CN113179839A - 一种增加芒果糖度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业种植技术领域，公开了一种增加芒果糖度的方法。在芒果的果实发育阶段，用施肥枪对芒果树的叶片进行喷施增甜剂溶液，到果实采收期采摘，得到增加糖度后的芒果；所述果实发育阶段是指幼果期、5～6成熟期和采前期中的至少一个阶段；所述增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物、蔗糖、磷酸二氢钾、微肥、牛磺酸、黄腐酸钾和海藻寡糖多聚肽中的至少一种物质的溶液。本发明采用绿色、无公害的增甜剂在芒果不同的果实发育阶段对芒果树的叶片进行喷施，实现对芒果的增甜。十分契合现今国内对于增甜剂无公害化和高效化的需求趋势。可显著提高芒果果实的糖分积累以及甜度。

Description

一种增加芒果糖度的方法

技术领域

本发明属于农业种植技术领域，具体涉及一种增加芒果糖度的方法。

背景技术

芒果是著名的热带亚热带水果，素有“热带果王”的美誉，富含糖、酸、维生素、膳食纤维和少量蛋白质、脂肪、矿物质，因此受到人们喜爱。近年来，随着芒果种植面积的不断扩大，芒果的产量也在不断上升，如何提高芒果果实的品质成为了果树科学研究的重点。

在果实品质指标中，糖是最重要的指标之一，果实品质很大程度上取决于果实中糖的种类和含量比例。芒果果实内所含的可溶性糖，如蔗糖、果糖、葡萄糖等的含量和比例是影响芒果甜度、风味、品质和商业价值的重要因素。但我国许多外观优良的芒果品种存在低糖、风味淡的问题，而未能成为商业化的主栽品种，这在一定程度上制约了芒果优良种质资源的开发和新品种选育进程。

因此，提高果实糖积累水平一直是许多科研工作者关注的目标。我们团队自主选育的优良品种“热农1号”虽然优质、高产，但其存在糖分较低、风味偏淡的缺点。利用各种高效无毒的植物生长调节剂开展芒果果实糖分调节技术研究，是提高芒果成熟果实甜度以及品种改良的绿色有效途径，对充实我国芒果优质栽培机制理论和技术体系具有重要的参考意义，为充分发挥和利用中国丰富的芒果种质资源优势，创制更多符合消费需求的优良芒果品种奠定重要基础。

目前，生产上常见的果实增甜剂有柑橘增甜素、增甜液、植宝素等[，其内含磷、钙和多种微量元素。但这些增甜剂施用在不同作物上，成效不统一，而目前还未报导过有效的芒果增甜剂，而且部分增甜剂含有有毒成分，会对生态环境造成不利影响。

叶云等在文献中公开了芒果采后增甜试验初步研究，安徽农业科学，2009，37(2)：817-818。将芒果浸入5％蔗糖基聚合物水溶液中处理2min后捞出，晾干，室内(室温32～36℃)，在自然通风条件下贮存。随着果实的后熟，从第二天开始芒果可溶性固形物与总糖含量明显增加。该文献虽然采用蔗糖基聚合物对芒果进行增甜，但采用的是采后浸泡的方式，且主要有利于采收后果实中蔗糖的累积，对于葡萄糖和果糖含量的影响未知。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种增加芒果糖度的方法。本发明方法采用绿色无毒的增甜剂在芒果不同的果实发育阶段对芒果树的叶片进行喷施，实现对芒果的增甜。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种增加芒果糖度的方法，包括如下步骤：

在芒果的果实发育阶段，用施肥枪对芒果树的叶片进行喷施增甜剂溶液，到果实采收期采摘，得到增加糖度后的芒果；

所述果实发育阶段是指幼果期、5～6成熟期和采前期中的至少一个阶段；

所述增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物、蔗糖、磷酸二氢钾、微肥、牛磺酸、黄腐酸钾和海藻寡糖多聚肽中的至少一种物质的溶液。

进一步优选地，所述芒果的品种为热农1号。

进一步优选地，所述果实发育阶段是指幼果期或幼果期+5～6成熟期。

进一步优选地，所述增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物溶液或蔗糖+磷酸二氢钾+微肥复配溶液。

进一步地，所述蔗糖基聚合物溶液的质量浓度为1％，所述复配溶液中蔗糖浓度为5000ppm，磷酸二氢钾质量浓度为0.4％，微肥浓度为500ppm。

更进一步优选地，所述果实发育阶段是指幼果期，增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用绿色、无公害的增甜剂在芒果不同的果实发育阶段对芒果树的叶片进行喷施，实现对芒果的增甜。十分契合现今国内对于增甜剂无公害化和高效化的需求趋势。可显著提高芒果果实的糖分积累以及甜度。

附图说明

图1为实施例中不同处理下青熟阶段的“热农1号”芒果果实的可溶性固形物(TSS)、蔗糖(S)、葡萄糖(G)、果糖(F)、总糖(TS)、甜度值(SV)的含量图。

图2为实施例中后熟阶段的“热农1号”芒果果实的可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖、总糖、甜度值的含量图。

图3为实施例中对于青熟期样品数据统计所得模型结果图。

图4为实施例中对于完熟期样品数据统计所得模型结果图。

图5为实施例中综合了青熟期和完熟期样品数据统计所得模型结果图。

图6为实施例中对青熟果和完熟果两组数据的最优处理组合筛选结果图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

1材料与方法

1.1采样设计和试验处理

1.1.1实验材料和采样设计

本试验始于2018年，试验试材为热农1号，取自中国热带农业科学院南亚热带作物研究所的芒果园，是研究所的芒果课题组团队自主选育的高产量优良品种，存在糖分较低、风味偏淡的缺点。

于热农1号盛花期，选择生长发育良好且长势和花期一致的63棵芒果树，并进行挂牌标记。在果实采收期，从每棵树树冠的东、南、西、北、中五个方位各摘取2个果形端正、无病虫害、大小均匀、成熟度一致的果实。将果实按各处理均分为两部分，其中一部分进行取样、磨样、称样、提取，检测其蔗糖、葡萄糖、果糖、酶等指标，另一部分放置于室温进行后熟处理后再进行上述操作。试验设置3次重复，取平均值。

1.1.2试验处理

本研究以蔗糖基聚合物溶液，蔗糖、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，牛磺酸、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，黄腐酸钾溶液，海藻寡糖多聚肽溶液这五种不同的配比组合为试剂，在芒果不同的果实发育阶段喷施，如表1所示，共设置20组处理，用施肥枪对热农1号芒果树的叶片进行喷施，并设置对照组(CK)。

其中，蔗糖基聚合物溶液的配置需将蔗糖基聚合物用水稀释100倍；蔗糖+磷酸二氢钾+微肥溶液使用5000ppm蔗糖，0.4％磷酸二氢钾，500ppm微肥，即蔗糖50g、磷酸二氢钾40g、微肥5g、10L水配制；牛磺酸+磷酸二氢钾+微肥溶液使用500ppm牛磺酸，0.4％磷酸二氢钾，500ppm微肥，即牛磺酸5g、磷酸二氢钾40g、微肥5g、10L水配制；黄腐酸钾溶液使用黄腐酸钾20g+10L水配制；海藻寡糖多聚肽溶液使用8.3mL海藻寡糖多聚肽溶液加10L水配制。

表1. 20种喷施处理

在果实采收期，从树冠东、南、西、北、中五个方位分别摘取2个果形端正、无病虫害、大小均匀、成熟度一致的果实，待果实树下后熟处理后，进行取样、磨样、称样、提取，检测其蔗糖、葡萄糖、果糖等指标。

1.2检测方法

1.2.1可溶性固形物的测定

采用手持折光仪(东京ATAGO爱拓数显糖度计折射仪PAL-1水果饮料糖度计)测定果肉的可溶性固形物含量。

1.2.2糖的测定

采用高效液相色谱法(HPLC)测定蔗糖、果糖、葡萄糖含量：取1g果肉用85％酒精提取，离心，取上清液于85℃水浴锅蒸干，然后用4mL水溶解，再取1mL过0.4μm滤膜用于液相分析。色谱条件：流动相：乙腈：水(72:28，V/V)，色谱柱：氨基柱，流速：1.0mL/min，柱温：27℃，进样量10μL，测定时间为15min。根据样品的峰面积和各种糖的标准曲线计算其含量。

1.2.3总糖含量的测定与甜度值的计算

总可溶性糖含量计算为果糖、葡萄糖和蔗糖的含量之和。

甜度值的计算参照姚改芳等的方法(不同栽培种梨果实中可溶性糖组分及含量特征[J].中国农业科学,2010,43(20):4229-4237)，以蔗糖的甜度值为1.00，果糖为1.75，葡萄糖为0.75。甜度值＝蔗糖含量×1.00+果糖含量×1.75+葡萄糖含量×0.75。

1.2.4淀粉的测定

淀粉含量检测采用植物淀粉含量试剂盒(微量法、苏州科铭生物技术有限公司)，实验过程严格按照试剂盒说明书操作。

1.2.5酶活性测定

酶活性测定采用上海酶联生物科技有限公司开发的试剂盒法。AGP采用植物腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)试剂盒；SS采用植物蔗糖合成酶SS试剂盒；PK采用植物蛋白激酶PK试剂盒；PGM采用植物磷酸葡萄糖变位酶(PGM)试剂盒；α-淀粉酶采用植物α-淀粉酶检测试剂盒；β-淀粉酶采用植物β-淀粉酶检测试剂盒；DBE采用植物淀粉分支酶(DBE)检测试剂盒；Isoamylase采用植物异淀粉酶(Isoamylase)检测试剂盒；INV采用植物蔗糖转化酶(INV)检测试剂盒；AI采用植物酸性转化酶(AI)检测试剂盒；SPS采用植物蔗糖磷酸合成酶(SPS)试剂盒。实验过程严格按照试剂盒说明书操作。

1.3数据统计分析

测定可溶性糖分的HPLC-MS和数据处理均由仪器自带软件(如version 1.5.2；ABSCIEX，USA)完成。

目标物质含量、差异显著性分析等用Microsoft Office Excel 2010和SPSS 22.0软件完成。

2结果与分析

2.1不同处理下芒果青熟阶段糖含量差异

青熟阶段的“热农1号”芒果果实的可溶性固形物(TSS)、蔗糖(S)、葡萄糖(G)、果糖(F)、总糖(TS)、甜度值(SV)的含量如图1所示。不同处理下青熟芒果果实糖组分含量如表2所示。

由图1和表2的差异显著性分析结果可得，处理A3B1(牛磺酸+磷酸二氢钾+微肥复配溶液喷施于幼果期、5-6成熟、采前)和处理A1B2(蔗糖基聚合物喷施于幼果期、5-6成熟)的蔗糖含量分别显著高于其他18种处理；处理A2B2(蔗糖+磷酸二氢钾+微肥复配溶液喷施于幼果期、5-6成熟期)和处理A1B2的葡萄糖含量分别显著高于其他18种处理；处理A2B2和处理A1B2的果糖含量分别显著高于其他18种处理；20个处理的淀粉含量和对照组之间并不存在显著差异，仅在小范围内波动。

结果表明，牛磺酸+磷酸二氢钾+微肥复配溶液的配比组合能够有效提高芒果果实的蔗糖含量；蔗糖+磷酸二氢钾+微肥复配溶液的配比组合能够有效提高芒果果实葡萄糖含量和果糖含量；而蔗糖基聚合物溶液的广谱性最强，同时对蔗糖、葡萄糖、果糖的含量增加都有相当显著的效果。

不同处理下青熟芒果果实可溶性固形物、总糖的含量以及甜度值如表3所示。表3结果显示，处理A2B2和处理A1B2的总糖含量和甜度值也显著高于其他18种处理。其中，处理A2B2下的100g芒果果肉鲜重的总糖含量达到5871.61mg，甜度值达到7.4％；而处理A1B2下的100g芒果果肉鲜重的总糖含量达到5767.28mg，甜度值达到7.1％。对照组的可溶性固形物含量虽更高，但其总糖含量仅有5150.23mg，甜度值也仅为6.4％。

表2不同处理下青熟芒果果实糖组分含量

表3不同处理下青熟芒果果实可溶性固形物、总糖的含量以及甜度值

2.2不同处理下完熟芒果糖含量差异

后熟阶段的“热农1号”芒果果实的可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖、总糖、甜度值的含量如图2所示。不同处理完熟芒果糖组分含量如表4所示。

其中，由表4可知，处理A1B1(蔗糖基聚合物分别喷施于幼果期、5-6成熟、采前)的蔗糖含量最高，经过其喷施处理过的芒果果肉平均每100g鲜重能达到6341.98mg；处理A1B3和处理A1B2的葡萄糖含量分别显著高于其他处理；处理A2B2的果糖含量最高，但效果不显著，处理A5B2和处理A5B4果糖含量最低。总体来说，喷施蔗糖基聚合物溶液的几个处理在蔗糖、葡萄糖、果糖等方面表现都较强。

由图2可知，处理A1B3(蔗糖基聚合物喷施于幼果期)的总糖含量和甜度值都明显高于其他处理。表5的数据显示，该处理下的100g芒果果肉鲜重的总糖含量达到18708.05mg，甜度值达到17.3％，相比甜度值只有9.6％的对照组，整整高了7.7个百分点。

不同处理完熟芒果可溶性固形物、总糖的含量以及甜度值如表5所示。由表5的差异显著性分析结果可得，除了处理A1B3之外，处理A1B2(蔗糖基聚合物分别喷施于幼果期、5-6成熟)的总糖含量和甜度值也显著高于其他18种处理，但相比A1B3仍稍显逊色。

完熟“热农1号”芒果果实的淀粉含量虽差距拉大，但各处理间差异性并不显著。其中，处理A3B2(牛磺酸+磷酸二氢钾+微肥复配溶液喷施于幼果期、5-6成熟)的淀粉含量最高，处理A3B3(牛磺酸+磷酸二氢钾+微肥复配溶液喷施于幼果期)的淀粉含量最低。

表4不同处理完熟芒果糖组分含量

表5不同处理完熟芒果可溶性固形物、总糖的含量以及甜度值

2.3不同处理青熟和完熟芒果糖相关酶活性含量差异分析

不同处理组青熟和完熟芒果糖相关酶活性含量具体见表6和表7。

表6各处理组热农1号青熟果实糖相关酶活性检测

表7各处理组热农1号青完熟果实糖相关酶活性检测

2.4各处理组合对芒果果实内糖代谢相关生理指标和酶活的影响

为了确定关键酶的排序作为最优处理组合的选择依据，采用数学建模方法，运用R语言的lars函数包作线性回归分析，考察可溶性固形物(TSS)、淀粉(Starch)，AGP，SS，PK，DBE，PGM，α-Amylase，β-Amylase，Isoamylase，INV，AI，SPS这13个因素对甜度值(SweetValue)、果糖(Fructose)、葡萄糖(Glucose)、蔗糖(Sucrose)含量值的影响程度，并建立SweetValue对13个因素的回归方程，以确定指标的重要性排序便于筛选最优处理组合：

SweetValue＝b0+48.33*TSS+0.00*Starch-45.19*AGP-742.20*SS-327.29*PK+0.00*DBE+0.00*PGM+318.40*α-Amylase-56.64*β-Amylase+96.53*Isoamylase+0.00*INV+0.00*AI+0.00*SPS(1)

SweetValue＝b0+297.0324*TSS+0.00*Starch+0.00*AGP+0.00*SS-842.47*PK+792.93*DBE+0.00*PGM+924.33*α-Amylase+0.00*β-Amylase+334.94*Isoamylase+1262.34*INV-1064.44*AI-821.54*SPS (2)

SweetValue＝b0+597.87*TSS+0.00*Starch+991.55*AGP+0.00*SS+1200.38*PK+1991.68*DBE+0.00*PGM+0.00*α-Amylase-947.00*β-Amylase+0.00*Isoamylase+0.00*INV+1293.33*AI+1112.93*SPS (3)

注：以上(1)式来自青熟期样品的统计数据，(2)式来自完熟期样品的统计数据式，(3)来自综合青熟期和完熟期样品的统计数据。

由式(1)可知，仅对于青熟期样品数据统计所得模型表明(图3所示)，各指标对甜度值的影响程度由大到小依次为INV、AI、α-Amylase、PK、SPS、DBE、Isoamylase、TSS，其中PK、AI和SPS是显著负影响。

由式(2)可知，仅对于完熟期样品的数据统计所得模型表明(图4所示)，各指标对甜度值的影响程度由大到小依次为SS、PK、α-Amylase、Isoamylase、β-Amylase、TSS、AGP，其中AGP、SS、PK和β-Amylase是显著负影响。

由式(3)可知，综合了青熟期和完熟期样品的数据统计所得模型表明(图5所示)，各指标对甜度值的显著影响程度由大到小依次为DBE、AI、PK、SPS、AGP、β-Amylase、TSS，其中β-Amylase是显著负影响。

2.5最优处理组合的筛选

为了筛选出最优的处理组合，本研究第一步先以总糖显著大于对照组为筛选标准，分别从青熟芒果样品中选出了A1B1和A2B2；以甜度值为显著高于对照组为筛选标准，从完熟芒果选出A1B2、A1B3、A2B3和A2B4的处理组合。

第二步，对11种酶活性和甜度值进行多元回归分析(建模，详见2.4)，以确定这些酶活性对甜度值影响的大小排序和正负关系，即找出影响甜度值的关键酶活性，然后以此为依据，逐一筛选出对应处理组。再取二次筛选到的处理组保留次数最多的一组作为最终的最优组合。考虑由于芒果是呼吸跃变型果实，青熟期糖分积累最高的处理组合在采后贮藏过程中有可能依赖自身酶的作用而提高甜度值，因此对青熟果和完熟果两组数据进行分别讨论步骤和结果如图6所示。

综上所述，本研究选出了最优的芒果增甜处理组合A1B3，其次是A1B2，候选是A2B2，建立了一套绿色高效芒果增甜技术体系。

3讨论与总结

以上研究结果表明，针对“热农1号”芒果，经过喷施牛磺酸、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，能够有效提高芒果果实内蔗糖的含量；经过喷施蔗糖、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，能够有效提高果实内葡萄糖和果糖的含量；而相较于前两者，蔗糖基聚合物的广谱性最强，无论是对于青熟阶段还是后熟阶段的“热农1号”芒果，喷施稀释100倍的蔗糖基聚合物水溶液，能够同时对蔗糖、葡萄糖、果糖的含量增加起相当显著的效果，其总糖含量和甜度值与对照组相比都有明显差异，特别是后熟阶段，差异十分显著。

本发明中采用的蔗糖基聚合物溶液，蔗糖、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，牛磺酸、磷酸二氢钾、微肥复配溶液，黄腐酸钾溶液，海藻寡糖多聚肽溶液这五种不同配比组合的增甜剂都符合绿色、无公害的大前提，但黄腐酸钾溶液和海藻寡糖多聚肽溶液对于“热农1号”芒果的增甜效果最差，与无喷施增甜剂的对照组相比体现不出优势。

综合来看，蔗糖基聚合物溶液对于“热农1号”芒果的增甜效果最佳，对于其中具体的可还原糖，如蔗糖、葡萄糖、果糖的含量增加也有显著效果，广谱性高，而且十分契合现今国内对于增甜剂无公害化和高效化的需求趋势。蔗糖基聚合物处理组A1B3和A1B2显著促进了芒果碳水化合物的积累，其余效果不明显，但不同施用方法的蔗糖基聚合物处理组均表现了显著的促进芒果采后可溶性糖转化的作用。

在本实施例的20个处理中，增甜效果是最好的是处理A1B3(蔗糖基聚合物喷施于幼果期)，而且该处理与其他19个处理对比，都有显著的增甜优势。同样在幼果期都喷施了蔗糖基聚合物溶液的处理A1B1和处理A1B2，处理A1B1在5-6成熟和采前也进行喷施，处理A1B2在5-6成熟时也进行了喷施，但这两个处理的增甜效果却不如只在幼果期喷施的A1B3明显，其原因暂不明确。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种增加芒果糖度的方法，其特征在于包括如下步骤：

在芒果的果实发育阶段，用施肥枪对芒果树的叶片进行喷施增甜剂溶液，到果实采收期采摘，得到增加糖度后的芒果；

所述果实发育阶段是指幼果期、5～6成熟期和采前期中的至少一个阶段；

所述增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物、蔗糖、磷酸二氢钾、微肥、牛磺酸、黄腐酸钾和海藻寡糖多聚肽中的至少一种物质的溶液。

2.根据权利要求1所述的一种增加芒果糖度的方法，其特征在于：所述芒果的品种为热农1号。

3.根据权利要求2所述的一种增加芒果糖度的方法，其特征在于：所述果实发育阶段是指幼果期或幼果期+5～6成熟期。

4.根据权利要求2所述的一种增加芒果糖度的方法，其特征在于：所述增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物溶液或蔗糖+磷酸二氢钾+微肥复配溶液。

5.根据权利要求4所述的一种增加芒果糖度的方法，其特征在于：所述蔗糖基聚合物溶液的质量浓度为1％，所述复配溶液中蔗糖浓度为5000ppm，磷酸二氢钾质量浓度为0.4％，微肥浓度为500ppm。

6.根据权利要求2所述的一种增加芒果糖度的方法，其特征在于：所述果实发育阶段是指幼果期，增甜剂溶液是指蔗糖基聚合物溶液。

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