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2022 , Vol. 43 >Issue 2: 277 - 284

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.007

Germplasm Resources, Genetics & Breeding

Comparison of Color and Texture Property Change rules of Four Fenjiao (Musa ABB Pisang Awak) Varieties During Fruit Ripening

  • HUANG Junhao ,
  • DUAN Chengyu ,
  • DENG Yingyi , * ,
  • LI Feng , * ,
  • FENG Dou ,
  • FAN Douwen ,
  • GU Junjie
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  • College of Agriculture, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China
* DENG Yingyi,E-mail： ;
LI Feng,E-mail： .

Received date: 2021-07-29

  Request revised date: 2021-09-18

  Online published: 2022-02-22

Copyright

Copyright reserved © 2022.
Fold

Abstract

There are relatively few studies on the change law of texture characteristics during fruit ripening of Fenjiao (Musa ABB Pisang Awak) at present. Four main Fenjiao cultivars, ‘Aifen No. 1’, ‘Jinfen No. 1’, ‘Guangfen No. 1’ and ‘Fenza No. 1’, were used as the experimental materials, and the whole fruit was punctured to study the change law of fruit texture related parameters by texture analyzer probe P/5. In the process of post-ripening, the pulp adhesiveness, pulp compactness and the red-green value a* for the four Fenjiao varieties increased. The yellow-blue value b * and the color saturation C * increased or fluctuated. The peel rupture distance and peel toughness increased firstly and then decreased. The peel hardness, peel strength, peel brittleness, pulp hardness, pulp hardness and the red-green value a * showed a downward trend. There was a significant positive correlation among the peel hardness, peel strength, peel toughness, peel brittleness and value h° of color difference of the four Fenjiao varieties, and significant positive correlation among pulp adhesiveness, pulp compactness, the luminance value L *, the red-green value a *, the yellow-blue value b *, the color saturation C *. The pulp hardness was significantly negatively correlated with the luminance value L *, the red-green value a *, the yellow-blue value b *, the color saturation C *. The pulp adhesiveness was significantly negatively correlated with peel hardness, peel strength, peel brittleness and pulp hardness. The peel rupture distance has no significant correlation with peel hardness, peel strength, peel brittleness, the luminance value L*, the red-green value a *, the yellow-blue value b *, the color saturation C * and chromatic angle h°. It showed that the texture of ‘Fenza No.1’ was the best, followed by that of ‘Jinfen No. 1’, ‘Guangfen No. 1’ and ‘Aifen No. 1’, by using principal component analysis (PCA) to evaluate the texture of four Fenjiao varieties during fruit maturity.

Key words： Fenjiao varieties; post-ripening period; fruit color; fruit texture properties; change rule

Cite this article

HUANG Junhao , DUAN Chengyu , DENG Yingyi , LI Feng , FENG Dou , FAN Douwen , GU Junjie . Comparison of Color and Texture Property Change rules of Four Fenjiao (Musa ABB Pisang Awak) Varieties During Fruit Ripening[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2022 , 43(2) : 277 -284 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.02.007

粉蕉（Musa ABB Pisang Awak）是香蕉的主要种类之一[1,2],主产地在广东、广西、云南、海南等省（区）。粉蕉果实外观色泽鲜明,果肉细腻,味甜微香,果肉为乳白色或淡黄色,口感甜糯[3],深受消费者青睐,但成熟的粉蕉果皮薄,果肉柔软,采后成熟快,货架期短,因此通过了解粉蕉的质地品质,调整粉蕉货架期,可提高其商品性。果实质地评价主要有感官评价和仪器分析2种方法[4],感官评价主观性强、误差性大、精密性不足,而仪器分析精准度高、客观性强[5]。质构仪是对果实质地进行客观评价的主要仪器,其形状、大小各异的探头可对所测试物体的压力及其他相关质地参数进行测定分析,从而得到相关物理性质数据,如果皮和果肉硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果皮破裂距离、果肉粘连性、果肉紧实度等[6]。质构仪测定果实质地参数主要有质构剖面分析（texture profile analysis,TPA）和穿刺试验2种方法[7]。近年来,质构仪测定已广泛运用于苹果[8,9,10]、无花果[6]、枣[4, 11]、梨[12]、葡萄[13]、芒果[14]和香蕉[15,16]等果实的质地品质分析。
近年来,‘金粉1号'‘广粉1号'‘粉杂1号'和‘矮粉1号'为我国主栽的粉蕉新品种[17,18,19],目前,对粉蕉品种果实后熟过程中的质地特性变化规律的研究相对较少,本研究利用质构仪对其果实进行整果穿刺试验和利用色差仪进行色差测定,客观分析比较不同粉蕉品种果实后熟过程中的果实质地及色泽的变化规律,为建立标准、规范化的粉蕉果实后熟过程中的质地和色泽的评价方法提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试粉蕉品种‘矮粉1号'‘金粉1号'‘广粉1号'和‘粉杂1号',种植于广西大学农学院多功能标本园内香蕉试验基地（108°17′24″ E,22°51′36″ N,海拔82 m）,试验地为红壤土旱地,地势平坦,土壤疏松,肥力中等。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 采用随机区组设计,设置不同粉蕉品种‘矮粉1号'‘金粉1号'‘广粉1号'和‘粉杂1号'4个处理,重复3次,小区面积100 m2（20株蕉）,株行距2.0 m×2.5 m,每667 m2定植133株,定植时间为2018年3月,定植苗为6片叶苗。
不同品种按照同一成熟度采收,采收时间为3—5月,在果实达到八成熟时,选择长势一致的植株进行整穗采收,每小区采摘6穗,重复3次。采下的果实进行落梳、消毒、晾干后,用打孔的聚乙烯利薄膜袋密封装于纸箱中,置于25℃室温,让其自然成熟。将粉蕉后熟过程中果皮颜色变化分为6个阶段（图1）：绿熟期1为全绿色,绿熟期2为亮绿色,转色期3为绿色中有少量黄色,转色期4为黄色中有少量绿色,黄熟期5为黄色中只有尖尾带点绿,黄熟期6为全黄[20,21]。
图1 不同粉蕉品种在果实后熟过程中的不同阶段划分

Fig. 1 Ripening stages of different Fenjiao varieties

1.2.2 指标测定 粉蕉的果皮色差值采用三恩驰公司的手持色差仪（CR-400）测定,亮度值L*、红绿值a*和黄蓝值b*直接测定,色彩饱和度C*和色度角h°的计算公式分别为：C*=[(a*)²+(b*)²]½[22],h°=arctan(b*/a*)/6.2823×360° (a*≥0且b*≥0)或h°=arctan(b*/a*)/6.2823×360°+ 180°(a<0且b*>0)。采用TA.XT plus果实质地检测仪进行粉蕉的整果穿刺试验[7],测定的质地指标包括：果皮硬度（PEH）、果皮强度（PS）、果皮破裂距离（PRD）、果皮韧性（PT）、果皮脆性（PB）、果肉硬度（PUH）、果肉粘连性（PA）和果肉紧实度（PC）;探头为P/5柱状探头（直径5 mm）,测前、贯入和穿刺后上行速度均为2 mm/s,触发模式为力模式,最小感知力0.049 N;穿刺采用位移模式,位移距离（即穿刺深度）为15 mm。穿刺试验曲线如图2所示,果皮硬度（g）为锚3的力值,果皮强度（g/mm2）=锚3力值/探头面积,果皮破裂距离（mm）为锚1与锚3间的运行距离,果皮韧性（g/s）为锚1与锚3之间的面积,果皮脆性（g/s）=锚3力值/（锚2和锚3间的运行时间）,果肉硬度（g）为锚2与锚4之间的平均力值,果肉粘连性（g）为锚5与锚6间的最低负值,果肉紧实度（g/s）为锚5与锚6间的面积。果皮色差和果实质地指标的测定均在每个果指的中部赤道面上间隔相等距离测定2次取平均值,每个品种均取第3果梳的12个果指分成3组,每组4个,即3次重复测定。
图2 粉蕉的穿刺试验曲线

Fig. 2 Puncture test curve of Fenjiao

1.3 数据处理

数据采用SPSS 23.0软件进行统计分析,使用Excel和Graphpad prism 8软件制图,方差分析采用Duncan's法进行多重比较,相关性采用Pearson相关系数分析。

2 结果与分析

2.1 不同粉蕉品种在果实后熟过程中外观色泽的变化规律比较

如图3和图4所示,在后熟过程中,‘金粉1号'‘广粉1号'和‘粉杂1号'的亮度值L*呈逐渐上升趋势,而‘矮粉1号'的亮度值L*先上升后下降;4个粉蕉品种的红绿值a*呈逐渐上升趋势,果皮由绿色逐渐变成黄色;4个粉蕉品种的黄蓝值b*和饱和度C*呈波动上升趋势,色彩饱和度越高,颜色越鲜明,黄熟期‘广粉1号'和‘粉杂1号'的黄蓝值b*和饱和度C*最大,果皮色泽呈鲜黄色;4个品种的色度角h°呈逐渐下降趋势,当h°下降到90°时,果皮由绿色逐渐变成黄色,h°值越低黄色越深,黄熟期‘粉杂1号'的h°值最低,果皮黄色最深,果皮色泽最好,而‘矮粉1号'‘金粉1号'和‘广粉1号'的h°值无显著差异。
图3 不同粉蕉品种在果实后熟过程中色差L*、a*和b*值的变化规律比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 3 Comparison of change rules of value L*, a* and b* of color difference of Fenjiao varieties during fruit ripening

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

图4 不同粉蕉品种在果实后熟过程中色差C*和h°值的变化规律比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 4 Comparison of change rules of value C* and h° of color difference of Fenjiao varieties during fruit ripening

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.2 不同粉蕉品种在果实后熟过程中果实质地的变化规律比较

如图5~图7所示,在后熟过程中,4个粉蕉品种的果皮硬度、果皮强度、果皮脆性和果肉硬度均呈逐渐下降趋势,而果皮破裂距离均呈先上升后下降趋势,果肉粘连性和果肉紧实度呈逐渐升高的变化趋势,在绿熟期至转色期的果皮硬度和果皮强度的下降速率最大,此期果皮开始变软;‘粉杂1号'和‘矮粉1号'的果皮韧性先逐渐上升至绿熟期后下降,而‘金粉1号'和‘广粉1号'的果皮韧性上升至转色期后才下降;黄熟期‘粉杂1号'和‘金粉1号'的果皮硬度、果皮强度和果皮韧性均大于‘矮粉1号'和‘广粉1号',表明‘粉杂1号'和‘金粉1号'较耐储运;黄熟期‘粉杂1号'和‘金粉1号'的果皮脆性大于‘矮粉1号'和‘广粉1号';绿熟期1至绿熟期2时的果肉硬度的下降速率最大,绿熟期2时果肉开始变软,黄熟期‘矮粉1号'‘金粉1号'和‘广粉1号'的果肉粘连性和果肉紧实度均大于‘粉杂1号'。
图5 不同粉蕉品种在果实后熟过程中果皮硬度、果皮强度和果皮韧性的变化规律比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 5 Comparison of change rules of peel hardness, peel strength and peel toughness of different Fenjiao varieties during fruit ripening

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

图6 不同粉蕉品种在果实后熟过程中果皮破裂距离、果皮脆性和果肉硬度的变化规律比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 6 Comparison of change rules of peel rupture distance, peel brittleness and pulp hardness of different Fenjiao varieties during fruit ripening

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

图7 不同粉蕉品种在果实后熟过程中果肉粘连性和果肉紧实度的变化规律比较

不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Fig. 7 Comparison of change rules of pulp adhesiveness and pulp compactness activity of different Fenjiao varieties during fruit ripening

Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.3 不同粉蕉品种果实后熟过程中色泽与质地的相关性分析

如图8所示,4个粉蕉品种果实在后熟过程中,果皮硬度（PEH）、果皮强度（PS）、果皮韧性（PT）、果皮脆性（PB）和色度角h°间均呈极显著正相关;果肉粘连性（PA）、果肉紧实度（PC）、亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*和饱和度C*间均呈极显著正相关;亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*和饱和度C*均与果皮硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果肉硬度（PUH）和色度角h°间呈极显著负相关;果肉粘连性和果肉紧实度均与果皮硬度、果皮强度、果皮脆性和果肉硬度间呈极显著负相关;果皮破裂距离（PRD）与果皮韧性间呈极显著正相关;果皮破裂距离与果肉硬度间呈显著负相关,果皮破裂距离与果肉粘连性和果肉紧实度呈显著正相关;果皮破裂距离与果皮硬度、果皮强度、果皮脆性、亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*、饱和度C*和色度角h°间的相关性不显著;果皮韧性与果肉硬度、果肉粘连性和果肉紧实度间的相关性也不显著。
图8 不同粉蕉品种在果实后熟过程中质地与色泽各指标的相关关系

*表示显著相关（P<0.05）,**表示极显著相关（P<0.01）。

Fig. 8 Correlation between texture and color indexes of different Fenjiao varieties during fruit ripening

* indicates significant correlation (P<0.05), ** indicates extremely significant correlation (P<0.01).

2.4 不同粉蕉品种成熟期果实色差和质构的主成分综合评价

对不同粉蕉品种成熟期的果皮硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果肉硬度、果肉粘连性、果肉紧实度、a*、C*和h°等10个指标进行主成分分析（表1、表2）,提取2个主成分,累积方差贡献率达94.4%。第一主成分有果皮硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果肉粘连性、果肉紧实度、a*、C*和h°,第二主成分有果肉硬度,其方差贡献率分别为72.99%和21.41%。如表3所示,对2个主成分进行计算,得出不同粉蕉品种成熟期质地的综合得分,‘粉杂1号'得分最高,其次是‘金粉1号'‘广粉1号'和‘矮粉1号',表明‘粉杂1号'质地最优,其次是‘金粉1号',最后是‘广粉1号'和‘矮粉1号'。
表1 不同粉蕉品种成熟期果实质地和色差指标主成分分析解释的总方差

Tab. 1 Total variance explained by principal component analysis (PCA) of fruit texture and color difference indexes of different Fenjiao varieties during riping

成份
Component		 特征根
Eigenvalue		 贡献率
Contributing rate/%		 累计贡献率
Accumulative
contributing rate/%
1 7.30 72.99 72.99
2 2.14 21.41 94.40
3 0.56 5.60 100.00
表2 不同粉蕉品种果实成熟期主要指标主成分分析的各因子载荷矩阵

Tab. 2 Component matrix of main indexes of different Fenjiao varieties of fruit during ripening by PCA

主成分
Principal component		 PEH PS PT PF PUH PA PF a* C* h°
主成分1 0.915 0.915 0.894 0.916 0.222 -0.924 -0.994 0.934 0.619 -0.916
主成分2 0.381 0.381 0.447 0.342 -0.975 0.363 0.107 -0.242 -0.593 0.172
表3 不同粉蕉品种在成熟期各主成分得分

Tab. 3 Scores of principal components of different Fenjiao cultivars during maturity stage

品种
Variety		 主成分
Component 1		 主成分
Component 2		 综合得分
Composite scores
粉杂1号 3.71 -0.45 2.61
金粉1号 -0.01 2.00 0.42
广粉1号 -1.03 -1.48 -1.07
矮粉1号 -2.67 -0.07 -1.96

3 讨论

果皮的色差随着果实的成熟发生显著变化,前人研究结果表明,在后熟过程中,温度越高,‘巴西蕉'的果实亮度值L*和饱和度C*的增速越快[23]。本研究结果也表明,在果实后熟过程中,‘金粉1号'‘广粉1号'和‘粉杂1号'的亮度值L*呈逐渐上升的趋势,而‘矮粉1号'的亮度值L*先上升,至黄熟期5达到最大值后下降,可能是因为‘矮粉1号'后熟时间比其他粉蕉品种短,到后期该品种的果皮出现少量褐色斑点,导致L*值降低。在后熟过程中,4个粉蕉品种的红绿值a*呈逐渐上升的趋势,果皮颜色由绿色变成黄色,这与傅金凤等[24]研究‘美食蕉'的色泽变化规律一致。前人研究表明,‘巴西蕉'‘南天黄'和Cavendish香蕉（AAA）的色彩饱和度C*越高颜色越鲜明,色度角hº越低黄色越深[23, 25-27]。本研究结果也表明,在果实后熟过程中,4个粉蕉品种的黄蓝值b*和饱和度C*呈波动上升的趋势,其中‘广粉1号'和‘粉杂1号'黄熟期的黄蓝值b*和饱和度C*最大,表明这2个品种的黄熟期果皮呈鲜黄色,果皮色泽度保持较好,货架期长于‘矮粉1号'和‘金粉1号';随着果实的成熟,4个粉蕉品种的色度角h°呈逐渐下降的趋势,当色度角h°下降到90°左右,果皮颜色由绿色逐渐变成黄色,‘粉杂1号'黄熟期的色度角h°最小（72.7°）,表明成熟期‘粉杂1号'的果皮黄色最深,果皮最漂亮。
随着果实的成熟,‘巴西蕉'的果皮硬度和果皮强度下降[15]。本研究也表明,在后熟过程中,4个粉蕉品种的果皮硬度和果皮强度呈逐渐下降的趋势;在绿熟期至转色期的果皮硬度和果皮强度的下降速率最大,此期果皮开始变软;‘粉杂1号'和‘金粉1号'黄熟期的果皮硬度、果皮强度和果皮韧性均大于‘矮粉1号'和‘广粉1号',表明‘粉杂1号'和‘金粉1号'比‘矮粉1号'和‘广粉1号'更耐运输,货架期更长。4个粉蕉品种的果皮破裂距离呈先上升后下降趋势,而果皮脆性和果肉硬度呈逐渐下降的变化趋势,在绿熟期1至绿熟期2时的下降速率最大,表明粉蕉在绿熟期2时的果肉开始变软。芒果在后熟过程中果肉硬度也呈下降趋势[14]。4个品种的果肉粘连性和果肉紧实度呈逐渐升高的趋势,这与前人研究香蕉（AAA）的果肉质地的变化规律一致[26, 28-29]。
在后熟过程中,4个粉蕉品种的果皮硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性和色度角h°间均呈极显著正相关,表明果皮硬度越大,其果皮强度、韧性和脆性越强,成熟期无花果的果实质构特性也有相类似的结果[6]。香蕉（AAA）和粉蕉的果实质地与色泽变化密切相关[27],本研究结果也表明,果肉粘连性、果肉紧实度、亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*和饱和度C*间均呈极显著正相关,亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*和饱和度C*均与果皮硬度、果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果肉硬度和色度角h°间呈极显著负相关,表明果实质地与果皮色差变化密切关联。果肉粘连性和果肉紧实度均与果皮硬度、果皮强度、果皮脆性和果肉硬度间呈极显著负相关,前人研究无花果和红枣果实的质构特性也得出类似的相关关系[6, 30]。
4个粉蕉品种成熟期的果实色差与质地各指标主成分分析综合评价结果表明,‘粉杂1号'质地最优,其次是‘金粉1号',最后是‘广粉1号'和‘矮粉1号',研究结果可为建立标准、规范化的粉蕉果实后熟过程中的色泽和质地客观评价方法提供理论依据。

感谢郭标、裴铁雄、姜建初、毛俊儒、龙思雨等人对本研究的帮助和支持。

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