田守波,張艷輝,朱為民,沈海斌,張 輝,楊學(xué)東,劉 娜

(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院設(shè)施園藝研究所,上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(gè)特色品種[1]。紫色番茄具有獨(dú)特的外觀和較高的營養(yǎng)價(jià)值,近年來備受消費(fèi)者的青睞[2],且產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)[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(yuǎn)低于普通顏色番茄,因此營養(yǎng)結(jié)構(gòu)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(qiáng)抗氧化能力,能夠延緩衰老、抗心血管疾病、預(yù)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(shí)從停止生長到開始衰老這段時(shí)期,呼吸速率會(huì)突然升高,屬于呼吸躍變型果實(shí)植物,番茄就是其中的一種。當(dāng)番茄果實(shí)離開植物體后,一些代謝活動(dòng)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(duì)于耐儲(chǔ)運(yùn)的硬質(zhì)番茄,國內(nèi)消費(fèi)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(shí),原果膠轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄怨z,果實(shí)質(zhì)地變軟。因此,雖然自然成熟的番茄風(fēng)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(jìn)行后期催熟。趙彤等[11]研究發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)色期進(jìn)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(guān)的指標(biāo),如糖酸比、蛋白質(zhì)、維生素C、番茄紅素等均有較高含量,風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)均達(dá)到較高水平。目前,已有一些關(guān)于光照對(duì)轉(zhuǎn)色期番茄果實(shí)品質(zhì)影響方面的報(bào)道[12-13]。陳強(qiáng)等[12]對(duì)番茄轉(zhuǎn)色期果實(shí)采用不同光質(zhì)進(jìn)行處理,發(fā)現(xiàn)紅光和紅藍(lán)組合光處理能夠顯著提高番茄果實(shí)糖、酸含量,且糖/酸比值最高。但是,關(guān)于溫度對(duì)紫色番茄轉(zhuǎn)色過程影響的報(bào)道還很少見。

本試驗(yàn)以3個(gè)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(cè)定成熟后紫色番茄果實(shí)相關(guān)品質(zhì)指標(biāo),并進(jìn)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(shí)的儲(chǔ)運(yùn)和催熟溫度的確定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)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(hào)為P1、P2、P3。供試番茄果實(shí)指標(biāo)見表1。

表1 紫色番茄果實(shí)指標(biāo)Table 1 Purple tomato fruit indexes

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2020年1—7月在上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和莊行試驗(yàn)基地進(jìn)行。采集無病蟲害、無機(jī)械損傷、外觀正常、大小一致的轉(zhuǎn)色期紫色番茄果實(shí),備用。

將處于果實(shí)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(shí),確保果實(shí)表面獲得充分光照。光照培養(yǎng)室箱參數(shù)設(shè)置:光照強(qiáng)度為20 000 lx,16 h光照/8 h黑暗交替培養(yǎng),每個(gè)處理3次重復(fù)。待果實(shí)完全轉(zhuǎn)色后取樣,測(cè)定各處理果實(shí)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(cè)定番茄可溶性糖含量[14];采用微量堿式滴定法測(cè)定可滴定酸含量[15];采用二甲苯萃取比色法測(cè)定維生素C含量[16];采用酸性甲醇浸提法測(cè)定花青素含量[17];采用萃取比色法測(cè)定番茄紅素含量[18];采用丙酮浸提法測(cè)定葉綠素含量[19]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù);采用DPS18.10軟件進(jìn)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(duì)紫色番茄果實(shí)風(fēng)味指標(biāo)的影響

由表2可見,3個(gè)參試材料中,P1果實(shí)的可溶性糖含量最高,P3最低。各紫色番茄材料果實(shí)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(shì);各處理間差異達(dá)到顯著水平。轉(zhuǎn)色處理溫度為20℃時(shí),各材料果實(shí)的可溶性糖含量最高;當(dāng)溫度為40℃時(shí),各材料果實(shí)的可溶性糖含量最低?？傮w上,參試材料果實(shí)的可滴定酸含量隨著處理溫度的升高而降低,且差異達(dá)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(dāng)轉(zhuǎn)色處理溫度為40℃時(shí),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(shí)的糖酸比均在20—30℃時(shí)較高,10℃時(shí)較低。

表2 轉(zhuǎn)色處理溫度對(duì)紫色番茄果實(shí)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(duì)紫色番茄果實(shí)花青素含量的影響

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

圖1 轉(zhuǎn)色處理溫度對(duì)紫色番茄果實(shí)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(duì)紫色番茄果實(shí)番茄紅素含量的影響

如圖2所示,P1果實(shí)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(shí)的番茄紅素含量最高點(diǎn)均出現(xiàn)在20℃,分別為23.85 mg/kg、11.72 mg/kg、6.23 mg/kg,當(dāng)轉(zhuǎn)色處理溫度為30℃時(shí),各材料果實(shí)的番茄紅素含量均低于轉(zhuǎn)色處理溫度為10℃的處理;當(dāng)轉(zhuǎn)色處理溫度為40℃時(shí),番茄紅素含量最低。

圖2 轉(zhuǎn)色處理溫度對(duì)紫色番茄果實(shí)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(duì)紫色番茄果實(shí)葉綠素含量的影響

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

圖3 轉(zhuǎn)色處理溫度對(duì)紫色番茄果實(shí)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(duì)紫色番茄果實(shí)維生素C含量的影響

由圖4可知,紫色番茄果實(shí)的維生素C含量隨轉(zhuǎn)色處理溫度的升高呈下降趨勢(shì)。當(dāng)轉(zhuǎn)色處理溫度在10—20℃時(shí),3個(gè)材料果實(shí)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(dāng)處理溫度為40℃時(shí),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(duì)紫色番茄果實(shí)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?yàn)槠洫?dú)特的營養(yǎng)優(yōu)勢(shì)和保健功效,越來越受到人們的關(guān)注。近年來,關(guān)于紫色番茄研究的報(bào)道逐年增加,主要集中在紫色番茄的保健價(jià)值[20]、栽培技術(shù)[21]、紫色形成的分子機(jī)制[22-23]、果實(shí)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(fēng)味更足一些,可能是因?yàn)镻3果形較大,水分含量較高,內(nèi)含物質(zhì)相對(duì)較少。在風(fēng)味指標(biāo)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(jī)酸作為呼吸作用的底物而消耗,也有部分有機(jī)酸轉(zhuǎn)化為糖類[25]。因此,轉(zhuǎn)色溫度越高,果實(shí)中有機(jī)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(shí)最高,這可能與蔗糖合成相關(guān)的酶的活性有關(guān)。

番茄果實(shí)中花青素的積累是番茄呈紫色的主要原因之一。番茄果實(shí)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(gè)重要因素,可以調(diào)控色素合成相關(guān)基因的表達(dá),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(huì)促進(jìn)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(dǎo)致花青素合成減少和分解增加。本研究中,3個(gè)參試紫色番茄果實(shí)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(shí)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(shì),在20℃時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)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(jìn)而影響番茄果實(shí)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(shí)停止合成,以25℃左右為宜[28]。孟凡娟等[29]認(rèn)為,番茄紅素之所以與溫度有關(guān),主要是因?yàn)榉鸭t素的合成或分解與水解酶密切相關(guān)。當(dāng)溫度過高或過低時(shí),水解酶活性減弱,番茄紅素代謝速度減慢,果實(shí)轉(zhuǎn)色較慢。只有當(dāng)溫度在適宜范圍內(nèi),果實(shí)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(gòu)及相關(guān)合成酶有關(guān),因?yàn)槿~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(fù)相關(guān),即隨轉(zhuǎn)色溫度的升高而下降。在20—30℃時(shí),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(jī)物逐漸減少,從而使合成維生素C的底物不足,同時(shí)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(shí)維生素C含量下降最快,低溫貯藏(0或5℃)能顯著抑制果實(shí)中維生素C含量的下降。

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在20℃下轉(zhuǎn)色,紫色番茄的風(fēng)味指標(biāo)較好;番茄果實(shí)的花青素、維生素C、葉綠素a和葉綠素b含量與溫度呈負(fù)相關(guān),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(shì),在20℃時(shí)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(fēng)味最佳。