一种改善柑橘类果实外果皮颜色的方法与流程

本发明涉及水果采后贮藏与加工领域，更特别地，涉及一种改善柑橘类果实外果皮颜色的方法。

背景技术：

柑橘是世界第一大水果，同时柑橘在我国农业生产中具有非常重要的地位,是我国南方栽培面积最广、经济地位最重要的果树之一。加入世界贸易组织后，我国柑橘产业无论在种植规模上还是在总产量上都稳步提升。但是随着人们生活水平的不断提高，柑橘的品质日益受到人们的重视和关注，因此柑橘果实品质改良一直都是一个很重要的育种目标，也是提高中国柑橘贸易竞争力的有力手段。其中柑橘的外观品质是果实品质评价的一个重要指标，也是一个很重要的育种方向。

果皮红色是由于红皮柑橘品种的果皮高含量的β-柠乌素等c30的脱辅基类胡萝卜素色素的积累所导致的。其红色的积累规律在不同红皮品种中也存在这差异，比如宽皮柑橘，在破色之后就会呈现红色，完全着色时，便呈现鲜红的外观色泽，比如红橘、克里曼丁橘等宽皮柑橘及其它杂柑。某些脐橙类的品种的果皮也有能够积累红色β-柠乌素的潜能，但是其破色到完全着色时只是呈现出橙黄色或偏微红色，且会出现着色不均一的现象。这样会在一定程度上影响脐橙果皮的外观品质，如果能够最大限度以环保无毒快速的方式激发纽荷尔果皮积累β-柠乌素的潜能，使果皮呈现吸引消费者眼球的深红色，那么也就在一定程度上提高了其外在品质，且提升了该商品的市场竞争力。这对于主要作为出口农产品的脐橙来说是具有非常重要的经济前景的。

赣南早熟脐橙就是一个很典型的例子，赣南早熟脐橙是纽荷尔脐橙(citrussinensisosbeck‘newhall’)的早熟芽变品种，上市期早，能有效填补市场空缺，有效的占领早期市场，但由于早熟品种在商品成熟期时，果皮着色不均一，偏橙黄，在一定程度上影响了其外观品质。由于脐橙的外观品质是提升其市场竞争力的重要因素，因此探索有效的促进脐橙采后着色的方法显得尤为重要。

目前生产上用乙烯利处理来改善果皮的不良着色(主要是褪绿)，但乙烯利在改善果皮着色的同时，会带来果蒂发黑，着色不均，品质下降等一系列的采后问题，而且出于对化学制剂安全隐患的食品安全考虑，乙烯利处理一直不被消费者所接受。而使用工业乙烯气体处理成本过高，且其浓度也不好控制，处理不恰当也会使柑橘果实出现上述乙烯利处理时出现的果实其他品质变差的现象。

技术实现要素：

为解决以上问题，发明人在研究过程中发现有些植物材料能产生乙烯等促使脐橙等柑橘类果实的外果皮转红的未知气体物质，尝试利用这样的植物材料来替代乙烯利等化学试剂，将脐橙与这类植物材料同时放置于同一贮藏室(或密闭空间)，以期能够利用这类果蔬释放的气体物质来改善柑橘果实的外果皮颜色，另一方面如果保证这类果蔬的销售品质也不被影响，那么将会极大地促进园艺产品最大化地发挥其附加价值，促进园艺产品经济价值的提升。

基于以上原理和目的，本发明提供了一种改善柑橘类果实外果皮颜色的方法，其包括将所述柑橘类果实与释放促进柑橘类果实外果皮颜色转红的气体物质的植物材料在一起放置7-15天的步骤。

对这类植物材料的摆放没有特殊要求，只要与脐橙(不用保鲜袋包裹)处于同一空间中就能达到改善果实外果皮颜色的效果。由于作用原因是果蔬材料释放的气体，因此放在表面或堆放在在脐橙中间也行，但是考虑到果蔬如果收到压力重量的刺激，可能会加速其腐烂或者变质，因此那种柔软或者不能被挤压的果蔬处理材料，最好是放在一筐橙子的表面，然后再密封。

在一个优选实施方案中，所述柑橘类果实的放置环境为温度18-25℃，湿度85-95％，并且处于黑暗下。

在一个优选实施方案中，所述释放促进柑橘类果实外果皮颜色转红的物质的植物材料为苹果、香梨、猕猴桃、番茄、香蕉中的任一种或多种组合。

在一个实施方案中，所述柑橘类果实为脐橙。

在一个优选实施方案中，所述柑橘类果实为纽荷尔脐橙、伦晚脐橙、早金脐橙、华脐橙、红肉脐橙中的任一种或多种组合。

本发明所述的生物处理所利用的植物材料易获得且分布广泛，利用植物材料释放促进柑橘类果实外果皮颜色转红的物质，将植物材料与脐橙在同一环境下贮藏，不需要任何其他化学试剂(如乙烯利等)，安全健康，绿色环保。本发明的研究结果显示，苹果和梨等果品当做生物材料处理脐橙后，其本身固有的商品价值并没有降低，因此本研究极大地拓宽了园艺产品的应用范围。更为重要地是：本发明开发出了一种简单易行安全环保的能让脐橙外观品质提升的生物处理办法，无需通过化学药剂处理，安全无毒，简单易行，操作方便，绿色环保，具有极为广阔地应用前景。

相比于目前采后常用的化学处理的方式，本发明提出的生物处理方式具有无毒，环保，耗能少，便于操作，可大规模实施，等诸多优点。本发明基于有效，环保，简便的原则，研究出一种可以快速促进纽荷尔果皮色泽由橙黄变深红的方法及其应用，以期改善商业成熟期早熟脐橙着色不良现状，提升我国脐橙产业的贸易竞争力。

附图说明

图1为脐橙果实在不同材料处理时间后的照片，其中，a.空白处理；b.苹果；c.香梨；d.猕猴桃；e.香蕉；f.冬枣；g.鸭梨；h.番茄；i.红薯；j.黄瓜；

图2为不同植物材料释放的乙烯浓度随时间的变化统计图；

图3为不同植物材料释放的co2浓度随时间的变化统计图；

图4为苹果释放的气体物质对成熟度低的纽荷尔脐橙果皮着色的影响，其中，a.苹果处理的纽荷尔，果实侧面；b.苹果处理的纽荷尔，果蒂；c.空白对照处理的纽荷尔，果实侧面；d.空白对照处理的纽荷尔，果蒂；

图5为苹果处理对纽荷尔脐橙果实中的可滴定酸统计图；

图6为苹果处理对纽荷尔脐橙果实中的可溶性固形物计图；

图7为不同的纽荷尔脐橙与苹果比例的实验组中脐橙着色变化，其中，ck即代表40个橙子，0个苹果；40:2即代表40个橙子2个苹果；40:3即代表40个橙子3个苹果，以此类推；

图8为不同的纽荷尔脐橙与苹果比例的实验组中果实感官满意度比较

图9为苹果或乙烯利处理对纽荷尔果皮着色和果蒂的影响，其中，a、空白对照，处理0天；b、空白对照，处理7天；c、苹果，处理7天；d、乙烯利处理7天；

图10为苹果和乙烯利处理后果皮蜡质的扫描电镜(sem)照片，其中，a、苹果释放的气体处理；b、乙烯利处理；c、空白对照；

图11为苹果处理对不同柑橘品种的着色的影响。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

1.实验材料

在以下实例中，使用纽荷尔脐橙为例来验证多种植物材料的处理效果。待验证的植物材料分别为苹果、香梨、香蕉、猕猴桃、冬枣、鸭梨、番茄、红薯、黄瓜均购自华中农业大学农贸市场。

2.不同植物材料对纽荷尔果实颜色的影响

将以上植物材料各100g分别放入装有200g商业成熟期但着色橙黄的纽荷尔果实(采自于华中农业大学柑橘种质资源圃)的1.3l的密封盒中，盒中温度维持为18-25℃，湿度维持为85-95％。同时利用gc气相色谱仪测定不同植物材料释放的乙烯浓度和二氧化碳浓度。

通过以下实验步骤进行数据测量和收集：

1)通过色差仪精确计量果皮色差值。用konicaminoltacm-5色差仪分别在果实的赤道面选择三个点进行色差的测定，记录l*(亮度)、a*(红色饱和度)、b*(黄色饱和度)的数值，单果重复三次。颜色可以用光泽度l*、色相角度h°(＝arctangent(b*/a*))和色差值cci(＝1000×a*/(l*×b*))来综合评估，l*值在0到100之间，值越高，果皮越亮；h°在0到360°之间，0为红-紫色，90°为黄色，180°为蓝绿色；cci是一个综合指标，正值为红色，负值为蓝绿色，0为红色，黄色，蓝绿色的混合色(jimenez-cuesta等,1981)。

2)利用gc-ms仪器对密封箱内的乙烯浓度和co2进行动态变化监测。称取待测植物材料约100g，分别放入2.6l保鲜盒，保鲜盒顶端用打孔器钻1cm的孔，用橡胶塞塞住，凡士林涂抹密封，室温条件下达到密封天数后，使用气密针吸取保鲜盒内空气1ml注射到气相色谱(agilent,7890a,usa)测定气体含量，每个样品重复3次。

以上将数据录入excel中，计算各组数据的平均值和标准差。实验数据用sas8.1软件进行显著性差异分析。*、**分别代表p<0.05、p<0.01差异水平。

处理过程中脐橙果随时间的表现如图1所示，随着处理天数的增加，各处理组以及空白对照组中纽荷尔果实的果皮颜色均发生了变化。在第4天时，各组果实均发生褪绿，且各组颜色没有明显差别。在第7天时苹果、香梨、猕猴桃对纽荷尔果实的处理效果较其他植物材料出现肉眼可见的差别。在第15天时，苹果、香梨、猕猴桃、番茄等植物材料处理使纽荷尔呈现鲜亮的橙红色。

通过色差值将颜色量化(色差值越大，果皮颜色越偏红色)，结果如表1所示，随着处理天数的增加，处理组与对照组的色差值均呈现上升趋势。但各组之间的色差值仍存在较大差别。苹果、香梨、猕猴桃、番茄、香蕉组颜色加深明显，其中苹果，香梨，猕猴桃，香蕉均为呼吸跃变型果实。苹果，香梨的处理效果最佳。香蕉的处理效果较苹果和香梨处理差，可能香蕉不耐贮藏，短时间内就腐烂无法再释放有效的气体。有的植物材料的处理效果甚至与空白对照组相当，如黄瓜、红薯等并未使果实着色加深。

表1不同植物材料处理对纽荷尔果皮色差值(cci)影响

注：不同字母表示代表经过t检验具有显著性差异(p<0.05)，小写字母表示同一竖列之间差异显著性比较。大写字母表示同一横行之间差异显著性比较。

3.不同植物材料释放乙烯和co2浓度测定

图2和表2示出了各组环境中的乙烯浓度，可见到苹果、香梨、猕猴桃组中的乙烯浓度较高，其他组中的乙烯浓度较低，而根据上文的结论可知，乙烯浓度并非导致处理结果好坏的绝对因素，有可能跟这些植物材料释放的其他气体物质也有关系，或者乙烯与这些物质或这些物质之间可能存在协同效应，需要进一步研究。

表2不同植物材料存放一段时间后释放的乙烯浓度

注：不同字母表示代表经过t检验具有显著性差异(p<0.05)，按列比较。

发明人还检测了处理组中的co2浓度，结果如图3和表3所示，不同的植物材料释放的co2也不同，这项指标也可能影响处理效果。例如，番茄、香蕉和鸭梨的处理效果也较好，但是该组的乙烯浓度显著低于苹果、香梨、猕猴桃，gc-ms检测发现番茄、香蕉和鸭梨同时释放了较高含量的co2，猜测co2的含量有可能也参与到了促进柑橘类果皮转红的机制中。当然，也有可能是其它物质所致。

表3不同植物材料存放一段时间后释放的co2浓度

注：不同字母表示代表经过t检验具有显著性差异(p<0.05)，按列比较。

4.苹果处理脐橙的优化

苹果作为外源乙烯来源分别处理纽荷尔0、1、5、10、15天，空白处理作为对照，每组设置三个重复，每个重复3个果实，每个重复单独放入1.3l的密封盒中，并置于常温(18-25℃)湿度85-95％。处理达到一定天数后，测定其果皮色差值变化。并将果实处理过程中果肉的可滴定酸、可溶性固形物等内在品质指标进行测定。

苹果与纽荷尔设置6组不同比例(个数)(苹果数量/柑橘数量＝(0/40、2/40、3/40、4/40、5/40、6/40、8/40))，每组设置三个重复，每个重复40个果，每个重复单独放入80l的密封箱中，分别于处理0天，6天，12天时测定色差值。并取第6天的果实进行果实感官评价。

对比苹果处理与乙烯利(浓度1000ppm)处理对纽荷尔外观品质的影响，空白处理作为对照，每组设置三个重复，每个重复3个果实，一组用1000ppm的乙烯利浸泡一分钟，室温自然干燥3h后；一组与放入一个苹果；一组为空白对照，同时放入1.3l的密封盒中，湿度85-95％，常温(18-25℃)。分别于0天，7天时测定其果皮色差值变化。并利用扫描电镜观察其果皮蜡质。

数据收集通过以下方法进行：

1)通过色差仪精确计量果皮色差值，方法如上文所述；

2)选取8个果实榨汁，3层过滤并混匀，采用atagopal-1手持测糖仪、酸碱中和滴定法分别测定果实可溶性固形物和可滴定酸，数据重复3次；

3)进行感官评价果实感官评价参照obenland等的方法。评价小组由20名年龄在18-40岁之间的志愿者组成，从每批样品中随机选取15个果实进行感官评价，满意度评价共9个等级，9为极好，5为一般，1为极差；

4)随机选取待检测果实3个，用锋利的刀片在果实黄皮层划取约9mm²的方形薄片，加入戊二醛固定液中直至浸没，送往华中农业大学电镜平台进行观察，扫描电子显微镜为日本jsm-6390lv型。

以上将数据录入excel中，计算各组数据的平均值和标准差。实验数据用sas8.1软件进行显著性差异分析。*、**分别代表p<0.05、p<0.01差异水平。

结果示出如下：

如图4所示，在处理组中，纽荷尔果实果皮的颜色在苹果处理的过程中不断加深，并在第五天就出现了明显的颜色变化；而在对照组中，纽荷尔果实果皮仅仅发生了褪绿现象，颜色呈现淡黄色，没有变成橙红色，这说明成熟度低的纽荷尔果实在没有外源乙烯的处理条件下，只发生褪绿，颜色的加深不明显。观察果实的果蒂可以发现，在处理组处理超过15天时，部分果实的果蒂出现了褐化，这说明，过长的处理时间会对果实的品质产生影响，故应合理把握处理时间。两年的重复实验均表明，通过苹果处理纽荷尔果实，可以使纽荷尔果实的着色得到很大的改善，并且7-15天的处理时间既可以有效的改善果实颜色。

如图5和6所示，在处理过程中，处理组的纽荷尔果实与对照相比，其可滴定酸、可溶性固形物浓度并没有受到显著的影响。这证明本发明的处理方法在一定的时间内，能够提高外观品质且不影响其内在糖酸品质。

如图7所示，在贮藏的第六天，不同苹果/脐橙比例的处理组相比空白组来说均出现了显著的着色加深，并随着处理天数的增加，颜色更偏橙红。但对照组只发生了褪绿，呈现淡黄色，未变为橙红色。

如表4所示，任一比例组合的苹果处理与空白对照相比，纽荷尔的着色都要加深很多，但是不同比例处理之间的色差并无明显差别，表明一个苹果足以让40个脐橙着色加深。因此本着环保节约的原则，2:40(苹果数量：柑橘数量)就已经可以达到改善脐橙果皮着色的目的。

表4不同苹果：脐橙个数比例处理的脐橙外果皮cci变化

注：不同字母表示代表经过t检验具有显著性差异(p<0.05)。

图8示出了感官品质评价试验结果，其显示，任一比例纽荷尔/苹果的处理中，其感官品质并没有显著的差异，说明在一定的天数内，本发明的生物处理并不影响纽荷尔的内在口感。

通过果皮着色比较发现(图9)，经过7天的贮藏后，两种处理方式均使纽荷尔甜橙果实的果皮颜色显著加深成橙红色，而空白对照组的纽荷尔果实颜色虽然也有部分加深，但不明显。7天后，乙烯利处理的纽荷尔果蒂变褐，果皮表面粗糙，而苹果处理的纽荷尔果蒂仍为绿色，且果皮较光滑。这说明苹果处理较乙烯利处理温和。肉眼观感而言，乙烯利处理后纽荷尔果实果皮变得粗糙，而苹果处理后纽荷尔果皮变得光亮。

前人研究表明柑橘果皮的光亮程度和果皮表面的蜡质高度相关，所以本实验进行了果皮蜡质的电镜扫描实验，结果如图10所示，观察不同处理间果皮蜡质的分布发现，较空白对照组，乙烯处理的蜡质剥落情况非常明显，而苹果处理的蜡质剥落不多。这可能是因为乙烯利处理使得果实失水，从而加速了果皮表面的蜡质脱落，导致果皮变得粗糙。通过乙烯利处理和苹果处理的比较我们可以看出，苹果作为一个植物活体，持续低量的释放有效物质促进纽荷尔着色，比乙烯利的处理温和，是更加绿色环保有效的采后生物处理方式。

3.用苹果处理多种柑橘类果实

利用苹果分别处理几种柑橘品种(伦晚、早金甜橙、ortanique杂柑，ugly杂柑)，由于空白处理作为对照，每组设置三个重复，每个重复3个果实，每个重复单独放入1.3l的密封盒中，室温(18～25℃)，湿度85％-95％。分别于0天，10天测定其果皮色差值变化(ugly杂柑处理19天)。

结果如图11所示，其中0dck为未经处理的果实外观；10dck为空白处理10天后的果实外观(ugly杂柑是处理19天)；10da为苹果处理10天后的果实外观(ugly杂柑是处理19天)，图中可见，处理后早金，otanique杂柑，伦晚脐橙均和ugly杂柑可以通过处理达到橙到橙红色的着色，表明本发明能够适用于其他一些品种，具有广泛的应用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。