2022, Vol. 49文章信息
引用本文 |
基金项目
- 云南省科研院所技术开发专项（2019DC011）；云南省科技计划项目（202004AR040006）
作者简介
- 只佳增（1985—），男，硕士，助理研究员，研究方向为热带作物栽培与生态，E-mail: 303567395@qq.com.
通讯作者
- 岳建伟（1971—），男，农艺师，研究方向为热带作物栽培，E-mail: 188650684@qq.com.
文章历史
- 收稿日期：2021-07-12
2. 云南省德宏热带农业科学研究所，云南 瑞丽 678600
2. Yunnan Dehong Research Institute of Tropical Agriculture, Ruili 678600, China
【研究意义】香蕉（Musa spp.）为芭蕉科（Musaceae）芭蕉属（Musa）大型草本植物，原产于亚洲东南部，是热带、亚热带地区的重要经济和粮食作物，广泛分布于全球的热带、亚热带地区[1]。与苹果（Malus pumila Mill.）、葡萄(Vitis vinifera Linn.)和柑橘（Citrus）被列为世界四大水果。香蕉种质资源丰富，种类品种繁多，根据植株的经济性状和形态特征，主栽品种分为贡蕉（Musa AA Pisang Mas）、粉蕉（Musa ABB Pisang Awak）、大蕉（Musa ABB）、龙牙蕉（Musa AAB Silk）和香牙蕉（Musa AAA Cavendish）5大类[2]。目前我国栽培的品种以香牙蕉最多，其中云南省是我国香蕉原产地之一，也是全国的香蕉主产地之一，在北回归线附近的红河流域、怒江流域、澜沧江流域的热带和亚热带地区，属典型的山地地貌、生态环境优良的香蕉种植区，是世界上生产“山地香蕉”的典型环境[3-4]。【前人研究进展】香蕉果肉不仅气味芬芳，甘甜爽口，肉软滑腻，而且富含各种营养成分，不同品种、不同地区甚至不同阶段的香蕉，其营养成分含量也存在差异。研究表明，在后熟过程中，不同香蕉品种的可溶性固形物、还原糖和总淀粉酶活性呈逐渐上升趋势，可滴定酸和α-淀粉酶活性呈先上升后下降的趋势，淀粉含量呈逐渐下降趋势[5]。而同一品种种植于不同海拔高度会对香蕉生长和营养的积累存在一定程度影响，果实品质随着海拔高度的增加呈现显著提升趋势[6]。有研究发现，香蕉在后熟过程中，蛋白质、脂肪、灰分、钾含量基本保持不变，而其他营养成分随着成熟度而改变[7]。【本研究切入点】云南生产的山地香蕉具有口感甜、风味好、营养成分高等特点[8]。营养品质已成为增强云南香蕉产品综合市场竞争力的重要属性。不同栽培措施对香蕉果实品质方面的影响研究已有报道，但对云南特色香蕉品种果实营养成分的研究还未见报道。【拟解决的关键问题】本研究对红研二号、红研五号、滇蕉一号3个自主选育的香蕉新品种果实的蛋白质、总氮、水分、灰分、总糖、微量元素等含量进行测定，从营养品质的角度分析云南特色香蕉新品种果实的品质特点和差异性，为香蕉新品种的推广应用提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验地概况试验地位于云南河口县红河热带农业科学研究所试验田内，该地年平均温度22.6 ℃，平均降水1 587.3 mm，日照1 605 h，土壤为红河流域冲积的酸性黄色沙壤土，0~20 cm土层的土壤pH值在4.5~7.5范围，含有机质11.09 g/kg、全氮0.71 g/kg、速效磷28.60 mg/kg、速效钾256.0 mg/kg[9]。
1.2 试验材料供试品种为红研二号（H2）、红研五号（H5）、滇蕉一号（D1），以巴西蕉（BX）为对照品种。供试的无病幼苗由云南省红河热带农业科学研究所组培生产。幼苗于2019年4月移栽定植，按照常规株行距2.0 m×2.4 m进行栽培，每667 m2定植约140株，共定植约4 hm2。在定植前对试验地施生石灰杀菌消毒，每株施有机肥6 kg作为底肥，幼苗期施复合肥600 g、尿素180 g、硫酸钾660 g，花芽分化期施复合肥400 g、尿素120 g、硫酸钾440 g，在果实期施有机肥6 kg。定期松土培土，控制病虫害。试验设置3次重复，每个重复均包含4个品种，约2 000株。
1.3 试验方法于2020年1月采收八成熟的香蕉果实，每个重复每个品种随机选取5株，每株取样1 kg作为试验材料，经l 500 mg/L乙烯利催熟处理后晾干，再分别装在内衬塑料薄膜袋的纸箱内，于25（±1）℃、相对湿度90%条件下贮藏后熟，测定香蕉完全成熟时的营养、功能成分含量。其中蛋白质含量、氨基酸含量、矿物质元素含量、灰分含量、糖含量、有机酸含量、Vc含量等指标的测定方法参照相关国家标准[10-15]。
试验数据采用Excel2007统计，用SPSS19.0对相关数据进行单因素方差分析（ANOVA），LSD法配合Duncan法进行差异显著性检验，采用主成分分析、Topsis综合评价法评价香蕉果实的营养品质。
2 结果与分析 2.1 云南特色香蕉果实营养成分特征云南特色香蕉与对照品种BX的果实营养成分含量如表 1所示，蛋白质含量为1.06%~1.33%，其中H2、H5低于BX；总氮含量为0.17%~0.21%，以H2最低，H5、D1与BX差异不显著；水分含量为74.86%~77.16%，以H2最高，H5、D1低于BX；灰分为0.77%~0.86%，以D1最低，其余差异不显著。每100 g果肉总糖含量为2.84~6.80 g，以H5与BX最高，H2显著低于其他品种；果糖为0.17~0.82 g，以H5最高，H2、D1显著低于BX；葡萄糖为0.16~0.60 g，以H5最高、H2最低；蔗糖为0.69~1.10 g，以H5最高、H2最低；维生素C为4.50~5.84 mg，以H2最高、D1最低，各主要营养成分的含量存在差异。参试品种果实含有的氨基酸种类丰富，均含16种氨基酸，每100 g果肉氨基酸总含量为559.75~789.35 mg，其中H2还含有蛋氨酸，不同品种氨基酸的含量有一定差异。4种香蕉果实矿质元素含量存在显著差异性，其中H2每100 g果肉钙含量12.87 mg，显著高于其他品种；钾含量均较高，每100 g果肉钾含量在403~439 mg范围内，品种间差异不显著；H5铁含量最高；BX锰含量是其他3个品种的2倍以上。4种香蕉果实均含有酒石酸、苹果酸、柠檬酸、富马酸等少量有机酸。4个品种果实营养成分指标存在差异性，因此后续进行主成分分析。
|
2.2 香蕉果实营养成分指标主成分分析
对4个参试品种23个果实营养成分指标（表 2）进行主成分分析，计算各主成分的特征向量和贡献率，共提取出3个主成分，累计贡献率达94.26%，且特征值均大于1，表明3个主成分已经把4种香蕉果实营养成分94.26%的信息反映出来，因此选取这3个主成分作为4种香蕉果实营养成分的综合分析指标。由表 2可知，第1主成分（PC1）的贡献率达到57.18%，包括蛋白质（载荷量为0.99）、总氮（0.98）、总糖（0.97）、果糖（0.75）、蔗糖（0.84）、维生素C（-0.87）、氨基酸（-0.94）、钙（-0.90）、磷（-0.81）、镁（0.79）、锌（0.94）、苹果酸（0.98）、柠檬酸（0.94）13个指标的原始信息，其中蛋白质、总氮、总糖、苹果酸的载荷值明显大于其他指标，是该成分的主导因子。第2主成分（PC2）的贡献率为20.96%，包括灰分（0.85）、葡萄糖（0.69）、钠（-0.87）、铁（0.71）4个指标的原始信息。第3主成分（PC3）的贡献率为16.12%，包括水分（0.70）、锰（0.70）、富马酸（0.95）3个指标的原始信息。
|
2.3 香蕉果实营养品质综合性评价
以香蕉各主要营养指标在PC1、PC2、PC3的特征向量和贡献率的权重为系数，用蛋白质、总氮、水分、灰分、总糖、蔗糖、钠、维生素C、苹果酸、柠檬酸、富马酸11个指标的累积贡献总得分来综合评价香蕉果实营养品质，其中水分、灰分、有机酸（苹果酸、柠檬酸、富马酸）含量高会影响口感，作为负向指标，其余作为正向指标，果实营养品质排序为：H5＞BX＞D1＞H2（表 3）。
|
3 讨论
果糖、葡萄糖、矿质元素等是果实品质的重要指标[16]。本研究从4个香蕉品种果实的营养成分来看，成熟的香蕉果实营养富含蛋白质、果糖、葡萄糖和Vc，品种间营养成分存在一定差异，但各具特色。不同糖组分对甜度风味的贡献有所不同[17]，果实积累的还原性糖绝大部分是果糖和葡萄糖，果糖、葡萄糖的甜度比值分别为1.75、0.75，因此积累相同含量的糖，果实中果糖含量越高，甜度越高[18-19]。红研五号的总糖、果糖含量较高，甜度较甜；红研二号的糖分含量显著小于其他3个品种，甜度低于其他几个品种，但其Vc和钙含量最高，其Vc含量较高可能与其假茎含有丰富的花青苷有关[20]；水分含量最低的为红研五号，说明其耐保存性较强。果实的氨基酸种类和含量都很丰富，均含有人体必需的6种氨基酸，分别是赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸，其中红研二号还含有人体必需的蛋氨酸；红研二号、红研五号、滇蕉一号、巴西蕉氨基酸总含量分别高达789.35、569.00、645.85、559.75 mg/100g；钾含量在403~439 mg/100g范围，这与王春兰等[21]、庄军平等[22]报道的香蕉钾含量347.75 mg/100g的结果相近，铁含量在3.89~4.52 mg/kg范围，钠含量在0.24~0.65 mg/100g范围，属于高钾、高铁、低钠水果，香蕉的钾含量是葡萄、猕猴桃、柿子的2~3倍。不同营养元素对果实品质的影响不同，如锌、氮、锰对果肉硬度影响最大[23]，巴西蕉果实的锌、锰含量最高，其中锰的含量是其他品种的2倍以上，其果实的硬度比其他品种大；果实色泽主要受钾、锌、磷的影响[23]，几个品种果实色泽差异不大，这与果实中钾、锌、磷含量差异不显著一致。在主成分分析中，第1主成分Vc、氨基酸、钙、磷，第2主成分钠的特征载荷值为负，说明这些指标对该成分的贡献为负效应，对蛋白质、总氮、总糖等指标的增加呈负向调控作用。
4 结论云南是世界香蕉起源地之一，在长期的生产过程中驯化出一批各具特色的地方品种，丰富了云南香蕉品种的多样性。通过对云南特色香蕉品种果实营养特征分析表明，蛋白质、总氮、总糖、灰分、苹果酸、富马酸在主成分分析中载荷值较大，是香蕉果实营养成分差异的主导因子。综合评价果实营养品质，结果表明，红研五号＞巴西蕉＞滇蕉一号＞红研二号。不同品种香蕉果实中有些营养成分的含量变异较大，但各具特色，均具有较好的推广利用价值。本研究仅探讨自主选育香蕉的营养成分差异，关于香蕉营养和基因的关系，香蕉营养与地域的关系还需要进一步研究阐明，从而为香蕉育种及推广奠定基础。
| [1] |
BLOMME G, OCIMATI W, GROOT J, NTAMWIRA J, TITTONELL P. Agroecological integration of shade- and drought-tolerant food/feed crops for year-round productivity in banana-based systems under rain-fed conditions in Central Africa[J]. Acta Horticulturae, 2018, 1196: 41-54. DOI:10.17660/ActaHortic.2018.1196.5 |
| [2] |
李伟明, 陈晶晶, 段雅婕, 庞振才, 孙德权, 胡玉林, 胡会刚, 谢江辉, 陈文娜. 香蕉野生种质资源的分类、分布和分子系统发育研究进展[J]. 园艺学报, 2018, 45(9): 1675-1687. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0550 LI W M, CHEN J J, DUAN Y J, PANG Z C, SUN D Q, HU Y L, HU H G, XIE J H, CHEN W N. Research advances on taxonomy, geo-distribution and molecular phylogenetics of wild banana germplasm resources[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2018, 45(9): 1675-1687. DOI:10.16420/j.issn.0513-353x.2017-0550 |
| [3] |
只佳增, 杜浩, 周劲松, 李宗锴, 杨绍琼, 张光勇, 陈伟强. 基于叶型特征的云南特色香蕉叶面积模型分析[J]. 江西农业学报, 2020, 32(10): 57-61. DOI:10.19386/j.cnki.jxnyxb.2020.10.11 ZHI J Z, DU H, ZHOU J S, LI Z K, YANG S Q, ZHANG G Y, CHEN W Q. Regression model analysis of Yunnan characteristics banana's leaf area based on leaf type characteristics[J]. Acta Agricultural Jiangxi, 2020, 32(10): 57-61. DOI:10.19386/j.cnki.jxnyxb.2020.10.11 |
| [4] |
陈伟强, 赵素梅, 李芹, 刘学敏, 张建春, 张光勇, 邓成菊, 赵立兵, 权德才. 香蕉新品种"红研一号"44个遗传性状的变异分析研究[J]. 热带作物学报, 2012, 33(12): 2125-2129. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2012.12.002 CHEN W Q, ZHAO S M, LI Q, LIU X M, ZHANG J C, ZHANG G Y, DENG C J, ZHAO L B, QUAN D C. 44 hereditary characteristics variation analysis of the new banana variety "Hongyan 1"[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2012, 33(12): 2125-2129. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2012.12.002 |
| [5] |
黄俊豪, 段承煜, 邓英毅, 李峰, 冯斗, 屈啸. 6个香蕉品种果实后熟过程中品质的变化规律比较[J]. 热带作物学报, 2021, 42(10): 2993-3000. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.033 HUANG J H, DUAN C Y, DENG Y Y, LI F, FENG D, QU X. Comparison of the change rules of the quality for six banana varieties during fruit ripening[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2021, 42(10): 29. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.033 |
| [6] |
徐胜涛, 何翔, 杨佩文, 白亭亭, 番华彩, 尹可锁, 刘立娜, 曾莉, 李迅东, 郭志祥, 杨宝明, 黄玉玲, 李永平, 郑泗军. 不同海拔高度下香蕉园土壤理化性质及果实品质的变化[J]. 西南农业学报, 2020, 33(6): 1215-1220. DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2020.6.018 XU S T, HE X, YANG P W, BAI T T, FAN H C, YIN K S, LIU L N, ZENG L, LI X D, GUO Z Q, YANG B M, HUAN Y L, LI Y P, ZHEN S J. Changes of soil physical and chemical propertis and fruit quality in banana orchard at different altitudes[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2020, 33(6): 1215-1220. DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2020.6.018 |
| [7] |
陈海强, 杨公明, 梅为云, 李昌宝, 余铭. 不同品种香蕉果实成熟期主要营养与功能成分含量变化[J]. 广东农业科学, 2014, 41(22): 24-28. DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2014.22.006 CHEN H Q, YANG G M, MEI W Y, LI C B, YU M. Variation of soil physicochemical properties and fruit quality at different altitudes of banana plantation[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2014, 41(22): 24-28. DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2014.22.006 |
| [8] |
尚海凤, 王美存, 俞艳春, 罗心平, 尼章光, 段丙祥. 云南高原香蕉产业低效益成因与对策[J]. 江西农业学报, 2012, 24(10): 27-29. DOI:10.3969/j.issn.1001-8581.2012.10.008 SHANG H F, WANG M C, YU Y C, LUO X P, NI Z G, DUAN B X. Causes and countermeasures of low efficiency of banana industry in Yunnan plateau[J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2012, 24(10): 27-29. DOI:10.3969/j.issn.1001-8581.2012.10.008 |
| [9] |
陈鸿洁, 杨绍琼, 赵东兴, 李春, 周敏, 王树明, 陈伟强. 河口县香蕉园土壤肥力状况分析[J]. 热带农业科学, 2014, 34(2): 33-38, 43. DOI:10.3969/j.issn.1009-2196.2014.02.007 CHEN H J, YANG S Q, ZHAO D X, LI C, ZHOU M, WANG S M, CHEN W Q. Soil fertility analysis of banana plantations in Hekou[J]. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2014, 34(2): 33-38, 43. DOI:10.3969/j.issn.1009-2196.2014.02.007 |
| [10] |
张斌斌, 马瑞娟, 蔡志翔, 张春华, 颜志梅. 采前套袋微环境变化对桃果实品质的影响[J]. 植物生理学报, 2015, 51(2): 233-240. DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2014.0470 ZHANG B B, MA R J, CAI Z X, ZHANG C H, YAN Z M. Effects of preharvest micro-environment inside baggs on peach fruit quality[J]. Plant Physiology Journal, 2015, 51(2): 233-240. DOI:10.13592/j.cnki.ppj.2014.0470 |
| [11] |
王贵元, 许锋, 王飘, 陈明松, 朱学简. 套袋对荆梨一号梨果实品质的影响[J]. 广东农业科学, 2012, 39(10): 51-52. DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2012.10.055 WANG G Y, XU F, WANG P, CHEN M S, ZHU X J. Effects of bagging on fruit quality of 'Jingli No. 1' pear[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2012, 39(10): 51-52. DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2012.10.055 |
| [12] |
常晓晓, 陆育生, 彭程, 邱继水. 施用有机肥及套袋处理对苹果桃果实品质及采后保鲜效果的影响[J]. 广东农业科学, 2021, 48(6): 30-37. DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2021.06.005 CHANG X X, LU Y S, PENG C, QIU J S. Effects of organic fertilizer application and bagging treatments on fruit quality and postharvest preservation performance of prunus persica 'apple' peach[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2021, 48(6): 30-37. DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2021.06.005 |
| [13] |
李广, 吴限鑫, 王建忠, 郭春景, 林秋君. 水果功能性营养成分及其检测技术研究进展[J]. 农产品质量与安全, 2019, 5(5): 75-80. LI G, WU X X, WANG J Z, GUO C J, LIN Q J. Research progress on functional nutrients and detection technology of fruits[J]. Quality and Safety of Agro-Products, 2019, 5: 75-80. |
| [14] |
李宝玉. 不同干燥方式对香蕉产品品质的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(15): 100-106. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201615017 |
| [15] |
方志峰, 朱婷, 张若杰, 刘展华, 谢艺红, 唐振柱. 广西9种主要水果食物营养成分分析及评价[J]. 应用预防医学, 2018, 24(4): 281-284, 287. DOI:10.3969/j.issn.1673-758X.2018.04.011 FANG Z F, ZHU T, ZHANG R J, LIU Z H, XIE Y H, TANG Z Z. Analysis and evaluation of nutritional components of nine main fruits in Guangxi[J]. Journal of Applied Preventive Medicine, 2018, 24(4): 281-284, 287. DOI:10.3969/j.issn.1673-758X.2018.04.011 |
| [16] |
赵丽莎. 蔬菜与水果的成分因子聚类分析[J]. 山东农业大学学报(自然科学版), 2008(4): 536-540. DOI:10.3969/j.issn.1000-2324.2008.04.008 ZHAO L S. Component factor cluster analysis of vegetables and fruits[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition), 2008(4): 536-540. DOI:10.3969/j.issn.1000-2324.2008.04.008 |
| [17] |
李敬阳, 王甲水, 唐粉玲, 常胜合, 吴琼, 林妃, 许奕, 金志强. 香蕉果实营养差异及其对人体膳食摄入量贡献评价[J]. 热带作物学报, 2015, 36(1): 174-178. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2015.01.029 LI J Y, WANG J S, TANG F L, CHANG S H, WU Q, LIN F, XU Y, JIN Z Q. Evaluation of banana fruit nutritional difference and its contr ibution to human dietary intake[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2015, 36(1): 174-178. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2015.01.029 |
| [18] |
Yamaki S. Metabolism and accumulation of sugars translocated to fruit and their regulation[J]. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 2010, 79(1): 1-15. DOI:10.2503/jjshs1.79.1 |
| [19] |
冀晓昊, 刘凤之, 史祥宾, 王宝亮, 刘培培, 王海波. 架式和新梢间距对"巨峰"葡萄果实品质的影响[J]. 中国农业科学, 2019, 52(7): 1164-1172. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.07.004 JI X H, LIU F Z, SHI X B, WANG B L, LIU P P, WANG H B. The effects of different training systems and shoot spacing on the fruit quality of "Kyoho" Grape[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(7): 1164-1172. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.07.004 |
| [20] |
陈伟强, 邓成菊, 李芹, 张建春, 张光勇, 刘学敏, 杨绍琼, 王晓燕, 孙寅虎. 香蕉新品种"红研二号"的特异性研究[J]. 热带作物学报, 2015, 36(9): 1551-1556. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2015.09.001 CHEN W Q, DENG C J, LI Q, ZHANG J C, ZHANG G Y, LIU X M, YANG S Q, WANG X Y, SUN Y H. The research and evaluation of distinctness for banana new variety "Hongyan 2"[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2015, 36(9): 1551-1556. DOI:10.3969/j.issn.1000-2561.2015.09.001 |
| [21] |
王春兰, 李文最, 肖明发, 林侃, 黄健, 谢芳. 福州市售蔬菜和水果中13种矿质元素含量的测定与分析[J]. 广东微量元素科学, 2012, 19(7): 40-46. DOI:10.3969/j.issn.1006-446X.2012.07.006 WANG C L, LI W Z, XIAO M F, LIN K, HUANG J, XIE F. Determination and analysis of 13 mineral elements content of marketed fruits and vegetables in Fuzhou City[J]. Guangdong Trace Elements Science, 2012, 19(7): 40-46. DOI:10.3969/j.issn.1006-446X.2012.07.006 |
| [22] |
庄军平, 李雪萍, 陈维信. 香蕉果实后熟过程中果肉软化差异的研究[J]. 西北植物学报, 2009, 29(5): 983-988. DOI:10.3321/j.issn:1000-4025.2009.05.020 ZHUANG J P, LI X P, CHEN W X. Differences in banana internal and outer pulp during ripening and softening[J]. Acta Botanica BorealiOccidentalia Sinica, 2009, 29(5): 983-988. DOI:10.3321/j.issn:1000-4025.2009.05.020 |
| [23] |
MANNERS R, VANDAMME E, ADEWOPO J, PHILIP T, MICHAEL F, CARPENTIER S, EZUI K S, THIELE G. Suitability of root, tuber, and banana crops in Central Africa can be favoured under future climates[J]. Agricultural Systems, 2021, 193: 1-15. DOI:10.1016/J.AGSY.2021.103246 |
(责任编辑 崔建勋)