CN102715387B - 一种采后诱导红色砂梨着色的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采后诱导红色砂梨着色的方法，包括：将达到生理成熟期未着色的砂梨置于如下环境条件下5～10天：（1）温度为12℃～22℃；（2）相对湿度为70～90%；（3）UV-B光强为0.1～0.5μmol·m-2·s-1，白光光强为250～550μmol·m-2·s-1；所述红色砂梨的品种为“满天红”或“美人酥”。该方法专用于促进红色砂梨果实着色，能够更为有效地诱导红色砂梨果实中花青苷合成，提高其外观品质，该方法比现有技术效果更佳，更具有针对性，本发明设计合理，操作简便，投入和运行成本均较低，适合大规模操作。
Description
技术领域
本发明涉及水果着色技术领域，尤其涉及一种红色砂梨采后着色方法。
背景技术
砂梨（Pyrus pyrifolia Nakai）原产我国，是东亚地区栽培最广的类型（滕元文、柴明良，李秀根.2004.梨属植物分类的历史回顾及新进展.果树学报21:252-257.）。砂梨果实成熟时，果皮色泽一般为黄绿色（或绿色、黄色）、褐色或红色，其中黄绿色最为常见（滕元文，沈玉英，周先章.2005.砂梨果皮锈斑成因及解决对策.中国南方果树34:52-56.）。与其他两种果皮色泽相比，红色果皮的类型相对较少，如中国国家种质资源武汉砂梨圃早期收集到的国内外砂梨品种资源共304份，红梨资源仅有8份（张文炳，张浚如，李学林，舒群.1997.云南红皮梨种质资源及其利用.中国南方果树26:38-39.）。果树种质资源目录（第一集和第二集）中共记载652个梨品种，其中红梨（包括淡红）的品种为89个，仅占13.6%。随着消费者对梨果实需求的多样化和特色化，红色梨的比重将会增加。
近年来，以原产云南的著名的红色砂梨地方品种“火把梨”为亲本育成的新品种已在国内很多地方引种栽培。其中，尤以“满天红”和“美人酥”两大红色砂梨品种栽培面积最大，商业价值最高。然而，在生产中却发现，它们的着色在各生产区表现不一致，同一产区的不同果园、甚至同一果园的不同年份其着色也存在差异，严重影响了果实特有外观品质的展现，直接导致其经济效益的下降。
红色砂梨为我国特有，其栽培在世界范围内没有先例，生产中调控红色砂梨着色的措施极其匮乏。曾有研究者利用果实套袋技术调控红色砂梨的着色，据此提出了获得红色砂梨着色最佳的套袋方案：盛花后一个月内套上小白袋，一个月后套上不透光的果袋，直到果实成熟前10天左右去除曝光（Huang C H,YuB,Teng Y W，Su J,Shu Q,Cheng Z Q,Zeng L Q.2009.Effects of fruit bagging oncoloring and related physiology,and qualities of red Chinese sand pears during fruitmaturation.Scientia Horticulturae 121,149-158），但是套袋技术主要是在采前对红色砂梨进行着色调控，着色的好坏很大程度受到摘袋后天气的影响。滕元文等（CN 102150819A）开发了一种红色砂梨采后着色装置及方法，但该技术体系以云南地方红色砂梨品种“云红梨1号”为主要试材，并未公开诱导“满天红”和“美人酥”最佳着色光温条件。
苹果上的相关研究表明，不同苹果品种对温度的响应有所不同，对多数苹果而言，低温有利于诱导其果皮花青苷的积累，高温则反之。低温（17℃）条件下UV-B/白光诱导苹果“Iwai”、“Sansa”、“Tsugaru”、“Homei Tsugaru”和“Akane”着色效应显著优于高温（27℃）（Ubi,B.E.,Honda,C.,Bessho,H.,Kondo,S.,Wada,M.,Kobayashi,S.,Moriguchi,T.,2006,Expression analysis of anthocyaninbiosynthetic genes in apple skin,Effect of UV-B and temperature.Plant Science170,571-578.）。高温不利于苹果“Mondial Gala”和“Royal Gala”果皮花青苷的积累（Lin-Wang,K.,Micheletti,D.,Palmer,J.,Volz,R.,Lozano,L.,Espley,R.,Hellens,R.P.,ChagnE,D.,Rowan,D.D.,Troggio,M.,Iglesias,I.,Allan,A.C.,2011.Hightemperature reduces apple fruit colour via modulation of the anthocyanin regulatorycomplex.Plant Cell Environ 34,1176-1190.）。然而，Arakawa研究发现高温（25℃）条件下UV-B/白光诱导“Jonathan”着色效应显著优于低温（15℃）。
苹果上研究发现，光质和光强都会对花青苷的合成产生重要影响。完全不照光的苹果能够正常成熟，但却没有花青苷的合成（Ju,Z.G.,1998.Fruit bagging,a useful method for studying anthocyanin synthesis and gene expression in apples.Scientia Horticulturae 77,155-164.）。不同光质在诱导苹果花青苷合成的效应上存在较大差异，一些光质间还存在显著的互作增益作用。对红色系苹果的研究表明，对花青苷合成最有效的是紫外光（UV），白光基本没有作用（Arakawa,O.,1988b.Photoregulation of anthocyanin synthesis in apple fruits under UV-B and redlight.Plant cell physiology 29:1385-1390；Ubi,B.E.,Honda,C.,Bessho,H.,Kondo,S.,Wada,M.,Kobayashi,S.,Moriguchi,T，2006.Expression analysis of anthocyaninbiosynthetic genes in apple skin,Effect of UV-B and temperature.Plant Science 170,571-578.），且紫外光中的UV-B（280-320nm）要比UV-A（320-390nm）更易促进花青苷合成（Saure,M.C.,1990.External control of anthocyanin formation inapple.Scientia Horticulturae 42:181-218.）。Arakawa（Arakawa,O.,1988b.Photoregulation of anthocyanin synthesis in apple fruits under UV-B and red light.Plant cell physiology 29:1385-1390）发现在诱导苹果花青苷积累上，UV-B和红光，UV-B和白光间存在显著互作增益现象。光强影响果实花青苷的合成，树冠外围的苹果果实明显比内膛的要红，原因是光照强度高（高华君，王少敏，王尚勇.2004.不同品系和光照对套袋苹果品质的影响.河北果树2:7-8.）。
公开号为“CN 102150819A”公开了一种红色砂梨采后着色装置及方法，该方法将达到生理成熟期未着色的砂梨置于UV-B光强为1～2μmol·m-2·s-1、白光光强为3～4μmol·m-2·s-，平均温度为25～29℃、平均相对湿度55～75%的环境下静置5～10天，利用该方法可以获得着色较为充分、稳定且均一的果实，但诱导“满天红”和“美人酥”着色效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种采后诱导红色砂梨着色的方法，解决了红色砂梨栽培育种中存在的砂梨果实着色不充分，不稳定，进而影响果实外观品质，市场价值低的问题。
一种采后诱导红色砂梨着色的方法，包括：将达到生理成熟期未着色的砂梨置于如下环境条件下5～10天：
（1）温度为12℃～22℃；
（2）相对湿度为70～90%；
（3）UV-B光强0.2～0.5μmol·m-2·s-1，白光光强450～550μmol·m-2·s-1；
所述红色砂梨的品种为“满天红”或“美人酥”。
花青苷是一种重要的植物天然色素，其合成是一系列酶促反应，温度过高，酶钝化，不利于花青苷的生物合成，试验证明温度在12～17℃有助于花青苷的合成和积累。
对于“满天红”来说，在17～32℃的温度范围内，果实花青苷含量随温度的升高而降低，在17℃时其含量达到最大值，为5.03mg Cy-3-gla 100g-1FW。
对于“美人酥”而言，在12～32℃的温度范围内，果实花青苷含量随温度的升高而降低，在12℃处理条件下，其含量达到最大值5.43mg Cy-3-gla 100g-1FW。
相对湿度大小对红色砂梨的存放有重要影响，空气干燥会加快水果水分蒸发，引起皱皮或腐烂，湿度太大也不利于砂梨的存放，80%的相对湿度为红色砂梨保存的较优选择。
光照是影响花青苷合成最重要的外部因子之一。光照可以激活光敏色素，促进酶的合成或活化，提高碳水化合物的含量。花青苷相关生物合成酶如：PAL、CHS、DFR和UFGT等都是光调节酶，光照可以诱导这些酶活性的提高，促进花青苷积累和果实着色，其中光照的强度及光质都是影响红色砂梨着色的重要因素，优选的，对于品种为“满天红”时，所述UV-B光强为0.2～0.3μmol·m-2·s-1，所述白光光强为500～550μmol·m-2·s-1，在该范围，红色砂梨着色效果更佳，根据实施例的实验数据，UV-B光强为0.28μmol·m-2·s-1，白光光强为504μmol·m-2·s-1条件下，着色效果最佳。
花青苷的生物合成受光照、温度、相对湿度多种因素的影响，在上述光强条件下，选择温度为17℃，相对湿度为80%，有助于砂梨花青苷的生物合成。
本发明方法在红色砂梨果实采收后，将其置于光照、温度和湿度可控的环境，连续照射一段时间即可获得着色较为充分、稳定且均一的果实，专用于促进红色砂梨果实着色，能够更为有效诱导红色砂梨果实花青苷合成，提高其外观品质，该方法比现有技术效果更佳，更具有针对性，本发明设计合理，操作简便，投入和运行成本均较低，适合大规模操作。
附图说明
图1为实施例1中“满天红”和“美人酥”在6个不同温度下照射10天后的颜色对比图；
图2为实施例1中“满天红”和“美人酥”在6个不同温度下照射10天后的色泽参数柱形图；
图3为实施例1中“满天红”和“美人酥”在6个不同温度下照射10天后的花青苷含量柱形图；
图4为实施例2中“满天红”在6种光照处理10天后的颜色对比图；
图5为实施例2中“满天红”在6种光照处理10天后的色泽参数柱形图；
图6为实施例2中“满天红”在6种光照处理10天后的花青苷含量柱形图。
具体实施方式
红色砂梨品种“美人酥”和“满天红”果实，于2011年采自河南省郑州市荥阳金地果树良种示范场果园，在盛花后40天给果实套上不透光双层果袋，直至达到生理成熟期。成熟果实采收后立即运回实验室，挑选大小均一、无机械伤、无裂果、无病虫和无腐烂的果实用作处理。
然后将果实置于顶置光型植物生长室（杭州泽大仪器有限公司，AGC-D002Z，中国）中处理10d。生长室的设定条件如下：光源离果面高度为0.8±0.2m，人工光源包括2个9W中波紫外线（UV-B，280-315nm）光源（飞利浦，PL-S 9W/12，荷兰）和8个36W普通日光灯（FSL T836W/765，中国）光源；相对湿度80±6%；温度条件设定因品种而异，“美人酥”和“满天红”分别为12±1℃和17±1℃。
处理10d后取样，测定果实的色差后，用削皮器分离果实近光面的果皮，立即置于液氮中速冻，按所测指标的需求量分装成袋，保存在-80℃，果皮用于花青苷含量的测定。
实施例1
2011年，以采自河南省郑州市荥阳金地果树良种示范场果园的红色砂梨品种“美人酥”和“满天红”果实为材料，对“美人酥”和“满天红”最佳着色温度条件进行研究。选择树龄、生长势和负载量基本一致的6株“美人酥”和“满天红”挂牌作为试验用树，于盛花后40d在每株树的外围挑选30个果形大小和着生部位等基本一致的幼果套上不透光的双层纸质果袋直至采收。
成熟果实采收后立即运回实验室，挑选大小均一、无机械伤、无裂果、无病虫和无腐烂的果实用作处理。试验处理如下：将果实置于顶置光型植物生长室（杭州泽大仪器有限公司，AGC-D002Z，中国）中处理10d。生长室的设定条件如下：光源离果面高度为0.8m，人工光源包括2个9W中波紫外线（UV-B，280-315nm）光源（飞利浦，PL-S 9W/12，荷兰）和4个36W普通日光灯（FSLT8 36W/765，中国）光源；相对湿度80±6%；温度条件设6个温度处理，包括5个恒温（12℃、17℃、22℃、27℃、32℃）和1个变温（27±6℃，即在每日24小时内由21℃逐步升至33℃，再由33℃逐步降至21℃）处理。试验设3组重复，每组10个果实。处理10d后取样，测定果实的色差后，用土豆削皮器分离果实近光面的果皮，立即置于液氮中速冻，按所测指标的需求量分装成袋，保存在-80℃，果皮用于花青苷含量的测定(采用PH值示差法)。
结果表明：从肉眼观察来看，未处理的红色砂梨“美人酥”和“满天红”底色较淡，呈现黄白色（图1）。处理后，除“美人酥”在27℃和32℃以及“满天红”在32℃处理条件下，没有出现肉眼可见的着色外，其余处理均出现不同程度的着色，但在不同温度处理条件下，色泽存在显著差异（图1）。“满天红”和“美人酥”之间也存在差异，两者的最佳着色温度分别为17℃和12℃。此外，两者的着色范围也不一致，“满天红”在12℃、17℃、22℃和27℃均能着色，而“美人酥”仅在12℃、17℃和22℃呈现出肉眼可见的红色（图1）。红色砂梨“满天红”和“美人酥”在27℃变温和恒温处理条件下的着色均不佳，但总体来看，变温优于恒温（图1），这与色泽参数的测定结果相一致（图2）。
“满天红”和“美人酥”花青苷含量的最大值分别出现在17℃和12℃处理条件下，分别达到5.03mg Cy-3-gla 100g-1FW和5.43mg Cy-3-gla 100g-1FW（图3）。“满天红”和“美人酥”在不同温度处理条件下花青苷积累量以及其随温度的变化趋势也不同，对于“满天红”来说，在17～32℃的温度范围内，随温度的升高而降低；对于“美人酥”而言，在12～32℃的温度范围内，随温度的升高而降低，“满天红”和“美人酥”花青苷含量在32℃处理条件下为最低，分别为0.52mg Cy-3-gla100g-1FW和0.09mg Cy-3-gla 100g-1FW（图3）。总体而言，27℃变温略优于恒温，但两者的差异未达到显著水平（图3）。
实施例2
2011年，以采自河南省郑州市荥阳金地果树良种示范场果园的红色砂梨品种“满天红”果实为材料，对“满天红”最佳着色光照条件进行研究。选择树龄、生长势和负载量基本一致的6株“满天红”挂牌作为试验用树，于盛花后40d在每株树的外围挑选30个果形大小和着生部位等基本一致的幼果套上不透光的双层纸质果袋直至采收。
成熟果实采收后立即运回实验室，挑选大小均一、无机械伤、无裂果、无病虫和无腐烂的果实用作处理。试验处理如下：将果实置于顶置光型植物生长室（杭州泽大仪器有限公司，AGC-D002Z，中国）中进行10d处理。生长室的设定条件如下：相对湿度80±5%；恒温17±1℃；人工光源采用9W中波紫外线（UV-B，280-315nm）光源（飞利浦，PL-S 9W/12，荷兰）和36W普通日光灯（FSL T8 36W/765，中国）光源，光源离果面高度为0.8m，具体为：1）不照光；2）2个9W UV-B光源，无白光；3）无UV-B，8个36W白光光源；4）1个9W UV-B光源，4个36W白光光源；5）2个9W UV-B光源，4个36W白光光源；6）2个9W UV-B光源，8个36W白光光源，6种光照处理梨果面的UV-B和白光的光强分别为：1）0和0μmol·m-2·s-1；2）0.28和0μmol·m-2·s-1；3）0和504.00μmol·m-2·s-1；4）0.14和252.00μmol·m-2·s-1；5）0.28和252.00μmol·m-2·s-1；6）0.28和504.00μmol·m-2·s-1（TES，1332A，中国）。试验设3组重复，每组10个果实。处理10d后取样，测定果实的色差后，用土豆削皮器分离果实近光面的果皮，立即置于液氮中速冻，按所测指标的需求量分装成袋，保存在-80℃，果皮用于花青苷含量的测定。
结果表明：不同光质对红色砂梨的诱导效果不同，单独白光能够诱导“满天红”产生轻微着色，而单独UV-B未能诱导“满天红”着色，色泽参数几乎未发生变化，这说明UV-B和白光对着色的诱导效应不同（图4和图5）。
光强对红色砂梨着色具有重要影响，本试验中，同时使用4个白光光源的前提下，2个UV-B光源较1个具有更好的诱导效果，色泽参数C值更大，而亮度L*和色调角ho值更小，这说明UV-B的强度对红色砂梨着色具有重要影响；类似地，同时使用2个UV-B光源的前提下，8个白光光源较4个具有更好的诱导效果，色泽参数C值更大，而L*和ho值更小，说明白光的强度对红色砂梨着色具有重要影响（图4和图5）。在一定的范围内，光强越强，诱导效果越好。
UV-B和白光具有显著地互作增益现象，本研究结果表明，2个UV-B光源和8个白光光源同时使用较单独使用相同强度的任一光源均具有更好的诱导效果，色泽参数C值更大，而L*和ho值更小（图4和图5）。花青苷含量与色泽一致，单独UV-B仅能诱导“满天红”产生微量积累，花青苷最终含量仅为0.12mgCy-3-gla 100g-1FW，单独白光显著优于UV-B，花青苷最终含量达到1.14mgCy-3-gla 100g-1FW（图6）。本试验中，同时使用4个白光光源的前提下，2个UV-B光源诱导花青苷积累量较1个UV-B光源高20.47%，类似地，同时使用2个UV-B光源的前提下，8个白光光源诱导花青苷积累量较4个白光光源高48.11%（图6）。UV-B和白光在诱导红色砂梨“满天红”果皮花青苷积累存在显著地互作增益作用，UV-B和白光光源同时使用较单独任一光源具有更好的诱导效果，提高花青苷含量均达到6倍以上（图6）。
Claims (6)
1.一种采后诱导红色砂梨着色的方法，所述红色砂梨的品种为“满天红”或“美人酥”，所述方法包括：将达到生理成熟期未着色的砂梨置于如下环境条件下5～10天：
（1）温度为12℃～17℃；
（2）相对湿度为70～90%；
（3）所述红色砂梨的品种为“美人酥”时，UV-B光强为0.1～0.5μmol·m-2·s-1，白光光强为250～550μmol·m-2·s-1；所述红色砂梨的品种为“满天红”时，所述UV-B光强为0.2～0.3μmol·m-2·s-1，所述白光光强为500～550μmol·m-2·s-1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红色砂梨的品种为“满天红”，所述温度为17℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红色砂梨的品种为“美人酥”，所述温度为12℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相对湿度为80%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述红色砂梨的品种为“满天红”时，所述UV-B光强为0.28μmol·m-2·s-1，所述白光光强为504μmol·m-2·s-1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述温度为17℃，所述相对湿度为80%。
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