四个梨品种果实成熟过程中淀粉含量变化及染色图谱构建_李莹.pdf

北方园艺 （）：研究论文第一作者简介：李莹（），女，硕士，工程师，现主要从事 果 树 育 种 及 栽 培 技 术 等 研 究 工 作。：责任作者：赵京献（），男，硕士，正高级工程师，现主要从事 经 济 林 育 种 及 栽 培 技 术 等 研 究 工 作。：基金项目：河北省重点研发计划资助项目（）；河北省现代农业产业技术体系梨创新团队建设资助项目（）；农业科技成果转化资金资助项目（，）。收稿日期：四个梨品种果实成熟过程中淀粉含量变化及染色图谱构建李莹，郭 伟 珍，赵 泽 昭，赵 京 献，（河北省林业和草原科学研究院，河北 石家庄 ；河北省林木良种技术创新中心，河北 石家庄 ；河北农业大学 园艺学院，河北 保定 ）摘要：以中熟品种 黄冠 和晚熟品种 雪花 鸭梨 和 迎霜 的果实为试材，测定其不同采收期果实的硬度、可溶性固形物含量、淀粉含量，分析其变化规律及各指标间的相关性，并观察不同采收期果实切面 溶液染色变化，综合评判各品种的成熟期及适宜采收期，以期了解梨果实成熟过程中淀粉的变化规律，探究利用碘淀粉染色图判断梨果实成熟期的可行性。结果表明：）随着采收期的延长，梨果实硬度逐渐下降，可溶性固形物含量逐渐升高，淀粉含量逐渐下降。）淀粉含量的变化与其硬度和可溶性固形物含量变化存在较强的相关性；）果实横切面的染色程度随成熟度的提高逐渐变浅。黄冠 和 雪花 梨果实的淀粉水解先发生在果心周围，逐渐向外扩散，染色图呈现出较明显的区域和颜色变化。而 鸭梨 和 迎霜 梨果实染色区域变化不明显，呈现出整体颜色逐渐变浅的变化。根据梨果实染色情况将其划分为个等级，染色等级为时，适宜作为冷库长期贮藏，染色等级时，适宜作为鲜食或加工。综上，果实淀粉含量的变化能够在一定程度上反映其果实成熟度及内在品质，但不同品种淀粉水解特性不同，利用淀粉染色图谱判断果实成熟期需依品种而定。关键词：梨；淀粉含量；成熟期；淀粉染色图谱中图分类号：文献标识码：文章编号：（）河北省是我国梨生产第一大省，栽培面积和产量均居全国第一位，在国内外市场占有举足轻重的地位，但近年来，果实早采现象十分严重，导致果实品质下降，对销售市场和价格均造成了不利影响。目前，生产上采收日期的确定主要沿用传统的日历日期来确定。由于果实成熟度受温度、光照等多种因素影响，年度及地区间变化较大，因此简单依靠日历日期确定采收期的方法不尽科学。建立科学的梨果成熟度判定标准，利于保证梨果实适期采收和果品质量，促进梨产业健康、稳定和可持续发展。梨果实内的淀粉在其生长发育的不同阶段具有不同的变化动态，在果实生长发育前期以淀粉积累为主，而在生长发育后期以淀粉降解转化为糖的过程为主。因此，果实中淀粉含量可以作为判断果实成熟度，确定适宜不同用途最佳采收期的一项依据。等最早制作了“”苹果染色标准参照图谱，果实切面的淀粉可与碘反应生成特有的蓝黑色图形，而糖与碘不发生反应。根据此特性，在果实生长发育后期的一定阶段，用横切面染色深度与标准染色图谱相互比较，并结合其它一些相关因素，能准确、可靠地确定果实成熟度和适宜的采收期。王瑞庆等和何婉茹均用淀粉碘染色法建立了不同苹果品种的淀粉染色图谱，但目前还未有利用该方法判断梨果实成熟期的研究，为此，该试验初步以河北省主栽梨品种 黄冠 雪花 鸭梨 和 迎霜 为材料，研究梨果实成熟过程中淀粉含量的变化趋势，探索利用碘碘化钾染色制作淀粉碘染色图谱用以判断成熟度的可行性，以期为梨果实科学适期地采收提供参考依据。材料与方法 试验材料供试梨果实来源于河北省林业和草原科学研究院梨树资源圃，梨品种为 黄冠 雪花 鸭梨 迎霜（河北省林业和草原科学研究院选育的晚熟品 种，于 年 获 得 河 北 省 林 木 良 种 审 定证书）。试验方法每个供试品种选取 棵树，于传统的果实成熟期前个月左右开始进行采样，每隔采一次样品，直至淀粉基本水解完为止。每次采样从树冠外围到内膛个方位随机采摘 个果实。果实采后立即带回实验室测定其硬度、可溶性固形物含量和淀粉含量。果实染色参照何婉茹方法进行，果实进行横切后，将带有果柄端的果实横切面浸入放有碘化钾溶液的玻璃培养皿内，溶液深度约为，后取出。拍摄照片记录每次试验梨果淀粉染色情况，方便以后制作淀粉染色图板，染色图参照苹果图谱并根据梨果实具体成熟情况进行选择。项目测定梨果硬度采用 型硬度计测定；可溶性固形物含量采用 数字式折射糖度计测定，淀粉含 量参 照徐 昌 杰等利 用 碘显 色 法 进 行测定。数据分析采用 软件对数据进行整理并作图，运用 软件对数据进行分析。结果与分析 果实成熟过程中硬度的变化由图可知，随着果实成熟度的升高，果实硬度逐渐下降，但不同梨品种果实硬度下降速率 不 同。黄 冠 梨 月 日 的 硬 度 为 ，月 日下降至 ，雪花 梨月日的硬度为 ，月日下降至 ，鸭梨月日的硬 度 为 ，月日 下 降 至 ，迎 霜 梨 月 日 的 硬 度 为 ，月日下降至 。果实成熟过程中可溶性固形物含量的变化由图可知，随着果实成熟度的升高，果实可溶性固形物含量逐渐上升。黄冠 梨果实可溶性固形物含量在月 日后上升较快，雪花 梨在月 日上升明显，鸭梨 在月 日后上升较快，迎霜 梨整体上升较为平稳。黄冠 梨可溶性固形物含量由月 日的 上升至 （月 日），雪花 梨可溶性固形物含量 由月日 的 上 升 至 （月日），鸭梨 的可溶性固形物含量由月日的 上升至 （月日），迎霜 梨的可溶性固形物含量由月日的 上升至 （月日）。果实成熟过程中淀粉含量的变化由图可知，初采时不同品种淀粉含量略有差异，随着时间的推移，果实成熟度逐渐提高，淀粉含量则呈逐渐下降趋势，但略有不同。黄冠梨 淀 粉 含 量 由 下 降 至 ，雪花 梨淀粉含量由 下降 至 ，鸭 梨 淀 粉 含 量 由 下降至 ，迎霜 淀粉含量 由 下降至 。黄冠 梨果实淀粉含量在月 日后下降较快，雪花 梨果实淀粉含量在月 日下降较快，鸭梨 果实淀粉含量在月 日较快，中间变化比较小，月 日后含量再次快速下降。迎霜 梨淀粉含量变化趋势与 鸭梨 相似。淀粉含量的变化趋势直接影响其淀粉染色的变化。第第期期 北方园艺注：为 黄冠 梨，为 雪花 梨，为 鸭梨，为 迎霜 梨。下同。：，图个梨品种不同采收期果实硬度的变化 图个梨品种不同采收期果实可溶性固形物含量的变化 北方园艺月月（上上）图个梨品种不同采收期果实淀粉含量的变化 果实硬度、可溶性固形物含量与淀粉含量的相关性分析由表可知，个品 种中 除 鸭梨 硬度 和淀粉含量间为显著正相关（），其它品种均为极显著正相关（），可溶性固形物含量与淀粉含量间均为极显著负相关（）。黄冠 雪花 鸭梨 迎霜 梨果实硬度 与 淀 粉 含 量 的 相 关 系 数 分 别 为 、，可溶性固形物含量与淀粉含量的相关 系 数 分别为 、。表果实硬度、可溶性固形物含量与淀粉含量的相关性 ，品种 相关性 硬度淀粉含量可溶性固形物含量淀粉含量 黄冠 雪花 鸭梨 迎霜 注：表示在 水平（双侧）上显著相关，表示在 水平（双侧）上显著相关。：（），（）果实横切面碘碘化钾染色由图可知，参考苹果的淀粉染色图谱并结合个梨品种淀粉染色情况，选出各采收期具有代表性的染色果实切面，按果肉染色程度由深至浅、染色面积由大到小，分成了个等级，并将每个淀粉染色等级对应的采收期对应标记。图中果实切面黑色部分代表淀粉的存在，白色部分代表淀粉已水解。其中级为果肉染色黑色面积最第第期期 北方园艺大、颜色最深，白色部分最小，以此类推，级为果肉染色黑色部分面积最小、颜色最浅，白色部分最大。由图可知，黄冠 和 雪花 梨淀粉水解图较为一致，果实成熟过程中淀粉的水解均是从果心附近开始，呈花瓣状逐渐向外扩展，果心内部淀粉水解较晚。由图可知，鸭梨和 迎霜 梨的淀粉水解过程没有明显的区域变化，表现 为 随 着 成 熟 度 的 上 升，染 色 深 度 逐 渐变浅。图 黄冠 梨果实切面淀粉染色图 图 雪花 梨果实切面淀粉染色图 讨论梨果实硬度是果实成熟的一个重要表征特点，果实硬度的变化主要是成熟的过程中细胞壁物质被水解酶降解，破坏了果胶纤维素半纤维素结构，导致果实硬度下降，果实变软。可溶性固形物包括可溶性糖、可溶性酸以及纤维素等多种物质成分，是评价果实内部品质的重要指标参数。该研究中，随着梨果成熟度的增加，黄冠 雪花 鸭梨 和 迎霜种梨果肉硬度逐渐降低，可溶性固形物含量逐渐升高。果实成熟后期，随着淀粉的降解和转化，果实内可溶性糖含量增加、风味变好。淀粉降解为糖的过程也是果实成熟的过程。同时，淀粉代谢也影响果实的软化。有研究发现在果实成熟过程中，磷酸化酶、淀粉酶、淀粉酶、去分支酶和转运蛋白等一系列的酶参与淀粉降解，使淀粉水解生成葡萄糖。淀粉与可溶性糖之间形成动态北方园艺月月（上上）图 鸭梨 果实切面淀粉染色图 图 迎霜 梨果实切面淀粉染色图 平衡，维持一定的膨压，从而使细胞具有一定形态 。该研究中，种梨的果实硬度指标除 鸭梨 外，其它均与 其淀 粉含 量 呈极显 著 正 相关（），可溶性固形物含量与淀粉含量均呈极显著负相关（）。因此，果实淀粉含量的变化可以一定程度上反映其成熟过程。王瑞庆等和何婉茹均用淀粉碘染色法建立了不同苹果品种的淀粉染色图谱。苹果果实发育过程中淀粉的水解首先发生在果心区域，随着果实的成熟，逐渐向外扩展。而该研究中 黄冠 和 雪花 果实的淀粉水解首先发生在果心周围，果心淀粉含量最高，随着成熟度的升高，淀粉水解区域逐渐扩散，而 鸭梨 和 迎霜 的淀粉水解过程没有明显的区域变化，表现为随着成熟度的上升，染色深度逐渐变浅。这与苹果由果心向果面逐渐水解的方式不同。因此，应用淀粉碘染色法确定梨果实成熟度需要首先研究其淀粉水解规律，以确定其是否适合应用该方法。该试验中，在参照苹果染色图谱制作方法时结合梨实际淀粉水解规律，将图谱等级划为了级。果实的用途不同，采收时要求的淀粉含量也不相同。果实一旦被采收，其淀粉的水解就会加速，导致果实软化，可溶性糖含量上升。因此，用于较长时间贮藏的果实，采收时的淀粉含量应较高。该研究中 黄冠 和 雪花 梨淀粉染色等级为时，果实已经完成了生长和营养物质的积累，果实大小、色泽、口感等近于成熟状态，已达到可采阶段，但未达到该品种最佳口感，不完全适于鲜食，此时适宜冷库长期贮藏；若用于鲜食或加工，染色等级达到时，果实整体食用口感较好，硬度、可溶性固形物含量较佳；染色等级达到时，其成熟度过高，虽然其可溶性固形物含量较高，但其硬度较低，整体口感较差，商品价值降低。因此，染色变化易观察的品种可根据图谱判断其果实成熟度，但不同淀粉含量果实采收后的贮藏效果还应进一步研究。结论伴随着梨果实的成熟进程，果实内部进行着物质转化，淀粉逐步水解成糖，可溶性固形物含量逐渐升高，根据碘遇淀粉变蓝的原理，对梨果实横切面进行染色，根据变蓝的程度确定果实的成熟度，具有一定的科学性和可行性。不同品种的不同部位淀粉含量和转化先后顺序不同，黄冠 和 雪花 梨果实的淀粉水解首先发生在果心周围，果心淀粉含量最高，随着成熟度的升高，淀粉水解区域逐渐扩散，淀粉的水解程度与果实成熟度呈现一致的趋势；而 鸭梨 和 迎霜 梨果实成熟过程中淀粉水解区域变化不明显。梨果实染色图谱等级划为级，染色等级为时，适宜作为冷库长期贮藏的采收期，染色等级时，适宜作为鲜食或加工的采收期。参考文献 ，第第期期 北方园艺 ，：，（）：王瑞庆，马书尚，张继澍淀粉碘染色法确定苹果成熟度西北农 林 科 技 大 学 学 报（自 然 科 学 版），（）：，何婉茹 千阳不同苹果品种成熟期淀粉染色图谱的建立杨凌：西北农林科技大学，徐昌杰，陈文峻，陈昆松，等 淀粉含量测定的一种简便方法：碘显色法生物技术，（）：丁平海，齐国辉，王国英，等确定梨最佳采收期的生理依据和方法 河北林果研究，（）：张鹏龙，陈复生，杨宏顺，等果实成熟软化过程中细胞壁降解研究进展 食品科技，（）：贾艳茹鸭梨和京白梨果实质地变化及其细胞壁多糖降解特性研究 秦皇岛：河北科技师范学院，（）：齐秀东，魏建梅，赵美微，等 京白梨 果实后熟软化与糖、淀粉代谢及其基因表达的关系 中国农业科学，（）：魏建梅，齐秀东，闫芳教 采后 嘎拉 苹果果实糖和淀粉代谢及关键酶基因表达特性北方园艺，（）：，：，（，；，；，）：，），），：；北方园艺月月（上上）