不同貯藏條件對阿克蘇蘋果品質(zhì)及糖心的影響

張亞若，劉 園，童盼盼，湯 蕾，徐 強，王江波

(1.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室，新疆阿拉爾 843300；3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，武漢 430070；4.園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室，武漢 430070)

0 引 言

【研究意義】阿克蘇地區(qū)位于新疆天山南麓、塔里木盆地北緣[1]。當(dāng)?shù)毓庹粘渥恪円箿夭畲蟆⒏呱窖┧喔鹊泉毺氐膬?yōu)勢條件，阿克蘇地區(qū)生產(chǎn)的富士蘋果果實形狀扁平、單果重150～200 g、果面光滑、色澤鮮艷、皮薄肉厚、口感清甜、在成熟后期，維管束周圍果肉呈半透明狀，形似“糖心”[2]。2017年，阿克蘇地區(qū)“富士”蘋果栽培面積已達到2.59 ×104hm2，其中紅旗坡農(nóng)場1.1 ×104hm2，溫宿縣0.69 ×104hm2，阿克蘇市0.61 ×104hm2，形成了以紅旗坡農(nóng)場、阿克蘇及周邊、溫宿縣為主的阿克蘇“冰糖心”蘋果最佳核心種植區(qū)[3]。阿克蘇地區(qū)的冰糖心蘋果最顯著的優(yōu)勢就是含糖量遠高于普通蘋果[4]，由于缺乏采收標(biāo)準(zhǔn)、阿克蘇“冰糖心”蘋果貯藏技術(shù)參數(shù)，其貯藏供應(yīng)期短，最遲貯藏至翌年3月，且發(fā)生貯藏病害風(fēng)險較大[5]。尋找最適宜冰糖心蘋果的貯藏條件，延長阿克蘇“冰糖心”富士蘋果的貯藏期，減少貯藏病害的發(fā)生，對阿克蘇蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要意義。【前人研究進展】趙祎等[6]對嘎啦蘋果的研究表明，0和5℃低溫有利于抑制果實呼吸強度上升、保持果實的硬度、抑制果實腐爛、延緩果實的成熟衰老，較好的保持果實的鮮食品質(zhì)。舒暢等[7]研究表明，近冰溫貯藏可以保持金冠蘋果較好的抗氧化能力。王志華等[8]對寒富蘋果的研究表明，除貯藏溫度過低、貯藏溫度過高以外，二氧化碳(CO2)傷害也導(dǎo)致蘋果組織產(chǎn)生褐變。肖子寒[9]在金紅蘋果貯藏的研究結(jié)果表明，氣調(diào)貯藏在推遲果實呼吸高峰、抑制乙烯釋放速率、保持果實的硬度、減緩可溶性固形物含量以及有機酸含量的下降、降低PPO活性等方面具有顯著性效果。張健萍等[10]采用透骨草提取液對茂縣糖心蘋果進行涂抹處理，結(jié)果表明，透骨草提取液有效的降低了茂縣糖心蘋果在儲藏期間的病蟲害指數(shù)和失重率，降低了果皮中丙二醛的含量，延緩了果實的成熟；張蕓等[11]試驗表明，常溫保鮮下，黃芩提取液處理可以降低果實可滴定酸，以及自身過氧化氫酶、過氧化物酶、超氧化歧化酶等一類抗氧化酶的下降速率，減慢丙二醛的上升速率，有效的延長茂縣糖心蘋果果實的保鮮時間。魯興凱等[12]研究發(fā)現(xiàn)，昭通紅富士糖心蘋果隨著貯藏時間延長，糖心比例會逐漸下降或消失，但食用時仍保有甜蜜風(fēng)味；姜云斌等[5]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，貯藏阿克蘇冰糖心富士蘋果時，降溫過快會誘發(fā)果實黑心，后期風(fēng)味品質(zhì)變差；采用1-MCP處理可以略延長果實貨架期。【本研究切入點】“糖心”是阿克蘇蘋果的顯著特點，在貯藏過程中糖心極易消失，且伴隨有糖心褐化的表現(xiàn)[5]。研究阿克蘇蘋果在不同貯藏條件下的貯藏過程中果實品質(zhì)的變化，分析不同貯藏條件下糖心的消失和褐化的趨勢。【擬解決的關(guān)鍵問題】以阿克蘇地區(qū)蘋果為材料，監(jiān)測阿克蘇蘋果在不同的貯藏條件(不同的溫度以及不同的CO2濃度)下果實的部分品質(zhì)指標(biāo)和生理指標(biāo)的變化，分析糖心蘋果貯藏所需的最佳溫度和氣體條件，研究不同溫度、不同CO2濃度對糖心蘋果貯藏期間的影響，為阿克蘇地區(qū)“冰糖心”蘋果的最適宜貯藏條件提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以采自阿克蘇地區(qū)紅旗坡農(nóng)場的長富蘋果為試驗材料，于2017年11月初選擇栽培管理科學(xué)、樹勢好、結(jié)果良好的成年期果樹，摘取大小均勻、著色及成熟度大體一致、無病害和機械損傷的果實。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

設(shè)置4、12℃和4℃2個月+12℃1個月3個溫度處理，每個溫度處理下設(shè)置CO2濃度<4%、CO2濃度>4% 2個氣體條件(以打孔PE袋包裝來控制CO2濃度<4%，以密封PE袋包裝來控制CO2濃度>4%)；雙因素正交試驗，共6個處理。每隔20 d從每處理中隨機抽取果實測定各項指標(biāo)，重復(fù)3次，每次10個果。

1.2.2 測定指標(biāo)1.2.2.1 糖心率、糖心指數(shù)及褐化指數(shù)

糖心率：糖心率(%)=(糖心果數(shù)/調(diào)查總數(shù))×100。

糖心指數(shù)：糖心指數(shù)(%)=∑[(糖心果數(shù)×級數(shù))/(調(diào)查總數(shù)×最高級數(shù))]×100。

糖心級數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)：

0級-無糖心現(xiàn)象發(fā)生；1級-只發(fā)生在心皮組織和附近維管束區(qū)域；2級-細長放射狀寬度不超過5 mm，長度不超過20 mm，不連片；3級-在果核周圍呈放射狀分布，細長放射狀水心寬度超過5 mm，少量連片，未延伸到果皮。 褐化指數(shù)：果肉褐化指數(shù)(%)=∑[(褐變級數(shù)×果實個數(shù))/(最高褐變級數(shù)×果實總個數(shù))]×100。

褐變級數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)：

0級-果肉無褐變；1級-褐變部分為果肉的0～1/4；2級-褐變部分為果肉的1/4～1/2；3級-褐變部分為果肉的1/2～3/4；4級-果肉褐變部分大于3/4。

1.2.2.2 硬度和可溶性固形物含量

采用曹建康等[13]的方法，稍作改變。在果實赤道線上，取相互垂直的4個位置削皮，用果實硬度計垂直打入果肉，結(jié)果取平均值，單位為kg/cm2。

采用趙祎等[6]的方法，稍作改變。每次測定前將數(shù)顯折光儀用蒸餾水調(diào)零，在測硬度的位置取一定大小的果肉，擠出果汁滴入折光儀中測定，每個果實測3次，取平均值(%)。

1.2.2.3 有機酸含量

采用酸堿滴定法。

1.2.2.4 乙醇、甲醇、甲醛含量

參照Sugiura等(1983)[14]的方法并略作改動。取5 mL樣品果汁于20 mL氣相專用小瓶中(也可以磨樣加飽和食鹽水)；測定條件為：DB-624色譜柱(30 m×0.53 m×3 mm)，分流進樣口溫度250℃，檢測器(FID)溫度250℃，載氣為N2，恒壓，載氣流速30 mL/min，分流比10∶1。單位為μg/mL。

1.2.2.5 多酚氧化酶活性

用鄰苯二酚法[13]測PPO活性。將0.5 mL酶提取液加入2 mL磷酸緩沖液(pH=7)中，加入0.5 mL鄰苯二酚，使反應(yīng)液充分混勻，立即點樣(Costor -透明96孔酶標(biāo)版，每孔點樣200 mL)，點樣后放入酶標(biāo)儀(瑞士TECAN infinite 200 PRO多功能酶標(biāo)儀)測定。酶標(biāo)儀設(shè)定程序為，震蕩5s后于波長410 nm下測定吸光值，2 min后再測1次。以1 min吸光度變化0.01為1個多酚氧化酶活性單位。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏條件下果實常規(guī)品質(zhì)的變化

研究表明，在貯藏過程中，不同貯藏條件下果實的可溶性固形物含量均會在某時間段出現(xiàn)上升的趨勢。同等的貯藏溫度下，打孔條件下果實的有機酸含量均低于密封條件下果實的有機酸含量，4℃打孔與4℃密封的果實有機酸含量之間的差異達到極顯著水平。貯藏100 d時，4℃密封的果實硬度值最高，為5.5 kg/cm2，4℃2個月+12℃1個月打孔貯藏的果實的硬度值最低，為2.8 kg/cm2。圖1

圖1 不同貯藏條件下果實可溶性固形物含量(A)、有機酸含量(B)、硬度(C)、固酸比(D)的變化Fig.1 Changes of soluble solid content (A), organic acid content (B), hardness (C) and solid-acid ratio (D) in fruits under different storage conditions

2.2 不同貯藏條件下糖心消失

研究表明，糖心率隨著貯藏時間的延長不斷降低，12℃密封與4℃2個月+12℃1個月密封處理下的果實的糖心率變化最大，由84%到0，4℃打孔處理下的果實的糖心率變化最小，由84%到43.75%。4℃打孔果實的糖心指數(shù)變化與其他處理果實的糖心指數(shù)變化有極顯著差異。圖2

2.3 不同貯藏條件下果實的褐變情況

研究表明，貯藏60 d后，果實乙醇、甲醇、乙醛等含量都有顯著性提升，其中4℃密封條件下的果實變化最為明顯，在貯藏80 d時，乙醇含量達到1 283.31 μg/mL，甲醇含量達到51.11 μg/mL，乙醛含量達到75.71 μg/mL。密封貯藏條件下果實的PPO活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；打孔貯藏條件下果實的PPO活性始終保持下降的趨勢。圖3

2.4 蘋果糖心指數(shù)和褐化指數(shù)與各項指標(biāo)的相關(guān)性

研究表明，在貯藏過程中果實的常規(guī)品質(zhì)的變化與糖心指數(shù)的變化呈正相關(guān)關(guān)系，且硬度與糖心指數(shù)有較高的相關(guān)水平，研究認為這是由于果實中結(jié)晶狀的糖分被消耗后，果肉組織間隙增大，導(dǎo)致果實變軟和果實硬度的降低。果實硬度、可溶性固形物、有機酸都與褐化指數(shù)直接相關(guān)，且呈負相關(guān)關(guān)系。

果實PPO活性與糖心指數(shù)呈正相關(guān)，果實的乙醇、甲醇、乙醛含量的變化與果實糖心指數(shù)呈負相關(guān)。果實PPO活性與褐化指數(shù)的變化呈負相關(guān)，果實乙醇、甲醇、乙醛含量的變化都與果實褐化指數(shù)呈正相關(guān)。表1

表1 糖心指數(shù)和褐化指數(shù)與各項指標(biāo)的相關(guān)性Table 1 Correlation analysis of saccharine index and browning index with various indexes

2.5 糖心蘋果與非糖心蘋果的差異性比較

研究表明，在不同的貯藏條件下，糖心蘋果的固酸比始終高于非糖心蘋果的固酸比，統(tǒng)計分析顯示，在不同的貯藏條件下，糖心蘋果與非糖心蘋果的有機酸含量變化以及固酸比變化都具有極顯著性差異。貯藏前，糖心蘋果與非糖心蘋果的PPO活性相差約5.4 U，貯藏80 d后，糖心蘋果與非糖心蘋果的PPO活性大致相近，均在1～3 U。各貯藏條件下，糖心蘋果與非糖心蘋果乙醇含量的變化存在差異，但變化趨勢一致，且差異性分析表明，相同貯藏下的糖心蘋果與非糖心蘋果PPO活性的變化、乙醇含量變化均沒有顯著性差異。圖4

圖4 不同貯藏條件下糖心蘋果與非糖心蘋果的固酸比(A)、PPO活性和乙醇含量(B)的差異Fig.4 Differences in the acid-solid ratio (A), PPO activity and ethanol content (B) of saccharine apples and non-saccharine apples under different storage conditions

3 討 論

3.1 不同貯藏條件對蘋果糖心消失的影響

阿克蘇蘋果生長期長，初花期一般在4月13日左右，采摘期從11月1日前后2～3 d開始，11月15日前后2～3 d結(jié)束[15]。根據(jù)試驗結(jié)果，阿克蘇蘋果的糖心指數(shù)在打孔的貯藏條件下，與硬度、甲醇含量表現(xiàn)出極顯著或顯著相關(guān)的關(guān)系。杜艷民等[16]研究發(fā)現(xiàn)，新疆阿克蘇地區(qū)富士蘋果水心指數(shù)與可溶性固形物含量呈顯著正相關(guān)。試驗中，不同貯藏條件下，果實的可溶性固形物含量整體呈下降趨勢，但均存在某一時間段出現(xiàn)上升的現(xiàn)象，牛銳敏[17]認為這是由于淀粉被水解，帶來的可溶性固形物含量短暫增加的現(xiàn)象。在韓玉俠[18]、張薇薇[19]等研究中，蘋果果實的硬度變化、可溶性固形物含量在貯藏過程中均是下降的趨勢，與試驗的結(jié)果一致。韓玉俠[18]研究表明，有機酸含量在果實貯藏過程中隨著貯藏時間的延長逐漸增加。有機酸是決定水果口感的重要成分，有機酸含量的增加會增加果肉的酸度。固酸比往往作為評判果實酸甜程度的一項重要指標(biāo)，趙祎[6]、戚玉靜等[20]的研究中固酸比隨著貯藏時間延長，有上升的趨勢，與研究的試驗結(jié)果一致。

3.2 不同貯藏條件對蘋果褐化的影響

蘋果是典型的呼吸躍變型果實。果實褐變直接影響到果實保鮮和加工品質(zhì)[21]。寇莉蘋[22]在試驗中發(fā)現(xiàn)，其他貯藏條件相同時，0℃下貯藏的富士蘋果果肉褐變情況比4℃下貯藏的富士蘋果果肉褐變嚴重。田勇[23]認為，富士蘋果只要貯藏環(huán)境中的CO2體積分數(shù)超過4%時，果實就會產(chǎn)生CO2傷害，與試驗打孔貯藏(CO2濃度<4%)更有利于延緩果實褐化的實驗結(jié)果基本一致。李淑玲等[24]研究結(jié)果顯示，總多酚含量、表兒茶素、兒茶素綠原酸是影響酶促褐變的主要因素。郝慧英等[25]通過對多酚氧化酶活性的研究 ，發(fā)現(xiàn)褐變程度不僅依賴于多酚的濃度和多酚氧化酶的活性，天然存在于產(chǎn)品中的酚類及其之間的相對濃度也是重要的影響因素。有研究表示酶的活性與果實硬度呈正相[26]。在實驗中PPO在貯藏初期有著較高的活性，隨著貯藏時間的延長PPO活性下降，這是由于果實衰老導(dǎo)致代謝減慢[27]。這與林向東等[26]的試驗結(jié)果一致。一般剛采收的果實乙醇含量極少( 0.04% )，乙醇含量在貯藏過程中會逐漸增加[28]。有研究顯示，蘋果中乙醇的含量達到 0.3% 時已能引起果實敗壞[29]。所以，研究蘋果在貯藏過程中乙醇含量的變化對于監(jiān)測果實品質(zhì)有著重要作用[30]。關(guān)于蘋果[31]、櫻桃[32]、桃[33]、柑桔[34]、李[35]、香梨[36]的試驗研究中顯示果實乙醇含量會隨著貯藏時間的延長逐漸增加，與試驗的結(jié)果一致。

3.3 不同貯藏條件下糖心蘋果與非糖心蘋果的差異

在4℃打孔條件下貯藏20 d后，糖心蘋果的可溶性固形物含量會低于非糖心蘋果的可溶性固形物含量。也就說明，在貯藏前期，糖心蘋果比非糖心蘋果的可溶性固形物更容易流失。但糖心蘋果與非糖心蘋果的有機酸含量變化具有極顯著差異，且同一貯藏條件下的同一時期，糖心蘋果的有機酸含量顯著低于非糖心蘋果的有機酸含量，糖心蘋果的固酸比也顯著高于非糖心蘋果的固酸比。研究[16,37，38]認為多酚氧化酶是導(dǎo)致果實褐化的主要因素之一。黃炳鈺等[21]在菠蘿上研究認為，乙醇代謝可能與果實黑心病的發(fā)生密切相關(guān)。通過對果實PPO活性和乙醇含量這2個與褐化相關(guān)的指標(biāo)的分析發(fā)現(xiàn)，貯藏過程中，糖心蘋果與非糖心蘋果的PPO活性、乙醇含量的變化都沒有顯著性差異。認為糖心蘋果在貯藏過程中，糖心蘋果與非糖心蘋果的褐變情況沒有顯著差異。

4 結(jié) 論

溫度4℃，打孔的貯藏條件最有利于阿克蘇地區(qū)糖心蘋果的貯藏。蘋果由4℃貯藏條件轉(zhuǎn)移至12℃貯藏時，果實品質(zhì)會迅速下降，因此，建議消費者購買蘋果后盡早食用或4℃貯藏，不宜放于相對冷涼但高于4℃環(huán)境貯藏。 糖心蘋果的糖心消失并不會導(dǎo)致糖心蘋果的口感降低，在相同條件下貯藏相同時長后，糖心蘋果的口感品質(zhì)仍然優(yōu)于非糖心蘋果。糖心蘋果與非糖心蘋果的褐化相關(guān)指標(biāo)沒有顯著性差異，糖心蘋果和非糖心蘋果的褐化情況差異不顯著。