不同轉(zhuǎn)色溫度對紫色番茄果實品質(zhì)的影響

田守波,張艷輝,朱為民,沈海斌,張 輝,楊學東,劉 娜

(上海市農(nóng)業(yè)科學院設施園藝研究所,上海市設施園藝技術重點實驗室,上海 201403)

紫色番茄又叫黑番茄,因其外觀和果肉均呈紫黑色而得名,是番茄中的一個特色品種[1]。紫色番茄具有獨特的外觀和較高的營養(yǎng)價值,近年來備受消費者的青睞[2],且產(chǎn)量高、適應性強[3]。紫色番茄含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),如類胡蘿卜素、番茄紅素、維生素C、維生素E等;其中番茄紅素和維生素C的含量比紅色或粉色等普通顏色番茄高很多,而鈉含量卻遠低于普通顏色番茄,因此營養(yǎng)結(jié)構更合理,更易被人體吸收[4-5]。最為重要的是紫色番茄含有豐富的花色素苷,花色素苷具有強抗氧化能力,能夠延緩衰老、抗心血管疾病、預防糖尿病,有效降低癌癥和心臟病的發(fā)病幾率等[6-9]。

一些植物果實從停止生長到開始衰老這段時期,呼吸速率會突然升高,屬于呼吸躍變型果實植物,番茄就是其中的一種。當番茄果實離開植物體后,一些代謝活動并沒有停止,甚至更加活躍,外觀和營養(yǎng)品質(zhì)也隨之發(fā)生一系列變化[10]。相對于耐儲運的硬質(zhì)番茄,國內(nèi)消費者更喜歡紅色或粉色等普通顏色番茄。紅色或粉色番茄完全成熟時,原果膠轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄怨z,果實質(zhì)地變軟。因此,雖然自然成熟的番茄風味較好,但考慮其商品性能,一般采摘綠熟或轉(zhuǎn)色期番茄進行后期催熟。趙彤等[11]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)色期進行番茄采收損失最少,即轉(zhuǎn)色期采收的番茄失重率最低,一些與品質(zhì)相關的指標,如糖酸比、蛋白質(zhì)、維生素C、番茄紅素等均有較高含量,風味和營養(yǎng)品質(zhì)均達到較高水平。目前,已有一些關于光照對轉(zhuǎn)色期番茄果實品質(zhì)影響方面的報道[12-13]。陳強等[12]對番茄轉(zhuǎn)色期果實采用不同光質(zhì)進行處理,發(fā)現(xiàn)紅光和紅藍組合光處理能夠顯著提高番茄果實糖、酸含量,且糖/酸比值最高。但是,關于溫度對紫色番茄轉(zhuǎn)色過程影響的報道還很少見。

本試驗以3個紫色番茄品種為試材,在轉(zhuǎn)色期置于不同轉(zhuǎn)色處理溫度條件下至完全成熟,測定成熟后紫色番茄果實相關品質(zhì)指標,并進行綜合分析,以期篩選出較優(yōu)轉(zhuǎn)色溫度,為紫色番茄果實的儲運和催熟溫度的確定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種選擇綜合性狀較好的紫色番茄,分別為‘紫千禧’(壽光南澳綠亨農(nóng)業(yè)有限公司)、‘黑妃’(廈門禾誠種苗有限公司)、‘布萊爾’(福建迦南農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司),分別編號為P1、P2、P3。供試番茄果實指標見表1。

表1 紫色番茄果實指標Table 1 Purple tomato fruit indexes

1.2 試驗方法

試驗于2020年1—7月在上海市設施園藝技術重點實驗室和莊行試驗基地進行。采集無病蟲害、無機械損傷、外觀正常、大小一致的轉(zhuǎn)色期紫色番茄果實,備用。

將處于果實表面70%面積轉(zhuǎn)色的紫色番茄分別置于轉(zhuǎn)色處理溫度為10℃、20℃、30℃、40℃的光照培養(yǎng)箱中催熟,每隔12 h翻轉(zhuǎn)番茄果實,確保果實表面獲得充分光照。光照培養(yǎng)室箱參數(shù)設置:光照強度為20 000 lx,16 h光照/8 h黑暗交替培養(yǎng),每個處理3次重復。待果實完全轉(zhuǎn)色后取樣,測定各處理果實的可溶性糖、可滴定酸含量、糖酸比、維生素C、花青素、番茄紅素、葉綠素含量。

采用蒽酮比色法測定番茄可溶性糖含量[14];采用微量堿式滴定法測定可滴定酸含量[15];采用二甲苯萃取比色法測定維生素C含量[16];采用酸性甲醇浸提法測定花青素含量[17];采用萃取比色法測定番茄紅素含量[18];采用丙酮浸提法測定葉綠素含量[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù);采用DPS18.10軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實風味指標的影響

由表2可見,3個參試材料中,P1果實的可溶性糖含量最高,P3最低。各紫色番茄材料果實中的可溶性糖含量隨著轉(zhuǎn)色處理溫度的升高呈先上升后下降的變化趨勢;各處理間差異達到顯著水平。轉(zhuǎn)色處理溫度為20℃時,各材料果實的可溶性糖含量最高;當溫度為40℃時,各材料果實的可溶性糖含量最低?？傮w上,參試材料果實的可滴定酸含量隨著處理溫度的升高而降低,且差異達到顯著水平,即溫度越高,可滴定酸含量越低,其中,P1的變化幅度最大;可滴定酸含量表現(xiàn)為P1＞P3＞P2。當轉(zhuǎn)色處理溫度為40℃時,各材料的可滴定酸含量降至最低。參試材料中,糖酸比最高的是P1,最低的是P3。各參試材料果實的糖酸比均在20—30℃時較高,10℃時較低。

表2 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影響Table 2 Effects of color changing temperature on the soluble sugar content,titratable acid content and sugar acid ratio of purple tomato fruit

2.2 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實花青素含量的影響

如圖1所示,3個參試材料果實的花青素含量為P1＞P2＞P3?？傮w上,參試材料果實的花青素含量均隨轉(zhuǎn)色處理溫度的升高而降低,當處理溫度為10—20℃時,下降趨勢平緩;當處理溫度高于20℃時,下降幅度變大,其中,以20—30℃時花青素含量的降幅最為明顯。

圖1 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實花青素含量的影響Fig.1 Effects of color changing temperature on the anthocyanin content in purple tomato fruit

2.3 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實番茄紅素含量的影響

如圖2所示,P1果實的番茄紅素含量高于P2和P3。在處理溫度范圍內(nèi),P1、P2和P3果實的番茄紅素含量最高點均出現(xiàn)在20℃,分別為23.85 mg/kg、11.72 mg/kg、6.23 mg/kg,當轉(zhuǎn)色處理溫度為30℃時,各材料果實的番茄紅素含量均低于轉(zhuǎn)色處理溫度為10℃的處理;當轉(zhuǎn)色處理溫度為40℃時,番茄紅素含量最低。

圖2 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實番茄紅素含量的影響Fig.2 Effects of color changing temperature on the lycopene content in purple tomato fruit

2.4 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實葉綠素含量的影響

由圖3可知,紫色番茄果實的葉綠素a和葉綠素b含量的變化趨勢相似,均隨轉(zhuǎn)色處理溫度的升高呈下降趨勢。但是,與葉綠素a相比,葉綠素b的變化趨勢較為平穩(wěn)。紫色番茄果實的葉綠素a和b含量均為P1＞P2＞P3。

圖3 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實葉綠素含量的影響Fig.3 Effects of color changing temperature on the chlorophyll content in purple tomato fruit

2.5 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實維生素C含量的影響

由圖4可知,紫色番茄果實的維生素C含量隨轉(zhuǎn)色處理溫度的升高呈下降趨勢。當轉(zhuǎn)色處理溫度在10—20℃時,3個材料果實的維生素C含量變化較為平穩(wěn),P1、P2和P3分別下降了9.2%、7.8%和3.3%;隨著處理溫度升高,下降幅度增大。當處理溫度為40℃時,維生素C含量最低,分別為7.15 mg/(100 g)、5.58 mg/(100 g)、3.91 mg/(100 g)。

圖4 轉(zhuǎn)色處理溫度對紫色番茄果實維生素C含量的影響Fig.4 Effects of color changing temperature on the vitamin C content in purple tomato fruit

3 結(jié)論與討論

紫色番茄因為其獨特的營養(yǎng)優(yōu)勢和保健功效,越來越受到人們的關注。近年來,關于紫色番茄研究的報道逐年增加,主要集中在紫色番茄的保健價值[20]、栽培技術[21]、紫色形成的分子機制[22-23]、果實揮發(fā)性物質(zhì)成分分析[1]及基因功能[24]等方面。

本研究中,果形較大的是P3,而P1、P2的糖酸比較高,風味更足一些,可能是因為P3果形較大,水分含量較高,內(nèi)含物質(zhì)相對較少。在風味指標中,可滴定酸含量隨處理溫度的升高逐漸降低。番茄在轉(zhuǎn)色過程中,部分有機酸作為呼吸作用的底物而消耗,也有部分有機酸轉(zhuǎn)化為糖類[25]。因此,轉(zhuǎn)色溫度越高,果實中有機酸消耗或轉(zhuǎn)化速度越快,可滴定酸含量降低?？扇苄蕴呛吭?0℃時最高,這可能與蔗糖合成相關的酶的活性有關。

番茄果實中花青素的積累是番茄呈紫色的主要原因之一。番茄果實的花青素合成受內(nèi)部因素和外部因素(如溫度、光照、激素)的共同影響。其中,溫度是控制色素合成代謝的一個重要因素,可以調(diào)控色素合成相關基因的表達,通過影響酶的穩(wěn)定性來影響色素的合成,還能影響著色素的穩(wěn)定性[2,26]。黃鴻曼等[27]研究發(fā)現(xiàn),低溫會促進花青素的合成,高溫則使植物體內(nèi)物質(zhì)分解代謝加劇,從而導致花青素合成減少和分解增加。本研究中,3個參試紫色番茄果實的花青素含量隨處理溫度的升高而下降,與前人[26]研究結(jié)果一致。

本研究中,P1、P2、P3果實的番茄紅素含量隨著處理溫度的升高呈先上升后下降的變化趨勢,在20℃時出現(xiàn)了一個峰值。有研究表明,影響番茄紅素合成的眾多因素中,溫度是重要因子之一,通過調(diào)控番茄紅素的合成,進而影響番茄果實顏色的深淺。低溫和高溫均不利于番茄紅素的合成,番茄紅素在30℃以上時停止合成,以25℃左右為宜[28]。孟凡娟等[29]認為,番茄紅素之所以與溫度有關,主要是因為番茄紅素的合成或分解與水解酶密切相關。當溫度過高或過低時,水解酶活性減弱,番茄紅素代謝速度減慢,果實轉(zhuǎn)色較慢。只有當溫度在適宜范圍內(nèi),果實轉(zhuǎn)色速度隨溫度升高而加快。

葉綠素a和葉綠素b含量隨轉(zhuǎn)色處理溫度的升高而降低,可能與它們的結(jié)構及相關合成酶有關,因為葉綠素不穩(wěn)定,在高溫下極易分解[30]。紫色番茄的維生素C含量與轉(zhuǎn)色處理溫度呈負相關,即隨轉(zhuǎn)色溫度的升高而下降。在20—30℃時,維生素C含量下降速度最快。這可能是由于溫度高,呼吸作用顯著,有機物逐漸減少,從而使合成維生素C的底物不足,同時高溫下維生素C不穩(wěn)定,容易分解。裴嬌艷等[31]研究發(fā)現(xiàn),貯藏在35℃條件下的番茄果實維生素C含量下降最快,低溫貯藏(0或5℃)能顯著抑制果實中維生素C含量的下降。

本試驗發(fā)現(xiàn),在20℃下轉(zhuǎn)色,紫色番茄的風味指標較好;番茄果實的花青素、維生素C、葉綠素a和葉綠素b含量與溫度呈負相關,在10—20℃下轉(zhuǎn)色其值比較高;番茄紅素含量隨轉(zhuǎn)色溫度的升高呈先上升后下降的變化趨勢,在20℃時出現(xiàn)最高值。綜上,番茄轉(zhuǎn)色期溫度在20℃左右為宜,各營養(yǎng)成分損失最少,風味最佳。