說明龍眼可滴定酸含量與果皮色澤有相關性，但并不是簡單的線性回歸關系。

表2多元線性逐步回歸分析

3 討論與結論

果實發育成熟階段色澤參數總體趨于果實特征色澤變化，如蘋果成熟階段果皮L*、a*值整體呈上升趨勢，表現果面越亮，果皮轉紅[20]，菠蘿果肉橙紅色和橙黃色轉變與a*、b*上升趨勢一致[21]。本試驗結果表明，在果實成熟過程中色澤參數的變化與果實色澤特征變化相符。亮度值L*、黃藍值b*及色彩飽和度C值總體表現為先升后降，且都以花后 108 d 為轉折點，這可能與肉眼度量的色澤判斷果實晚熟存在較大誤差有關；a*值表現為一直上升而色度角h°表現為一直下降，該試驗結果色澤變化與上述色澤變化規律較為一致，該結果也與張靜對“東壁”和“福眼”龍眼上觀測結果[15]較為一致；單果質量、可溶性固形物含量、固酸比表現為一直上升；可滴定酸表現為一直下降；維生素C含量呈現先升后降，此結果與龍眼成熟過程中主要表現出糖、維生素C含量增加，酸含量下降基本相符[15]。

相關性分析表明，在成熟過程中，單果質量、可溶性固形物含量、固酸比表現為一直上升，與紅綠值a*表現一致；可滴定酸含量表現為一直下降，與色度角h°表現一致；維生素C含量呈現先升后降，與亮度值L*變化基本相符；亮度值L*、紅綠值a*和色度角h°與單果質量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比及維生素C含量呈顯著或極顯著相關；亮度值L*、紅綠值a*和色度角h°基本能反映龍眼果實品質變化。

逐步回歸線性方程分析表明，龍眼成熟期間色澤參數與果實品質相關性顯著，表現出果皮色澤與果肉品質同步發育，多元逐步回歸分析結果表明，單果質量和果實內在品質可以通過不同色澤參數反映出來，且反映程度較高。各線性回歸方程擬合度均達顯著或極顯著水平，由色澤參數所得的單果質量、可溶性固形物含量及維生素C含量線性回歸模型具有很好的擬合度。

色澤是果實外觀品質重要組成部分，直接影響到果實的商品價值，是消費者判斷果實是否新鮮的重要標志[22]。通過色澤的變化可以初步了解果實生長發育[23-25]。基于果面色澤快速判別果實品質變化而建立果實成熟期間果實顏色動力學，有助于通過色澤變化實時監控果實品質變化情況，為初步預測龍眼果實成熟提供依據，已在桃[26-27]、蘋果[28]、梨[28]、荔枝[30]、辣椒[31]等果蔬果實成熟過程中有所研究。本研究僅初步探討了常溫條件下龍眼成熟過程果皮色澤顏色變化，以及整體分析了成熟階段色澤和品質變化及其關系，而龍眼成熟期間受多環境因子影響，因此建立單一環境或交互環境下(溫濕度、O2濃度、光照度等)顏色動力學方程預測果實品質變化是下一步的研究工作。

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