CN104542712B - 一种促进果实着色的增色剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种果实增色剂及其采用该果实增色剂促进果实增色的方法，该果实增色剂含有虾青素，也可含有光合细菌、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂中的一种或多种，在谢花后到果实采收前1天在叶片和果实表面喷施上述果实增色剂1‑5遍，直接喷在果实上比喷施在叶面上效果更明显。该方法果实中无有害物质残留,且糖度及硬度都有所提高。该发明适用于苹果、葡萄、樱桃、大枣、草莓、杨梅、柑橘、西红柿、红辣椒等果实。对提高外观及内在品质，提升果品价值及增加出口量，提高农民收入，具有非常重要的意义。

Description

一种促进果实着色的增色剂

技术领域

本发明涉及一种促进植物果实着色的增色剂，以及采用该果实增色剂促进果实着色的方法，属于农业生产领域。

背景技术

果实的外观颜色是许多着色型水果如苹果、梨、桃、葡萄等的重要品质指标，也是其果实商品性优劣的重要体现。我国水果之所以出口数量少，出口价格低，其重要原因就是果实外观品质不高。我国果树面积以年均9％左右的速度稳步增长。从1994年开始，我国果树栽培面积和总数量均已稳居世界第一，2003年，我国果树生产面积达到943.67万hm，占世界果树面积的18％；总产量7551.5万吨，占世界总产量的15.7％。然而我国水果出口量仅有148.7万吨，出口率尚不到2％，而且出口平均单价仅为0.31美元/kg，是世界水果出口平均单价的63％。目前国外的水果大举进入我国果品市场，对我国国产水果生产造成很大冲击。

促进果实着色，改善外观近年来普遍受到重视，目前的方法主要有：改善树体光照条件、控制氮肥、增施磷钾肥、套袋、摘叶、转果、铺反光膜等。

改善外观颜色与内在品质的一种最简单且切实可行的方法就是喷布植物生长调节物质。20世纪30年代有人建议喷布硫氰酸盐可以促进果实着色，但是后来发现，硫氰酸盐喷布不当会造成严重的叶片药害。硫代硫酸盐可使柑橘增色，但是效果不是特别满意。60年代又有人提出，B9可以促进苹果花青素积累，6-BA,脱落酸，GA3，烯效唑可促使果实着色，然而近年来人们对食品安全问题的关注，使得此类植物生长调节剂的使用已经十分谨慎。乙烯利安全无毒，可以促进苹果着色，但会导致苹果耐贮性下降。试验研究表明，天然芸苔素、茉莉酸酯在葡萄上色中取得了一定的效果，金雀异黄素可使果实颜色增红着色。到目前为止虽然有不少科研人员做了不少的试验，但真正投入使用的植物生长调节剂很少，要不着色效果不明显，要不易引起一些副作用。

改善果实外观及提高果实内在品质，在当前是关系到我国果实在国际市场竞争力的关键，直接影响到我国果业的发展。苹果的红色浓淡对其价值也有较大影响,尤其在国际市场上果实色泽几乎成了价值的标志。色泽较红能有效提高竞销能力,而且色调愈红售价愈高。因此,人们都希望生产出更多的外型美观,色红质优的苹果,满足国内外广大消费者的需要。

1、市场需求巨大

据统计中国果树收获面积为1.6亿亩，总产量达8700万吨，成为我国种植业中继粮食、蔬菜之后的第三大支柱产业。该项目研制成功后，市场潜在需求量达数千万吨。

2、经济社会效益显著，产业化前景广阔

目前由于果实品质较差，出口率尚不到2％,而且出口平均单价仅为0.31美元/kg,是世界水果出口平均单价的63％。采用本项目产品后，果品外观品质、内在质量都获得显著提高，如果按价格提高10％计算，平均每千克增加约0.2元，则每吨增加200元，一年增加收入160亿元，这对提高农民收入，解决农民生活问题将有着及其重大和深远的意义。

3、环保安全

本项目所添加物质不含激素类及其它有害物质，全部环保安全，不会对人畜造成危害，符合食品安全，且对果品后期的储存有益无害。这也是与其它着色类产品的最大区别与进步。

因此需要寻找新的环保、安全、高效、无毒、经济、方便的方法，在改善果实外观的同时，又能够改善果实的内在品质，如改善口味，提高糖度等。在满足上述要求下，还要保证安全无毒，对人体无危害，对果品本身也无损害。

虾青素(Astaxanthin)是一种具有水溶性和亲脂性的鲜红色色素，也是唯一能通过血脑屏障的类胡萝卜素，属酮式类胡萝卜素。其化学名称是3,3’-二羟基-4,4’-二酮基-β-类胡萝卜素；分子式通式为：C₄₀H₅₂O₄；分子量为596.86。虾青素分子由4个异戊二烯单位以共轭双键形式连接，两端有2个异戊二烯单位组成六节环结构。虾青素分子中，含很长的共轭双键，有羟基和在共轭双键链末端的不饱和酮，其中的羟基和酮基又构成α-羟基酮，由此构成共轭不饱和双键系统。

上述特殊的分子结构使虾青素极易与自由基反应，从而清除自由基。因此，虾青素不但具有独特的着色功能，而且具备超强的抗氧化特性和多种生物活性。其抗氧化活性比β-类胡萝卜素高10倍以上，比维生素E的抑制脂质过氧化反应特性高100倍以上，被誉为“超级抗氧化剂”，可大幅提高机体免疫力，具有显著的抗衰老作用。天然虾青素的稳定性、抗氧化活性、生物利用安全性及生物效价等性能均明显优于人工合成产品。鉴于虾青素卓越的生理功能，其已被广泛应用于食品、医药、化妆品、水产养殖等领域。

雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)是一种单细胞微藻,隶属绿藻门、团藻目、红球藻科、红球藻属(殷明焱等,1998),是公认自然界中生产天然虾青素的最好生物来源,在极佳的培养条件下,雨生红球藻的虾青素含量可达3％以上,远高于红酵母和其他微生物,因此利用雨生红球藻提取虾青素,具有广阔的发展前景,极具大规模工业化生产潜力,已成为各国研究的热点。但是由于其细胞壁较厚,加大了从中提取虾青素的难度,也降低了藻粉直接作饵料的利用率。所以在使用前必须将其细胞壁进行破碎(破壁)(Sommer etal,1991)。

小球藻(Chlorella zofingiensis)合成虾青素的能力自二十世纪90年代报道后引起了广泛关注，被认为有可能成为新的天然虾青素工业来源。1994年，Rise等首次报道了C.zofingiensis在高光和氮缺乏的协同作用下，能够在胞内大量合成并积累虾青素，用以抵御光氧化损伤。随后，C.zofingiensis的虾青素合成模式、合成途径、及其合成途径上关键基因的表达调控机制陆续被报道出来。2005年，Ip和Chen首次发现了光照不是诱导C.zofingiensis虾青素积累的必要条件，在黑暗条件下C.zofingiensis仍然能以较快的速度合成虾青素，提出了暗异养培养C.zofingiensis生产虾青素的概念，并申请了美国专利(US2005214897-A1)。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种环保、安全、高效、无毒、经济、方便的果实增色剂及其采用该果实增色剂促进果实着色的方法，其在改善果实外观的同时，又能够改善果实的内在品质，且安全无毒，对人体无危害，对果品本身也无损害。

本发明首先公开了虾青素制备果实增色剂的应用。

本发明第二方面公开了一种果实增色剂，所述果实增色剂中含有虾青素。

进一步，所述果实增色剂中虾青素的含量为0.002～20g/L。

进一步，所述果实增色剂还含有光合细菌、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂中的一种或者多种的混合。

更进一步，所述果实增色剂中光合细菌的含量为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液0.5～100ml/L。

更进一步，所述果实增色剂中壳聚糖的含量为0.001～60g/L。

更进一步，所述果实增色剂中壳寡糖的含量为0.001～80g/L。

更进一步，所述果实增色剂中磷酸二氢钾的含量为1～300g/L。

更进一步，所述果实增色剂中硫酸钾的含量为1～300g/L。

更进一步，所述果实增色剂中润湿剂的质量百分比为0.02～1％。

更进一步，所述润湿剂选自洗衣粉、十二烷基苯磺酸钠或吐温80。

进一步，所述果实增色剂的溶剂为水。

本发明所采用的虾青素为已知化合物，虾青素可以通过市购的方式直接购买，或者通过合成的方法合成；本发明的虾青素还可以通过现有方法从雨生红球藻H.pluvialis、小球藻C.zofingiensis、红酵母、红虾、红蟹、龙虾中进行提取。例如，采用雨生红球藻H.pluvialis，或者小球藻C.zofingiensis破壁制成；还可以采用红酵母发酵菌丝制成，或者采用红虾、红蟹、龙虾提取。

本发明第三方面公开了前述果实增色剂的使用方法，为在谢花后两周到果实采收前1天在叶面或果实表面喷施前述果实增色剂100～400倍液1～5遍。

本发明第四方面公开了所述果实增色剂在苹果、葡萄、樱桃、大枣、草莓、杨梅、柑橘、西红柿、红辣椒的果实增色中的应用。

本发明的有益效果如下：

1)本发明采取生物方法促进果实着色，改善果实外观，同时提高果实内在品质，从而提升果实价值，提高果品竞争力，最终提高果农收入。该方法不含任何有害的化学物质，主要是向果实或叶片喷施虾青素、光合细菌或壳寡糖等生物物质。直接喷在果实上比喷施在叶面上效果更明显。

2)果实的颜色主要是由果实中花青素的含量多少来决定的。在果实成熟期叶绿素含量下降，花青素含量上升，花青素含量的多少直接影响果实的外观颜色，也决定着果实的本质。光照、气温、露水、以及稀土元素、钾元素等微量元素都能影响到花青素的形成。本项目就是通过外源物质诱导果实中花青素的形成。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

采用虾青素提取液与水混合制备果实增色剂，本实施例的虾青素提取液采用小球藻C.zofingiensis破壁制成；制备的果实增色剂中虾青素的浓度为5g/L。将果实增色剂稀释100倍在苹果摘袋前一个月内喷施叶面四遍。

实施例2

采用光合细菌发酵液、虾青素提取液及水混合制备果实增色剂，本实施例的虾青素提取液采用小球藻C.zofingiensis破壁制成，光合细菌发酵液的制备可参考“光合细菌生产配方的优化研究”《中国饲料》2008年第9期。制备的果实增色剂中虾青素的浓度为20g/L，光合细菌在增色剂中的浓度为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液0.5ml/L。将果实增色剂稀释200倍，在大枣采收前30天喷施果实表面。

实施例3

采用虾青素液、壳聚糖、磷酸二氢钾及润湿剂混合制备果实增色剂。本实施例的虾青素液采用雨生红球藻H.Pluvialis制成，壳聚糖用醋酸配置成壳聚糖醋酸溶液后进行添加。制备的果实增色剂中，虾青素含量为5g/L，壳聚糖净含量为60g/L、磷酸二氢钾含量1g/L，润湿剂质量百分比为1％；将本实施例配制的果实增色剂稀释150倍，在樱桃采摘前5天内喷施果实表面一遍。

实施例4

采用光合细菌发酵液、虾青素液、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂混合配制果实增色剂。本实施例的虾青素液采用虾青素与水混合制成，壳聚糖用醋酸配置成壳聚糖醋酸溶液后进行添加；制备的果实增色剂中，光合细菌的浓度为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液10ml/L，虾青素含量为0.1g/L，壳聚糖含量为1g/L、壳寡糖含量为1g/L、磷酸二氢钾含量为50g/L，硫酸钾含量为1g/L，润湿剂质量百分比为0.5％；将本实施例配制的果实增色剂稀释300倍，在西红柿采摘前20天内喷施果实表面三遍。

实施例5

采用光合细菌发酵液、虾青素液及润湿剂混合配制果实增色剂。制备的果实增色剂中光合细菌菌种浓度为大于1亿/ml光合细菌60ml/L，虾青素含量为2g/L，润湿剂质量百分比为0.2％；将光合细菌菌种和虾青素液及润湿剂混合配制的溶液在葡萄幼果期套袋前喷施果实表面一遍。上述虾青素液采用虾青素与水混合制成，每升虾青素液含虾青素2克。400倍稀释喷施。

实施例6

采用光合细菌发酵液、虾青素液及壳寡糖的混合配制的溶液作为果实增色剂，光合细菌浓度为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液100ml/L，虾青素含量为0.002g/L，壳寡糖浓度为80g/L，将光合细菌菌种和虾青素液及壳寡糖混合配制的溶液稀释150倍，在苹果采摘前45天内喷施叶面五遍。上述虾青素液由红酵母菌丝制成，见张琇等“红酵母虾青素提取工艺的优化”《食品科技》，2011年第36卷第1期。

实施例7

采用虾青素液及润湿剂混合配制的溶液作为果实增色剂，果实增色剂中虾青素的含量为1g/L，润湿剂质量百分比为0.02％，将虾青素液及润湿剂混合配制的溶液在樱桃摘袋前4天内喷施果实表面一遍。上述虾青素液采用虾青素与水混合制成，其浓度为1‰(每升虾青素液含虾青素1000毫克),配成成品液，使用时稀释400倍液喷施。

实施例8

采用光合细菌发酵液和虾青素液及硫酸钾混合配制的溶液作为果实增色剂，光合细菌浓度为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液5ml/L，虾青素含量为0.5g/L，硫酸钾浓度为200g/L，将光合细菌菌种和虾青素液及硫酸钾混合配制的溶液稀释400倍，在西红柿采摘前15天喷施果实表面。上述虾青素液由红酵母发酵破壁制成。

实施例9

采用虾青素液、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂混合配制的溶液作为果实增色剂，虾青素含量为8g/L，壳聚糖浓度为0.001g/L，壳寡糖浓度为0.001g/L，磷酸二氢钾浓度为300g/L，硫酸钾浓度为5g/L，润湿剂质量百分比为0.6％，将采用虾青素液、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂混合配制的混合配制的溶液稀释300倍，在苹果采摘前30天内喷施叶面四遍。上述虾青素液由红虾皮、虾头中提取，提取方法可参考王茵等“虾壳中虾青素提取工艺条件的确定及优化”，《福建农业学报》2013年10期。

实施例10

采用光合细菌发酵液、虾青素液及硫酸钾混合配制的溶液作为果实增色剂，光合细菌浓度为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液80ml/L，虾青素含量为6g/L，硫酸钾浓度为300g/L，将光合细菌、虾青素液及硫酸钾混合配制的溶液稀释200倍在草莓采摘前10天喷施果实表面两遍。上述虾青素液采用雨生红球藻H.Pluvialis制成。

实施例11

1.试验对象

2013年在山东省烟台市牟平区新福村杜旭地块20年生红富士苹果，检测本发明增色剂的着色效果，检测项目包括着色系数、单粒重、可溶性固含量、落果情况、果实风味、果皮花青素含量、果皮叶绿素含量、果实可溶性糖及有机酸含量等指标。

2.试验方法

2.1增色剂的配置

制备编号1-4的增色剂，如下：

1)编号1的增色剂为小球藻C.zofingiensis中提取虾青素，与水混合，获得增色剂1，增色剂1中虾青素的含量为0.5g/L。

2)编号2的增色剂为雨生红球藻H.pluvialis中虾青素，与水混合，获得增色剂2，增色剂2中虾青素的含量为0.5g/L。

3)编号3的增色剂为雨生红球藻H.pluvialis中虾青素，与光合细菌及水混合，获得增色剂3，增色剂3中虾青素的含量为0.3g/L，光合细菌的用量5ml/L。

4)编号4的增色剂为红虾中提取虾青素，与水混合，获得增色剂4，增色剂4中虾青素的含量为0.5g/L。

编号5为清水对照。

2.2试验方法

试验设10个配比，每个配比3种不同的用量，用清水作对照，单株小区，5次重复。于采摘前40天开始喷施，中间间隔15天，共喷施两遍，至采收期10月初采果。测定各项指标。

2.3评价指标

主要技术指标为着色指数，单粒重和可溶性固含量，落果情况及果实风味。辅助研究指标包括果皮花青素含量、果皮叶绿素含量、果实可溶性糖及有机酸含量。各项指标要求、测定及评价方法如下：

2.3.1着色指数

采用本项目产品，最终指标要求着色达到IV级，具体评价方法如下：

随机取100个果粒，进行果粒大小、含糖量、色泽等项分析，色泽测定采用目测评判，采用着色分级法进行着色指数分析比较。

着色指数计算公式:

着色指数(％)＝(∑各级果粒数×各级代表值)/(总粒数×最高级代表值)×100％

2.3.2果皮花青素含量的测定参照马志本等方法。

2.3.3果皮叶绿素含量的测定参考朱广廉方法。

2.3.4果实可溶性糖及有机酸含量的测定测定采用蒽酮法。

3.试验结果

3.1着色指数

着色指数的结果见表1。

表1着色指数结果

由上表1可以看出，采用本发明含虾青素的增色剂，增色效果显著；并且，掺加光合细菌效果更好。

对编号2进行三次重复试验，取平均值与对照比较，试验结果如表2：

表2使用增色剂后性能参数结果比较

3.2单粒重和可溶性固含量：

高于对照。

3.3观察落果情况，品尝风味。

采用本发明增色剂后，果实无落果，口味纯正。

3.4果皮花青素含量：

比对照提高2倍以上。

3.5果皮叶绿素含量：

比对照低近50％。

3.6果实可溶性糖及有机酸含量

可溶性糖增加5％，有机酸含量：比对照下降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种虾青素制备果实增色剂的应用。

2.一种果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中含有虾青素，所述果实增色剂中虾青素的含量为0.002～20g/L。

3.根据权利要求2所述的果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中还含有光合细菌、壳聚糖、壳寡糖、磷酸二氢钾、硫酸钾及润湿剂中的一种或者多种的混合。

4.根据权利要求3所述的果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中光合细菌的含量为活菌数大于1亿/ml的光合细菌发酵液0.5～100ml/L。

5.根据权利要求3所述的果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中壳聚糖的含量为0.001～60g/L；所述果实增色剂中壳寡糖的含量为0.001～80g/L。

6.根据权利要求3所述的果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中磷酸二氢钾的含量为1～300g/L；所述果实增色剂中硫酸钾的含量为1～300g/L。

7.根据权利要求3所述的果实增色剂，其特征在于，所述果实增色剂中润湿剂的质量百分比为0.02～1％。

8.权利要求2-7任一权利要求所述果实增色剂的使用方法，为在谢花后两周到果实采收前1天在叶面或果实表面喷施所述果实增色剂的100～400倍液1～5遍。

9.权利要求2-7任一权利要求所述果实增色剂在苹果、葡萄、樱桃、大枣、草莓、杨梅、柑橘、西红柿、红辣椒的果实增色中的应用。