利用精密色差仪测定板栗果实褐变的方法研究

张树航，李　颖，王广鹏，郭　燕，张馨方

（河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北　昌黎　066600）

利用精密色差仪测定板栗果实褐变的方法研究

张树航，李颖，王广鹏*，郭燕，张馨方

（河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北昌黎066600）

提出使用精密色差仪测定板栗果实色差，从而快速、准确地评价板栗的果实褐变程度。并使用精密色差仪对7个品系的栗果煮熟前后的褐变程度进行了测定，结果显示，H7-1和D3-21的△L值变化较小，褐变程度较低；D7-65褐变程度最高。并将采用传统分光光度计比色法测定的栗肉褐变程度与利用精密色差代测定的栗肉色差指标值进行了相关性分析，结果显示，可以利用精密色差仪测定的△L值准确评价板栗的褐变程度，当果肉偏绿色时以△a值为辅助指标。

板栗；褐变；精密色差仪；△L值

果品加工产业常常受到果肉褐变问题的困扰［1～3］，其中，板栗加工也不例外。板栗褐变后会降低其深加工产品的质量，在很大程度上制约了板栗深加工的增值，给板栗产业的蓬勃发展带来一定的壁垒，因此，解决栗肉褐变问题是大力发展板栗深加工产业的关键［4～6］。不同板栗品种的栗仁褐变程度存在较大差别，培育栗肉抗褐变的板栗品种是解决栗肉褐变最具有前瞻性的方法。因此，比较不同品种间的栗肉褐变差异就显得非常重要。评价板栗品种褐变情况的传统方法主要有目测法［7～9］和比色法［10～12］，也有学者利用数码相机拍照通过评价板栗果实亮度值进而分析栗肉的褐变程度［13］，但这些方法均存在效率低、误差大等缺点。选择一种快速、准确反映板栗果实褐变情况的方法，对板栗生产和加工具有深远意义。

1　材料与方法

利用精密色差仪测定栗仁表面，得到△Eab（总色差）、△L、△a、△b等值，以此来评价板栗的褐变程度。色差仪的Lab色彩模型由照度（L）以及有关色彩的a和b这3个要素组成。L轴以亮度表示黑白，其中，0为黑，100为白；a轴正值为红，负值为绿，0为中性；b轴正值为黄，负值为蓝，0为中性。所有颜色均可以通过Lab色空间感知并测量。以上数据也可以用来表示标样与测试样的色差，并通常以△Eab（总色差）、△L、△a和△b表示，其中，△L为正时表明测试样较标准样浅（偏白），△L为负时表明测试样较标准样深（偏黑）；△a为正时表明测试样较标准样红（偏红），△a为负时表明测试样较标准样绿（偏绿）；△b为正时表明测试样较标准样黄（偏黄），△b为负时表明测试样较标准样蓝（偏蓝）；△Eab（或△E）为总色差，表示色差偏移的方向，值越大，表明色差越大。

以板栗杂交苗7个品系的栗果（表1）为试材，每个品系均称取大小均匀、无病虫害的栗果1 kg，平均分成2份。从其中1份选取3个栗果剥去内外果皮，用精密色差仪测定栗果生果肉的的褐变程度；将另外1份栗果标记并包装后蒸煮25～30 min，选取3个栗果剥去内外果皮，用精密色差仪测定栗果熟果肉的褐变程度。打开精密色差仪，选择光源为漫反射光，利用仪器自带的黑板和白板进行仪器调试，用仪器测定白板选为对照，得到△Eab、△L、△a、△b值。根据板栗果肉熟制前后色差指标值的变化，评价该板栗品种的褐变程度。

将蒸煮后的板栗果实剥去内外种皮，研磨成匀浆，采用传统的分光光度计比色法［12］，利用紫外分光光度计测定其OD值，评价板栗果肉的褐变程度。利用SPSS 18.0软件，对有关数据进行相关性分析。

2　结果与分析

2.1板栗品系煮熟前后褐变程度的变化

参试板栗品种的栗肉煮熟后，△Eab、△L、△a、△b值均发生了变化（表1）。其中，H7-1和D3-21煮熟前后的△L值变化较小，变幅分别为0.30和1.01，表明这2个品系的褐变程度较小；D7-65煮熟前后的△L值变化较大，达到了10.62，该品系煮熟后果肉颜色较黑，表明褐变程度较大。△a值表现的是红绿偏值，煮熟后H7-1、D3-21和D7-65的△a值为正，表明这3个品系的板栗煮熟后果肉颜色偏绿，其中D7-65的果肉颜色最偏绿；其他4个品系的△a值均为负，表明这些品种的板栗煮熟后果肉颜色偏红，其中X35-110的果肉颜色最偏红。板栗煮熟前后的△Eab和△b值无显著变化。

表1　7个板栗品系煮熟前后色差的变化Table 1　Comparison of color change of 7 boiled Chinese chestnut varieties

2.2褐变程度与色差指标值的相关性分析

褐变程度（采用传统的分光光度计比色法测得）与△Eab、△L和△a值的相关性均达到了极显著水平，其中，△L值与褐变的相关系数绝对值最大（表2）。另外，栗果褐变的感官评价方法中白度色差最易判断，同时考虑到栗果有黄色和绿色之差，因此，以△L值作为栗果褐变程度的量评价的主要色差指标，当果肉偏绿色时以△a值为辅助指标。

表2　色差值与褐变程度的相关性Table 2　The correlation between the value of color and the browning degree

3　结论与讨论

利用精密色差仪对7个板栗品系煮熟前后的果肉颜色进行测定，结果显示，H7-1和D3-21的△L值变化较小，褐变程度较低；D7-65褐变程度最高。

果实褐变诱发因素呈现复杂化、多样化的特点，且其发生机理仍不能确切阐明［14，15］。果实褐变按其发生机制可分为非酶促褐变和酶促褐变2种类型。前人在板栗褐变机理的研究中，对酶促褐变研究得比较广泛，认为板栗的栗仁褐变是由于其表层的酚类物质引起的［16，17］。酚类底物在有氧条件下PPO催化其形成褐色产物，导致板栗仁褐变。环境条件改变后，酚类底物的物理化学性质受到一定影响，导致褐变程度有所不同［18，19］。准确测定果实的褐变程度，可以为研究褐变发生机理提供支持。

有学者采用目测分级法对板栗果实褐变程度进行评价，按照果肉褐变面积占果实表面积的比例进行分级，以等级来区分褐变程度［8］。这种方法在进行粗略比较时较为实用，但不能给出具体数值来佐证自己的判断，而且易受到评价者主观印象的影响。通过研磨果肉后测得消光值来反映果实的褐变程度［10］，存在效率低、误差大的缺点。利用数码相机拍照可以评价果实的褐变程度［13］，但是对拍照环境如光线等要求较高，否则会产生较大的误差，操作也比较繁琐。

蔡长河等［20］利用色差仪对荔枝果肉进行了褐变评价。受此启发，本研究利用精密色差仪对板栗果肉的褐变程度进行了评价，并对7个板栗品系的测定结果进行对比分析，结果显示，可以利用精密色差仪测定的△L值准确地评价板栗的褐变程度，当果肉偏绿色时以△a值为辅助指标。可以看出，精密色差仪可以直接用数字很直观地表示出板栗褐变程度的差异，且读取速度快，能够准确地测定评价出板栗的褐变程度，还可以用红绿和黄蓝几种颜色进行综合评价。精密色差仪可以较为直观地测定板栗的褐变程度，为寻找抗褐变资源提供了一种便捷方法，进而为板栗品种选择、种质创新、新品种培育以及筛选有效的褐变防控技术奠定基础。

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Study on the New Method for Measuring Browning of Chestnut Using the Precise Color Reader

ZHANG Shu-hang，LI Ying，WANG Guang-peng*，GUO Yan，ZHANG Xin-fang
（Changli Institute of Pomology，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Changli 066600，China）

The new method for measuring browning of chestnut using the precise color reader was proposed，in order to quickly and accurately evaluate the degree of browning on the surface of chestnut.The degree of browning of 7 chestnut varieties were determined using the precise color reader.Analysis of data obtained that the changes of the values of△L were shown to be less，and the degree of browning of H7-1 and D3-21 were lower.The degree of browning of D7-65 was the highest.The correlation analysis on the degree of browning measured by colorimetric method of traditional spectrophotometer and precise color reader was conducted.These results indicated that the precise color reader can be accurately determined the degree of browning on chestnut by the value of△L，when the color of chestnut surface was closed to green，the value of△a as auxiliary index.

Chestnut；Browning；Precise color reader；The value of△L

S664.2

A

1008-1631（2016）03-0101-03

2015-12-15

国家林业公益性行业科研专项（201204401）；河北省农林科学院青年基金项目（A2015020102）

张树航（1982-），男，河北青龙人，助理研究员，硕士，主要从事板栗育种及栽培生理研究。E-mail：zhangshuhang1203@163.com。

王广鹏（1978-），男，河北赞皇人，副研究员，博士，主要从事板栗育种及栽培生理研究。E-mail：wangguangpeng430@163.com。