突尼斯软籽石榴果实生长发育及其品质形成规律研究

胡青霞1,冯梦晨1,2a,陈延惠1,郭强1,3,简在海1,史江莉1,万然1*,郑先波1*

1河南农业大学园艺学院·河南省果树瓜类生物学重点实验室,郑州 450002;2淇县农业农村局,河南淇县 456750;3今麦郎食品股份有限公司,河北邢台 054000)

摘 要:【目的】明确河南省荥阳丘陵山地主栽石榴品种突尼斯软籽石榴的品质形成关键时期,确定采收成熟度的判断指标。【方法】挑选花期基本一致的筒状花进行标记,幼果期开始定期测定所选样品的纵、横径,采集样本带回实验室测定其品质相关指标及对籽粒的偏好性,并对各指标进行主成分分析和相关分析。【结果】果实纵横径均呈现双“S”形的变化趋势;果形指数呈下降趋势,成熟时降为0.89;果实发育中平均单果质量经历3次迅速增长期,花后123 d时与最大值无显著差异;百粒重整体呈上升趋势,最终可达67.72 g;SSC呈双“S”形上升趋势,花后108 d已达15.4%,与花后118 d时的(16.0%)无显著差异;TA在花后123d~131 d下降迅速,后者TA显著低于前者;pH值在花后118 d后迅速上升,固酸比在花后123 d 后迅速上升。籽粒的偏好性在9 月2 日已达到最佳。果实外观a 值于花后108~118 d 显著增加,籽粒色泽的显著增加比果皮色泽的增加要早10 d左右。籽粒花色苷含量呈双“S”形变化趋势,近成熟期日均增长幅度最大(10.9%);籽粒的a值基本与花色苷含量变化同步,而L值随籽粒的着色在近成熟期呈显著下降趋势。平均单果质量、果皮色泽L值、SSC和籽粒色泽a值可作为品质评价的主要因子;各因子之间除果皮色泽L值外,均存在极显著的正相关关系,同时各因子又与果皮色泽a值和籽粒花色苷含量呈极显著的正相关关系,而与籽粒色泽L值呈显著的负相关关系。【结论】突尼斯软籽石榴在河南荥阳纵横径及质量增长均呈现双“S”形变化趋势;综合品质增长幅度最大的时期是花后99~108 d;花后118 d,基本表现该品种应有的特征,此后,着色及固酸比增加迅速,但籽粒L值显著下降。果皮色泽L值、SSC、籽粒色泽a值和L值可作为判断成熟度的可靠指标。

关键词:石榴;突尼斯软籽;生长发育;品质

石榴(Punica granatum L.)有极高的营养、保健和经济价值,广受消费者和种植者欢迎。其广泛种植于热带和亚热带地区,主要集中在伊朗、印度、以色列、美国、中国以及地中海沿岸等国家[1-2]。在中国,近30年来,石榴科研及生产得到了充分重视,其中,新品种由1988 年的135 个发展到2018 年的350多个[3]。自1986 年以来,随着突尼斯软籽石榴在河南荥阳的引种成功[4-5],石榴生产已发展为当地的主要经济支柱产业,并陆续在河南焦作[6-7]、豫南黄淮地区[8]、河南信阳[9]、云南会泽[10-11]、湖南娄底[12]、安徽淮南[13]、安徽黄山[14]、四川攀枝花[15]、江苏宁波[16]、江苏泗水[17]、苏中地区[18]等石榴产地开始引种、栽培。截至2019年,软籽石榴面积已发展约4万hm2,约占石榴总面积的43%[19]。随着突尼斯软籽石榴在引种成功地区的发展,采收及采后遇到的诸多问题也逐渐凸显,并开始制约产业的可持续发展。目前存在的主要问题是对采收成熟度的标准存在歧义:有的根据市场需要而过早采收,导致品质欠佳,破坏了已经建立起来的品牌形象;有的依据果实及籽粒颜色而未考虑采后的用途而采收过迟,导致采后货架寿命缩短、贮藏性能下降;也有的没有根据果实发育情况分期分批采收,导致同一批果实发育成熟度差异较大,给后期的营销造成了一定的困难。胡青霞等[20]研究认为,适当早采的突尼斯软籽果实可以在较长时间内维持果实的最佳感官品质。因此,研究突尼斯软籽石榴果实的发育动态、品质形成规律等,对于各地引种及其成熟度判定均有一定的参考价值。

国内外在石榴果实生长发育方面进行了相关研究。南非石榴品种Bhagwa 和Ruby[21],Wonderful 石榴[22]和Oman 石榴[23]生长呈现线性增长,而Malas-etorsh-e-saveh 石榴[24]呈现双“S”形生长曲线;Mule’s head 呈现单“S”形生长曲线[25];云南主栽的甜绿籽、甜光颜和厚皮甜砂籽石榴[26]纵横径生长差别较大,甜绿籽和厚皮甜砂籽的纵径生长呈现“快-慢-快”、横径呈“快-慢”的变化状态;甜光颜纵径呈“快-慢”、横径生长呈“快-慢-快-慢”的生长趋势;泰山红石榴[27]出现3 次迅速生长期。由此可见,不同立地条件不同品种石榴生长发育的趋势会有差异。有关石榴发育过程中可溶性固形物含量(SSC)的变化动态[21,27-29]、可滴定酸含量(TA)[21,27-28]、pH[21-22]、固酸比[21-22,27-28]等也有报道。但作为目前我国石榴主栽品种之一的突尼斯软籽石榴,有关其果实生长发育及品质形成等的研究较少,薛辉等[30]研究了该品种纵横径发育的情况,但有关果实系统的生长发育、品质形成等的研究尚未见报道。因此,笔者在本文中以首次引种成功地河南荥阳的突尼斯软籽石榴为试材,研究其果实发育状况、品质形成规律,明确突尼斯软籽石榴的品质形成关键时期、确定成熟度的判断指标,为栽培管理及采收成熟度判断提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

突尼斯软籽石榴采自荥阳市刘沟石榴产业区试验基地。所选试验树为11 a,选取10 株长势相对一致的植株,分东、西、南、北4 个方位,分别挑选花朵状态基本一致的相同数量的筒状花挂牌标记。

1.2 试验设计

品质相关指标测定于花后38 d开始进行。选取6 个挂牌标记的果实为一组(对选取用作果实纵横径动态测定的果实进行标号,每次进行定果测定),共3组,每间隔10 d 用电子数显卡尺(SYNTEK,中国,0~150 mm)测量一次纵、横径。测定纵横径后采样(用于纵横径测定的果实除外),4个果实为一组,3次重复,用冰盒带回实验室立即测定其质量、出籽率、百粒重、比重、可溶性固形物含量(SSC)、果汁pH、TA 含量、花色苷含量、果皮及籽粒的色差等相关指标。

1.3 指标测定方法

1.3.1 果实纵横径的动态测定 用数显游标卡尺(SYNTEK)测定所标号石榴果实的纵径和横径。纵径测定时,萼筒长度不计入内;每个果实测定2次,先随机测定一次纵径,后取其垂直方位再测定一次,取其平均值为一个果实的纵径;横径测定在赤道线位置,方法参考纵径测定。

1.3.2 平均单果质量、出籽率、百粒重的测定 平均单果质量、百粒重使用电子天平(JY 502)测定;出籽率为籽粒质量占果实质量的比率。

1.3.3 比重的测定 果实比重(ρ)=果实质量(m)/体积(v),体积采用排水法测定。

1.3.4 可溶性固形物含量(SSC)的测定 石榴榨汁后,用数显折光仪(ATAGO PAL-α)进行测定。

1.3.5 果汁pH 及可滴定酸含量的测定 石榴榨汁后pH 值用便携式pH 计(pHB-5)进行测定;可滴定酸(TA)含量的测定参照曹建康等[31]方法,结果以柠檬酸计。

1.3.6 花色苷含量的测定 果汁花色苷含量采用pH示差法。参照郭松年等[32]的方法。

1.3.7 果皮及籽粒色泽的测定 使用HP-C210精密色差仪测定。

果皮色泽测量:将石榴果实平放于白色A4纸张上,沿石榴横径取4个相对点进行测量,测定局部的L(亮度)、a(红/绿)、b(黄/蓝)值,后取4 次测量的平均值,3次重复。

籽粒色泽测量:取完整石榴籽粒,平放于白色A4 纸张上,将石榴籽粒完全覆盖住仪器测量口,测定该部位的L(亮度)、a(红/绿)、b(黄/蓝)值,改变位置,重新测定2 次不同部位的Lab值,以3 次测定的平均值作为被测样品的Lab值,每个处理测定5个籽粒,后取5次测量的平均值。

1.3.8 籽粒感官评价 感官评价由6位经培训的评定员主要从偏好性方面进行打分。偏好性分析参考López-Rubira 等[33]的方法,即9 分:特别喜欢;7 分中等喜欢;5分:既不喜欢也不讨厌;3分:中等不喜欢;1分:特别不喜欢。

1.4 主要仪器

色差仪:HP-C210精密色差仪(深圳市汉普检测仪器有限公司);电子天平:JY502(上海浦春计量仪器有限公司);酸度计:果汁pHB-5型便携式果汁pH计(上海伟业仪器厂);手持式折光仪:ATAGO PALα digital hand-heldpocket(日本);紫外分光光度计:A560紫外可见分光光度计(翱艺仪器(上海)有限公司)。

1.5 数据分析

用Microsoft Excel对数据进行整理,并制图,用SPSS 19.0软件进行方差分析、主成分分析及相关性分析;相关关系热图采用TBtools软件制作。

2 结果与分析

2.1 突尼斯软籽石榴发育状况

突尼斯软籽石榴在树体上随着时间和温度的变化经历了一系列的变化,其发育状况见图1。从图1所示的情况看,花后88 d籽粒开始着色,但果皮底色绿色明显;花后108 d 外观和籽粒明显着色,但着色面积偏少;花后118 d 着色面积明显加大,籽粒鲜红色;花后131 d果实已全面着色,籽粒色泽深红。

图1 突尼斯软籽石榴果实生长发育状态
Fig.1 Growth and development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

2.2 突尼斯软籽石榴果实生长发育过程中纵、横径生长变化动态及果形指数的变化

由图2-a 可以看出,突尼斯软籽石榴的纵、横径在生长发育过程所观察的时期均呈现双“S”形的变化趋势,即“快-慢-快-慢”的表现,且早期增长幅度高于后期的增长幅度。纵径净生长量的2个高峰分别为花后48~58 d(净增长0.50 cm·10 d-1),花后88~98 d(0.42 cm·10 d-1);横径净生长量的2 个高峰期,分别为花后38~48 d(净增长量为0.68 cm·10 d-1)、花后98~108 d(净增长量为0.53 cm·10 d-1)。在观测的果实生长发育期内,横径的生长量始终高于纵径的生长量,从花后38~131 d 果实成熟采收,横径的增长幅度要大于纵径约25%左右;而且,横径的早期迅速膨大期要先于纵径,而纵径的膨大时间要比横径的膨大持续时间要长;而在果实发育的第二次迅速膨大期,横径的迅速膨大持续时间比纵径要长。根据石榴果实纵横径的发育动态,能为果实发育过程中出现不同形态的裂果提供部分依据。如果早期发生旱涝不均的情况,果实易发生裂果,纵裂横裂都可能发生,因为横径增大过快,因此发生纵裂可能性更大;而纵径稳定增加的时间较长,因此发生横裂可能性的时间也较长。在果实发育后期,横径的增长速度快且持续时间长,因此,一旦发生裂果,纵裂的可能性大且较为严重。花后108 d后果实虽有增长,但净生长量均迅速下降,至花后123 d 降至最低,之后还有小幅增长。

图2 突尼斯软籽石榴果实生长发育过程中纵、横径生长及果形指数的变化
Fig.2 Dynamic changes of longitudinal and transverse diameters and fruit shape index during growth and development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

不同小写字母表示差异显著(p <0.05)。下同。
Different small letters significnt difference at p <0.05.The same below.

由图2-b 中可以看出,该品种果形指数在幼果期接近1,随着果实的生长发育,果实果形指数有2次迅速下降的过程,花后38~48 d 下降最快,达显著水平,其次为花后98~108 d。结合其纵横径的增长可知,横径的增长速度在这两个时期内其净生长显著高于纵径,故果形指数下降较快。花后108 d后果形指数趋于稳定,直到花后131 d(0.89),均无显著性差异。突尼斯软籽总的生长变化趋势与Bhagwa和Ruby[21]的变化规律基本一致。

2.3 突尼斯软籽石榴果实生长发育过程中的质量变化

由图3 中可以看出,突尼斯软籽石榴果实质量在结果初期变化平缓,花后48~78 d 出现第一个迅速增长期,持续了30 d,增长幅度为88.9%,日均增长4.5 g;花后88~108 d 出现第二个迅速增长期,持续了20 d,上升幅度为86.4%,日均增长12.4 g,其中从花后98~108 d 质量增长最为迅速,日均增长达16.8 g;花后118~123 d又出现一次显著增长,日均增长达10.5 g。结合果形指数的变化可知,果实中后期横径的快速增长在质量的增长中发挥着主要作用。可见,突尼斯软籽石榴果实质量在发育过程中出现3次迅速增长,早期质量的增长较后期的慢,但持续时间长达30 d;中期质量的增长最快,持续20 d;后期质量的增长居中。因此,花后88~108 d 是果实质量增大的关键时期。

图3 果实生长发育过程中质量变化动态
Fig.3 Dynamic changes of quality during fruit growth and development

2.4 突尼斯软籽石榴果实生长发育过程中出籽率、百粒重、比重的变化

由表1 可以看出,突尼斯软籽石榴的出籽率整体呈先上升后下降的趋势,花后48 d显著升高,此后直至花后118 d,表现为一定程度的先上升后下降的趋势,除花后38~48 d 出籽率显著增加外,直到花后123 d 均没有显著差异;其中,花后78 d 达到最高。可见,第一次果实质量的迅速增长过程中籽粒质量增长的占比更大;第二次质量的迅速增长中,出籽率不仅没有增加反而有所减少,同时,该阶段内百粒重一直呈现逐渐上升趋势,可见,在该次果实质量的迅速增长中,果皮等不可食部分的增加要高于籽粒部分的增长。此后,花后123~131 d的商业化采收,出籽率显著低于花后78 d的出籽率。可见,自第一次快速生长之后,随着果实质量的不断增加,果皮等不可食部分的增加要比籽粒的增加要快。软籽石榴的这种发育趋势与本研究中体积的增大先于质量的增加是一致的。这在其他石榴的研究中并未见相关的报道。

表1 石榴果实生长发育过程中出籽率、百粒重、比重的变化动态
Table 1 Dynamic changes of flesh recovery,hundred-aril weight,and specific weight during the growth and development of pomegranate fruit

注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(p <0.05)。下同。
Note:Different small letters in the same column significnt difference at p <0.05.The same below.

突尼斯软籽石榴的百粒重整体呈上升的趋势,至花后131 d 达到最高水平(67.72 g)。整个发育过程中,百粒重在花后78~88 d、花后123~131 d的增加均达到显著水平,而该阶段出籽率并未发生显著变化。可见,石榴果实发育中,早期的质量增加中籽粒占主导地位,而中后期的增长中果皮等不可食部分占主导。另外,突尼斯软籽石榴的百粒重在籽粒偏好性达到最佳时的花后98~123 d的30 d 内均无显著性差异,同时,其偏好性也无显著差异。因此,对该品种来说,百粒重在判断成熟度方面不是一个特征指标。

突尼斯软籽石榴果实的比重在生长发育期间总体上呈下降趋势,但除了花后48 d 与其他有显著差异外,均没有显著差异。可见,在突尼斯软籽石榴果实的发育中,质量的增加和其体积的增加基本一致,其中,质量的增加要滞后于体积的增加。

2.5 突尼斯软籽石榴生长发育过程中籽粒偏好性感官品质的变化

根据试验需求仅就籽粒的偏好性进行了感官评价。由表2 可以看出,在花后58 d 后突尼斯软籽籽粒的口感开始有所提升,花后58~98 d,在这40 d 内其口感每10 d 都有较大的变化,在花后98 d 时达到最佳口感,并保持最佳口感直到花后131 d。

表2 突尼斯软籽石榴生长发育过程中感官品质的变化
Table 2 Dynamic changes of sensory quality during fruit growth and development of Tunisia soft seed pomegranate

2.6 突尼斯软籽石榴果实生长发育过程SSC、TA、pH及固酸比的变化

由图4-a可看出,突尼斯软籽石榴在生长期间可溶性固形物含量的变化总体呈双“S”形上升趋势。花后48~78 d期间持续显著上升,30 d内上升幅度达到51.1%,同时,到花后78 d时籽粒的偏好性值达到5;花后98~118 d 又持续显著上升20 d,上升幅度为19.1%。可见,对于该品种,可溶性固形物含量的迅速增加集中在果实发育前期(花后48~78 d),该时期也是口感迅速改善的第一个时期;可溶性固形物含量在花后118 d时达到最大。自花后108~123 d果实汁液的可溶性固形物含量均无显著性差异,但从果实的外观颜色及籽粒的颜色看,花后118 d尚未达到商业采收成熟度。Al-Maiman等[29]在研究Taifi石榴品种生长期间可溶性固形物含量的变化时也发现,Taifi石榴在发育中期果实为绿色且籽粒还未完全成熟时,可溶性固形物含量(w,后同)已达到16.4%(白利糖度),而果实成熟期可溶性固形物含量为16.9%,仅上升0.5%。可见,石榴风味物质积累到要比外观色泽的积累要早。

图4 突尼斯软籽石榴生长发育过程中可溶性固形物、可滴定酸、pH 及固酸比的变化
Fig.4 Dynamic changes of SSC,TA,pH and SSC/acid ratio during fruit growth and development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

由图4-b 可以看出,在石榴的整个生长发育期间,突尼斯软籽石榴可滴定酸含量呈持续下降趋势,其中有3 个时期出现显著下降。花后38~58 d 日均下降幅度为1.05%,花后108~123 d日均下降幅度也为1.05%,花后123 d之后下降更为迅速,仅8 d可滴定酸即由0.43 下降至0.27,日均下降幅度达4.65%。可见,果实发育后期可滴定酸含量的迅速下降是果实趋于成熟的表现之一。突尼斯软籽石榴的TA 与Ruby的TA 在发育过程中均呈下降趋势,Ruby的TA在近成熟时明显降低,之后直到成熟都下降缓慢[29];但是突尼斯软籽石榴的TA在发育后期下降显著,尤其在达到商业采收成熟度后下降更为迅速。

由图4-c 可见,突尼斯软籽石榴在花后118 d 之前,其汁液的pH 值基本在3.5~3.8 之间波动,此后,pH 值开始迅速上升,在花后118 d 之后直到完全成熟的3 个采样时期,均呈现显著上升趋势,因此,该品种汁液的pH 值可以作为成熟度判断的参考指标之一。花后123 d其pH值已达到4,花后131 d即达到4.3,这也是该品种发育后期口感发生变化的根本原因。而Fawole 等[21]研究Ruby 石榴、Ben-Arie 等[22]研究Wonderful 石榴认为:石榴生长发育过程中,其汁液的pH 值呈现出缓慢增加的趋势。突尼斯软籽石榴在发育后期TA 含量的迅速下降对于其在贮藏过程中鲜度的保持是不利的。另外,结合TA含量的变化趋势发现,突尼斯软籽石榴TA含量的显著下降要先于pH值的下降,即口感感知酸味的下降时,TA含量已经开始下降。

由图4-d 可以看出,突尼斯软籽石榴在生长期间的固酸比在花后118 d 之前均处于缓慢上升的趋势,花后98 d其固酸比达27.5,此时消费者对该时期籽粒的偏好性已达最大值。花后118~131 d 固酸比显著上升,从34.8 上升到56.7,13d 内固酸比增加约1.3倍。

突尼斯软籽石榴固酸比的变化趋势与泰山红[27]、甜绿籽、甜光颜和厚皮甜砂籽[28]、Taifi石榴[29]等的变化趋势一致,均呈现前期增加缓慢,成熟期迅速增加的趋势。综合可溶性固形物含量、TA、pH值及固酸比的变化,目前的商业化采收阶段突尼斯软籽石榴可滴定酸的急剧下降及pH 值的迅速增加是口感纯甜无酸的原因。

2.7 突尼斯软籽石榴籽粒生长发育过程中花色苷含量的变化

突尼斯软籽石榴籽粒从开始取样测定始至花后58 d,几乎不着色,花色苷的测定花后68 d开始。由图5可以看出,在生长过程中的花色苷含量(ρ,后同)变化趋势呈双“S”形,花后88~98 d 显著上升,从7.7 mg·L-1上升至12.3 mg·L-1,10 d增长了4.6 mg·L-1,日均增长幅度为6.0%;花后98~118 d 变化平稳;花后118~123 d出现第二次显著上升过程,日均增长幅度达10.9%。可见,在花后118 d(2017年秋分)之后花色苷含量的增长幅度是最大的。

图5 突尼斯软籽石榴生长发育过程中花色苷含量的变化
Fig.5 Dynamic changes of anthocyanin content during fruit growth and development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

2.8 突尼斯软籽石榴生长发育期间果实色泽的变化

由表3 可以看出,突尼斯软籽石榴整个生长发育期间外观的L值没有显著差异;a值呈持续上升趋势,并在花后98 d时转为正值,同时,果实外观色泽由绿向红转变,此期可称为突尼斯软籽石榴的转色期;花后108~118 d着色明显加快,到花后118 d时果皮a值是前者的4倍左右,显著高于之前其他时期测定的数值;此后a 值虽有所上升,但没有显著差异。b值随着石榴的生长发育总体呈下降趋势。籽粒的L 值整体上呈现升高再降低的趋势,在花后78 d 时达到最大值,此时籽粒轻微着色,呈淡淡的粉红色,此后随花色苷的增加而呈下降趋势,花后118 d着色明显,同时其L值也显著降低,此后L值均随着颜色的加深而显著降低;a 值在整个生长发育过程中呈稳步上升趋势,花后108 d 测定时显著增高,花后123 d又显著高于花后108 d水平,花后131 d又显著高于花后123 d的。从果皮和籽粒的着色上看,籽粒色泽的显著增加(花后108 d)要比果皮色泽的显著增加(花后118 d 日)要早,而且,籽粒色泽的显著增加一直在持续,而果皮色泽的增加不显著。由研究分析可见,从花后108 d 籽粒的偏好性达到最大值始,随着籽粒着色程度的增加,籽粒的L值在取样的四个时期均呈显著下降趋势,而其他指标的变化没有如此明显,因此,籽粒的L值可作为突尼斯软籽石榴成熟度判定的可靠依据。

表3 突尼斯软籽石榴生长发育期间外观色泽的变化
Table 3 Dynamic changes of fruit color parameters during the growth and development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

2.9 突尼斯软籽石榴发育过程中各品质指标主成分因子个数及综合得分的确定

从表4可以看出,突尼斯软籽石榴3项因子的初始指标值均大于1,且其累计方差贡献率达93.04%,参照主成分分析的原理[34],可以提取3 项因子代表突尼斯软籽石榴品质形成过程中有关品质性状的大部分信息。由因子分析[35]结果可知,在果实大小方面,质量所占的权重(0.954)较纵径、横径、百粒重、籽粒重、出籽率等的均要大,因此,选质量作为果实发育过程品质评价指标中果实大小的因子;在风味感官指标中,可溶性固形物含量所占权重(0.938)较TA、固酸比的均大,因此,选可溶性固形物含量作为评价果实发育过程中品质评价中的风味因子;视觉感官指标中,果皮色泽L 值(0.938)占外观权重较果皮色泽a 值大,籽粒色泽a 值占内部视觉权重(0.922)较籽粒色泽L值大,因此,将果皮色泽L值和籽粒色泽a 值作为视觉感官因子。综上,在突尼斯软籽石榴发育过程中,可选质量作为果实大小因子;可溶性固形物含量作为味觉感官因子;果皮色泽L值和籽粒色泽a值共同作为视觉感官因子。

表4 突尼斯软籽石榴发育过程中品质相关指标的因子分析
Table 4 Principal component of analysis of indexes related to quality during development of Tunisia soft seed pomegranate fruit

注:提取方法为主成分;旋转法是具有Kaiser 标准化的正交旋转法。
Note:Extraction method is Main component.Rotation method is Orthogonal rotation method with Kaiser normalization.

由因子载荷矩阵和特征值获得的特征向量得出主成分的计算公式:

由主成分计算公式可知,主成分1 携带的信息包含了果实大小、风味中的可溶性固形物含量及果皮色差a 值及籽粒的色差L 值、a 值及b 值等品质中的主要信息,且各指标在主成分1 中所占的权重基本均等;主成分2主要携带指标为果皮L值;主成分3主要携带的信息是果形指数和TA。由主成分计算公式、各初始指标的标准化值及各个主成分方差贡献率占三个主成分总方差贡献率的比率为权重得果实综合得分公式:

由公式计算的综合得分结果见图6。由图6 可知,突尼斯软籽石榴果实随着发育时间的延长综合得分逐步升高,到花后98 d 时接近0,之后均为正值,最高达5.05。从其增长的幅度看,从花后98~108 d 是果实综合品质增长幅度最大的时期(增加3.3 倍),其次是花后108~118 d(增加95.4%)及花后88~98 d(增加78%)。

图6 不同发育时期突尼斯软籽石榴品质综合评价得分
Fig.6 Comprehensive evaluation of Tunisia soft seed pomegranate at different development stages

2.10 突尼斯软籽石榴果实发育过程中品质指标的相关性分析

由图7 可知,表示大小的感官因子质量与百粒重、籽粒重、纵径、横径呈极显著正相关;与SSC呈极显著正相关,与固酸比呈显著相关关系;与果皮色泽a 值、籽粒色泽a 值、籽粒花色苷等均呈极显著正相关;而与出籽率、TA、籽粒色泽L值呈显著负相关关系。表示风味的感官因子SSC与百粒重、籽粒重、质量、纵径、横径呈极显著的正相关关系,与果皮色泽a 值及籽粒花色苷含量呈极显著的正相关关系;而与籽粒色泽L值呈显著的负相关关系。表示视觉感官因子的果皮色泽L值与其他各指标间没有显著的相关关系;籽粒色泽a值与果皮色泽a值、籽粒花色苷含量呈极显著的相关关系;与百粒重、籽粒重、纵径、横径、质量呈极显著的相关关系;与SSC、固酸比呈极显著的正相关关系;而与籽粒L 值呈极显著的负相关关系,与出籽率、TA 呈显著的负相关。可见随着果实的生长发育,除果皮色泽L值外,各代表性指标之间均存在极显著的正相关关系,同时各代表性指标又均与果皮色泽a值和籽粒花色苷含量呈极显著的正相关关系,而与籽粒色泽L 值呈显著的负相关关系。

图7 石榴果实品质相关关系分析
Fig.7 Correlation of pomegranate fruit qauality-related traits

3 讨论

本试验果实至花后38 d时果实增长幅度在整个生长发育期间最为迅速,持续时间也较长,这与薛辉等[30]的研究结果相似。但是薛辉等[30]研究认为,突尼斯软籽石榴在河南荥阳7月3日后稳定增加,本研究认为,突尼斯软籽石榴迅速增长期后果实发育速度相对放缓,但也经历了1个发育缓慢期(8月中旬)和迅速增长期(8月下旬—9月上中旬),其在生长发育过程中纵横径变化及质量均呈现典型的双“S”形变化趋势,这与Malas-e-torsh-e-saveh石榴呈现相似的生长曲线[24],而与南非石榴品种Bhagwa 和Ruby[21],Wonderful 石榴[22]和Oman 石榴[23]果实的线性增长及Mule’s head的单“S”形生长曲线[25]有所不同,不同石榴品种生长曲线呈现如此大的差别,除了与品种有关外,可能与其开始测定的时间也有一定的关系。研究不同品种石榴果实生长发育动态,对于有针对性地适时采取农技措施,增加产量、提高品质、减少缺陷果有着一定的指导意义。同时,笔者在本研究中发现突尼斯软籽石榴质量变化的双“S”形曲线略滞后于纵横径的变化。

从突尼斯软籽石榴风味品质的变化情况看,其pH值及TA在果实发育后期的变化趋势也是目前所采取的商业化采收阶段突尼斯软籽石榴风味缺乏酸味的原因。基于突尼斯软籽石榴的风味成分的变化特点,该品种的采收时期要充分考虑采后的用途,用于贮藏的石榴,采收期要适当提前。

突尼斯软籽石榴在荥阳产区内部籽粒着色比果皮的着色要早,而且,随着籽粒色泽的增加,其亮度值显著下降。因此,突尼斯软籽石榴的采收如果单纯考虑风味的状况,花后108 d 左右即可开始采收;如果考虑到其着色情况,应综合考虑果皮色泽、籽粒色泽及其亮度情况,以免出现籽粒过熟而亮度下降的现象,结合本研究的情况,在河南荥阳,花后118 d为可采成熟度;花后123 d 之后可滴定酸急剧降低,固酸比急剧增大,达到商业化采收阶段。也有研究报道称[33],果皮颜色不是判断成熟度的良好指标,而总可溶性固形物(TSS)和TA 可作为评估成熟度的重要指标,且固酸比(TSS/TA)在石榴风味方面发挥着重要作用,是目前判断成熟度最可靠的指标。而采收成熟度判断不仅要考虑果实的成熟度指标,还要考虑采后消费者的接受度、采后的用途(是鲜销还是加工成果汁或鲜切籽粒)、贮藏时间的长短、运输的方式及远近等,因此风味品质、外观品质和贮藏品质均要兼顾。根据之前有关突尼斯软籽石榴不同采收成熟度对石榴贮藏品质影响的研究[20]可知,适当提前采收确实有利于果实风味的保持。

4 结论

突尼斯软籽石榴在河南荥阳纵横径及质量增长均呈现双“S”形变化趋势;综合品质增长幅度最大的时期是花后98~108 d;花后118 d基本达到该品种应有的特征,此后,虽着色及固酸比增加迅速,但pH值显著上升、籽粒L值显著下降。果皮色泽L值、可溶性固形物含量、籽粒色泽a 值和L 值为判断成熟度的可靠指标。

参考文献References:

[1] 曹尚银,侯乐峰.中国果树志·石榴卷[M].北京:中国林业出版社,2013:4.CAO Shangyin,HOU Lefeng.Chinese fruit tree–pomegranate[M].Beijing:China Forestry Publishing House,2013:4.

[2] TAYYARI F,KHAZAEI J,RAJAEI P,JOUKI M.Effects of modified atmosphere packgingsystems,low temperature and storage time on the quality of fresh minimally processed pomegranate arils[J].Carpathian Journal of Food Science and Technology,2017,9(1):16-26.

[3] 陈利娜,敬丹,唐丽颖,曹尚银.新中国果树科学研究70 年:石榴[J].果树学报,2019,36(10):1389-1398.CHEN Lina,JING Dan,TANG Liying,CAO Shangyin.Fruit scientific research in New China in the past 70 years:Pomegranate[J].Journal of Fruit Science,2019,36(10):1389-1398.

[4] 刘中甫,侯大虎,郑秀杰.石榴新品种‘突尼斯软籽石榴’引种及栽培技术[J].果农之友,2003,1:31.LIU Zhongfu,HOU Dahu,ZHENG Xiujie.Introduction and cultivation techniques of a new pomegranate variety 'Tunisia soft seed'pomegranate[J].Fruit Growers'Friend,2003,1:31.

[5] 刘中莆,张四普,刘晨光,赵秋叶,刘丙超.突尼斯软籽石榴高效栽培技术研究、系列新品种选育及推广应用[Z].2019,9412018Y0351.LIU Zhongfu,ZHANG Sipu,LIU Chenguang,ZHAO Qiuye,LIU Bingchao.Efficient cultivation techniques,breeding of a series of new varieties and popularization and application of Tunisia soft seed pomegranate[Z].2019,9412018Y0351.

[6] 梁玉英.突尼斯软籽石榴引种栽培试验初报[J].山西果树,2001(3):8-9.LIANG Yuying.Primary report of cultural experiment on punica granatum with bletting seeds introduced from Tunisia[J].Shanxi Fruits,2001(3):8-9.

[7] 梁玉英,赵名花,李小娟.突尼斯软籽石榴引种及栽培技术研究[J].经济林研究,2001,19(3):42-43.LIANG Yuying,ZHAO Minghua,LI Xiaojuan.Introduction trial with the soft-seed punica granatum from Tunisia[J].Economic Forest Researches,2001,19(3):42-43.

[8] 王富河,霍开军,余作仁,赵莲花,陈锡凤,刘斌,吴红亮.突尼斯软籽石榴引种栽培试验[J].林业科技开发,2006,20(5):85-86.WANG Fuhe,HUO Kaijun,YU Zuoren,ZHAO Lianhua,CHEN XiFeng,LIU Bin,WU Hongliang.The introduction and silviculture of Punica granatum L.[J].China Forestry Science and Technology,2006,20(5):85-86.

[9] 杨克利,赵师成.突尼斯软籽石榴信阳引种的生物学表现[J].现代园艺,2016,17:52-54.YANG Keli,ZHAO Shicheng.Biological performance of Tunisia soft seed pomegranate introduced in Xinyang[J].Modern Horticulture,2016,17:52-54.

[10] 吕雄,耿如光,苟华书.突尼斯软籽石榴的引种表现和丰产栽培技术[J].落叶果树,2008,40(5):32-34.LÜ Xiong,GENG Ruguang,GOU Huashu.Introduction performance and high yield cultivation techniques of Tunisia soft seed pomegranate[J].Deciduous Fruits,2008,40(5):32-34.

[11] 刘洪,李德金.小江流域突尼斯软籽石榴引种试验初探[J].新农民,2021(8):34.LIU Hong,LI Dejin.Preliminary study on introducing Tunisian soft seed pomegranate in Xiaojiang river basin[J].New Farmers,2021(8):34.

[12] 康林峰,蒋年发,方环明,张伟兰,阳才友.突尼斯软籽石榴在娄底的引种表现及主要栽培技术[J].湖南农业科学,2008(6):120.KANG Linfeng,JIANG Nianfa,FANG Huanming,ZHANG Weilan,YANG Caiyou.Preliminary study on introduction of Tunisia soft-seed pomegranate in Loudy county of Hunan[J].Hunan Agricultural Sciences,2008(6):120.

[13] 陈晶和.突尼斯软籽石榴引种表现及栽培技术[J].安徽农学通报,2013,19(18):70.CHEN Jinghe.Introduction and cultivation techniques of‘Tunisia soft-seeded’pomegranate[J].Anhui Agricultural Science Bulletin,2013,19(18):70.

[14] 谢新田.突尼斯软籽石榴的引种和栽培管理要点[J].安徽农学通报,2017,23(11):75-76.XIE Xintian.Introduction and main cultivation techniques of‘Tunisia soft seed’pomegranate[J].Anhui Agricultural Science Bulletin,2017,23(11):75-76.

[15] 铁万祝,王友富,罗关兴,王军,王凤屏,晋一棠,廖莉莉.四川攀西地区突尼斯软籽石榴引种表现[J].中国热带农业,2015(5):28-30.TIE Wanzhu,WANG Youfu,LUO Guanxing,WANG Jun,WANG Fengping,JIN Yitang,LIAO Lili.Introduction of Tunisia soft seed pomegranate in Panxi area in Sichuan[J].China Tropical Agriculture,2015(5):28-30.

[16] 尹盼,刘中甫.突尼斯软籽石榴在宁波引种栽培试验初报[J].农业与技术,2016,36(14):73.YIN Pan,LIU Zhongfu.Preliminary report on the introduction and cultivation of Tunisia soft seed pomegranate in Ningbo[J].Agriculture and Technology,2016,36(14):73.

[17] 刘金达,王燕,冉鹏,扈明新,夏志兰.突尼斯软籽石榴的引种表现及丰产栽培技术[J].落叶果树,2016,48(4):22-23.LIU Jinda,WANG Yan,RAN Peng,HU Mingxin,XIA Zhilan.Introduction and high yield cultivation techniques of Tunisia soft-seeded pomegranate[J].Deciduous Fruits,2016,48(4):22-23.

[18] 吴红,周霞,陈晶,陈丽,张成霞.突尼斯软籽石榴在苏中地区引种的适应性鉴定[J].湖南农业科学,2018(12):66-68.WU Hong,ZHOU Xia,CHEN Jing,CHEN Li,ZHANG Chengxia.Adaptability of Tunisian soft-seed pomegranate in central Jiangsu region[J].Hunan Agricultural Sciences,2018(12):66-68.

[19] 陈延惠,史江莉,万然,简在海,胡青霞.中国软籽石榴产业发展现状与发展建议[J].落叶果树,2020,52(3):1-4.CHEN Yanhui,SHI Jiangli,WAN Ran,JIAN Zaihai,HU Qingxia.Development status and suggestions of soft seed pomegranate industry in China[J].Deciduous Fruits,2020,52(3):1-4.

[20] 胡青霞,冯梦晨,司晓丽,周鹏,陈延惠,刘真真,胡悦.不同采收期对突尼斯软籽石榴采后贮藏品质的影响[J].河南农业科学,2019,48(12):140-145.HU Qingxia,FENG Mengchen,SI Xiaoli,ZHOU Peng,CHEN Yanhui,LIU Zhenzhen,HU Yue.Effects of harvest periods on the storability of Tunisia soft-seeded pomegranate[J].Journal of Henan Agricultural Sciences,2019,48(12):140-145.

[21] FAWOLE O A,OPARA U L.Fruit growth dynamics,respiration rate and physico-textural properties during pomegranate development and ripening[J].Scientia Horticulturae,2013,157:90-98.

[22] BEN-ARIE R,SEGAL N,GUELFAT-REICH S.The maturation and ripening of the‘wonderful’pomegranate[J].Journal of the American Society for Horticultural Science,1984,109(6):898-902.

[23] AL-YAHYAI R,AI-SAID F,OPARA L.Fruit growth characteristics of four pomegranate cultivars from northern Oman[J].Fruits,2009,64(6):335-341.

[24] VARASTEH F,ARZANI K,ZAMANI Z,TABATABAEI S Z.Physico-chemical seasonal changes of pomegranate (Punicagranatum L.) fruit‘Malas-e-torsh-e-saveh’in Iran[J].Acta Horticulturae,2008,769:255-258.

[25] SHULMAN Y,FAINBERSTEIN L,LAVEE S.Pomegranate fruit development and maturation[J].Journal of Horticultural Science and Biotechnology,2015,59(2):265-274.

[26] 程竞卉,杨荣萍,张莹,武绍波,张永泉,李文祥.云南3 个主要石榴品种果实生长动态的研究[J].西部林业科学,2008,37(4):61-64.CHENG Jinghui,YANG Rongping,ZHANG Ying,WU Shaobo,ZHANG Yongquan,LI Wenxiang.Fruit growth dynamics of three main pomegranate varieties in Yunnan[J].Journal of West China Forestry Science,2008,37(4):61-64.

[27] 杨雪梅,冯立娟,武冲,尹燕雷,李甲梁.泰山红石榴果实生长发育动态研究[J].湖北农业科学,2017,56(10):1891-1894.YANG Xuemei,FENG Lijuan,WU Chong,YIN Yanlei,LI Jialiang.Study on the growth and development of Punica granatum L.cv.Taishanhong fruit[J].Hubei Agricultural Sciences,2017,56(10),1891-1894.

[28] 程竞卉,吴兴恩,张莹,杨荣萍,吴绍波,李文祥.石榴果实发育中营养物质含量动态变化研究[C]//中国园艺学会石榴分会筹备组.中国石榴研究进展(一).北京:中国农业出版社,2010:94-101.CHENG Jinghui,WU Xing’en,ZHANG Ying,YANG Rongping,WU Shaobo,LI Wenxiang.Study on dynamic changes of nutrient material contents in pomegranate fruit[C]//China Horticultural Society,Pomegranate Division.The Research Progress of Pomegranate(Ⅰ).Beijing:China Agriculture Press,2010:94-101.

[29] AL-MAIMAN S A,AHMAD D.Changes in physical and chemical properties during pomegranate (Punicagranatum L.) fruit maturation[J].Food Chemistry,2002,76(4),437-441.

[30] 薛辉,曹尚银,刘贝贝,陈利娜,李好先,张杰,牛娟.突尼斯软籽果实生长发育及种子发芽动态[J].江西农业学报,2017,29(4):20-25.XUE Hui,CAO Shangyin,LIU Beibei,CHEN Lina,LI Haoxian,ZHANG Jie,NIU Juan.Dynamics of fruit growth and seed germination of Tunisian soft-seed pomegranate (Punica granatum)[J].Acta Agriculturae Jiangxi,2017,29(4):20-25.

[31] 曹建康,姜微波,赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社,2007.CAO Jiankang,JIANG Weibo,ZHAO Yumei.Instruction of fruit and vegetable postharvest physiological and biochemical experiments[M].Beijing:China Light Industry Press,2007.

[32] 郭松年,董周永,孙海燕,刘兴华.石榴汁花色苷热稳定性及其降解动力学研究[J].农业工程学报,2008,24(3):256-259.GUO Songnian,DONG Zhouyong,SUN Haiyan,LIU Xinghua.Stability of anthocyanin in pomegranate juice and its degradation kinetics[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2008,24(3):256-259.

[33] LÓPEZ-RUBIR V,CONESA A,ALLENDE A,ARTÉS F.Shelflife and overall quality of minimally processed pomegranate arils modified atmosphere packaged and treated with UV-C[J].Postharvest Biology and Technology,2005,37(2):174-185.

[34] 裴鑫德.多元统计分析及其应用[M].北京:北京农业大学出版社,1991.PEI Xinde.Multivariate statistical analysis and its application[M].Beijing:Beijing Agricultural University Press,1991.

[35] 房杰,孟永宏,张英,尤毅娜,马玉娟,邓红,郭玉蓉,刘丹丹.基于主成分分析的苹果品种综合判别体系构建[J].农产品加工,2016(2):42-45.FANG Jie,MENG Yonghong,ZHANG Ying,YOU Yina,MA Yujuan,DENG Hong,GUO Yurong,LIU Dandan.Establishing comprehensive discrimination system of apple varieties based on principal component analysis[J].Academic Periodical of Farm Products Processing,2016(2):42-45.

Growth and development of Tunisia soft seed pomegranate and its quality formation regulation

HU Qingxia1,FENG Mengchen1,2a,CHEN Yanhui1,GUO Qiang1,3,JIAN Zaihai1,SHI Jiangli1,WAN Ran1*,ZHENG Xianbo1*

(1College of Horticulture,Henan Agriculture University/Henan Laboratory Fruit and Cucurbit Biology,Zhengzhou 450002,Henan,China;2Agriculture and Rural Affairs Bureau of Qi County,Qi County 456750,Henan,China;3Jinmailang Food Co.,Ltd,Xingtai 054000,Hebei,China)

Abstract: 【Objective】Tunisia soft seed pomegranate has developed into one of the main industries in Xinyang,Henan province,and has been introduced to other areas in China.With the development of Tunisia soft seed pomegranate industry,many problems encountered in the production restrict its sustainable development.One of the main problems is that there is an ambigious standard on harvesting maturity.Some fruits are harvested early according to the market demand,which undermines the expectation of this cultivar of consumers.Some fruits are harvested late based on their appearance and aril color which results in poor storage property.Fruit is harvested with no maturity guide,resulting in large differences in quality,which causes confusion in marketing.The objective of this research is to study the quality development and its regulation in fruit of Tunisia soft seed pomegranate and analyse the correlations among quality indicators during fruit development.The results will provide guidance of maturity for harvest and to provide reference for cultivation management in order to improve fruit quality.【Methods】The tubular flowers (hermaphrodite flowers with well-developing pistil) with the same flowering period were selected and labeled,and the longitudinal and transverse diameters of the fruit from the labeled flowers were measured in field at regular intervals.Samples were taken back to the laboratory immediately to measure their quality indexes,such as average weight,specific weight,rate of aril to fruit,100-aril weight,soluble solid content (SSC),titratable acid (TA),pH, L, a and b values,anthocyanins,and their aril sensory quality.The principal component and correlation analysis were then performed.【Results】During fruit development of Tunisia soft seed pomegranate,the longitudinal and transverse diameters both showed a double S trend,and the growth of the transverse diameter was much greater than that of longitudinal diameter (up to 25%).The fruit shape index displayed a downward trend and decreased to 0.89 when fruit were ripe.The average fruit weight experienced three rapid growth periods,and fruit weight on 123 DAFB had no significant difference from the maximum weight.During fruit development,the increasing patterns of weight and volume were similar,but the former laged behind the latter.At immature stage,the aril weight increased more rapidly than that of the other parts such as pericarp.At the middle and late growth stages,the weight of uneatable parts such as pericarp increased more rapidly than that of the aril.Therefore,the rate of aril to fruit of Tunisia soft seed pomegranate at ripe was significantly lower than the maximum during the development.The 100-aril weight showed an overall upward trend,increased significantly in the middle of July and in the middle of August,and reached the highest level (67.72 g) in the early October.SSC showed a double S rising trend,and reached 15.4% on 108 DAFB having no significant difference from the maximum value on 118 DAFB(16.0%).The content of TA showed a slow decreasing trend as a whole,and decreased rapidly between 123 DAFB and 131 DAFB.The pH value rose significantly after 118 DAFB.The ratio of SSC to TA increased slowly before 123 DAFB,and then increased significantly in the later period,reaching 56.7 on 131 DAFB.The optimum aril quality was achieved on 98 DAFB.The a value of the peel increased significantly from 108 DAFB to 118 DAFB,and the rapid increase in the peel occurred about 10 days later than that in the aril.In the aril,the a value was basically in line with anthocyanin content.The content of anthocyanins in the aril showed a double S trend,with the maximum daily increase (10.9%) occurring from 118 DAFB to 123 DAFB.The L value decreased with aril coloring,especially from 108 DAFB to 131 DAFB,hence,the L value of the aril may be a reliable index to judge fruit maturity.Fruit weight,L value of the peel,SSC and a value of the aril color could be used as the main factors for quality evaluation.There was a significant positive correlation among all the main factors except the L value of the peel.And between the main factors and a value of the peel and the content of anthocyanin in arils,the correlation was significantly positive,while L value of the aril was significantly and negatively correlated with the main factors.【Conclusion】Tunisian soft seed pomegranate fruit in Xingyang,Henan province,has a double S trend in weight and size.The comprehensive quality is formed cheifly from 108 DAFB to 118 DAFB.On 118 DAFB,the fruit displayed the basic properties of the cultivar.After 118 DAFB,the aril color and SSC/TA increased rapidly and the L value decreased significantly.During fruit development of Tunisia soft seed pomegranate,weight,SSC,L value of the peel and a value of the aril can be used as the main factors for quality evaluation.Combined with SSC,L value of the peel and a value of the aril(main factors of quality evaluation),L value of the aril and pH can be used as reliable indicators for judging maturity.The rapid development of fruit longitudinal and transverse diameterscan partially explain fruit cracking in different periods,which may provide some guideline for preventing fruit cracking.The TA and L values of Tunisia soft seed pomegranate aril decreases rapidly during fruit ripening.Therefore,the harvest maturity has a great influence on the postharvest quality and storability.

Key words: Pomegranate;Tunisia soft seed;Growth and development;Quality

中图分类号:S665.4

文献标志码:A

文章编号:1009-9980(2022)03-0426-13

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20210263

收稿日期:2021-09-23

接受日期:2021-12-06

基金项目:河南省科技攻关(132102110040);河南省现代农业产业体系大宗水果产业技术创新团队(S2014-11-G02,Z2014-11-03);河南省高等学校科技创新团队(19IRTSTHN009)

作者简介:胡青霞,女,副教授,硕士,主要从事果树育种及果实采后生理研究。Tel:0371-63579623,E-mail:hortdept@126.com。a为共同第一作者。

*通信作者Author for correspondence.E-mail:wanxayl@henau.edu.cn;E-mail:xianboz@163.com