柿種質資源果實CO2脫澀特性評價

胡 杰 ，張楊凡，王孟珂，車慶輝，王仁梓，關長飛，楊 勇

(西北農林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

柿(DiospyroskakiThunb.;2n=6x=90)原產中國，已有1000a以上的栽培歷史，是柿屬植物中最具經濟價值的栽培種[1]。柿有多種食用形態，鮮脆柿口味甜美，爽脆可口[2]；軟柿味美多汁，口感細膩[3]。除此以外，柿具有極高的營養價值，含有許多糖分，蛋白質，維生素C和胡蘿卜素等[2]，同時也富含鈣、磷、鐵、碘等礦質元素，以及果膠、水溶性膳食纖維、單寧、膽堿、蘆丁和黃酮類物質等，因此也具有一定的藥用價值[4]。由此看來，柿具有極其廣闊的市場前景。中國作為其原產國，在產量、栽培面積上均居世界首位[5]。據FAO (2021) 統計，2019年全世界柿樹栽培面積99.24萬hm2(中國91.49萬hm2，占世界的92%) 、柿果年產量427萬 t (中國近320.72萬 t，占世界的75%)[6]。

然而，在中國已發現的1000余個柿品種中，約99%為澀柿[7]。澀柿中可溶性單寧含量較高，在食用時可溶性單寧與舌粘膜蛋白結合，使人感到強烈的澀味，因此必須經過脫澀方可食用。目前關于柿果實脫澀機理有兩種方法：柿果實去除澀味與乙醛直接相關，在脫澀過程中生成的乙醛可促使可溶性單寧轉化為不溶性單寧，從而去除澀味[8]；澀味去除與柿果實細胞中一些其他物質有關，在脫澀過程中果肉中的果膠、原生質膜和細胞壁會與多糖發生凝膠反應，構成果膠和單寧復合體，使澀味消失[9]。目前，柿果脫澀常用方法有很多，其中CO2脫澀法操作簡單且省時省工，既可以進行大規模的集中脫澀，又可以少量分散脫澀，效率高而且成本較低[10]，同時，脫澀后果實硬度高、色澤好，保持良好的柿果品質[11]，因此CO2脫澀法是目前柿果商業應用最廣泛的脫澀方法。

用CO2進行柿果脫澀的原理是：高濃度的CO2造成缺氧狀態，進行無氧呼吸產生乙醇，然后再由柿果中的乙醇脫氫酶將乙醇轉化為乙醛，乙醛與可溶性單寧發生反應，使可溶性單寧變為不溶性單寧，從而使柿果脫澀[12]。CO2脫澀主要包含脫澀誘導期和自動脫澀期兩個明顯不同的過程，前者為誘導過程，果實由于暴露在CO2中產生代謝活動；后者為脫澀過程，經歷誘導過程的果實在無CO2的條件下，可在空氣中自發完成脫澀，即一旦異常的生理代謝被誘導，便能自動進行，這時與CO2是否存在無關[13-14]。冷平等[10]對磨盤柿的研究表明，在22℃、95% CO2處理下，脫澀效果最好且貨架期長達7d。選用的CO2濃度和時間等脫澀條件因品種不同均稍有差異[11]，并不是所有的品種均適用于CO2脫澀。本研究擬篩選可以利用CO2進行商品化脫澀處理的優良種質，對柿產業的發展以及澀柿品種的推廣提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

以國家柿種質資源圃120份柿資源(表1)為材料。選擇八成熟顏色金黃、堅硬且未脫澀、大小均一、無損傷、無病蟲害的柿果。

表1 脫澀處理種質資源Table 1 Germplasm resources of de-astringency treatment

1.2 方 法

1.2.1 CO2脫澀處理 采用CTSD法進行脫澀處理，將柿果實裝入網兜，放入溫度為25 ℃，CO2含量95%的密閉容器中。處理24 h后取出果實，室溫放置0 h、12 h、24 h、48 h后進行可溶性固形物含量、硬度和單寧含量的檢測。

1.2.2 硬度測定 隨機選取3個果實，使用數顯式水果硬度計測定果頂及果實赤道面等距4個點的果肉硬度，結果取平均值。

1.2.3 可溶性固形物測定 使用數顯折射儀測定果頂及果實赤道面等距4個點的果肉的可溶性固形物，結果取平均值。

1.2.4 單寧定性測定 取直徑15 cm左右的濾紙完全浸泡在5%氯化亞鐵溶液中30 min，放入55 ℃的烘箱中烘干，備用。取處理后的柿果實，從赤道部切開，將果實切面平整按壓在制備好的濾紙上靜置15 s后將果實拿開，待染色穩定后拍照記錄。

2 結果與分析

2.1 柿果實根據脫澀特性分類

采用歐氏距離對120份種質資源的脫澀時間進行聚類分析。結果表明(圖1)，120份種質資源可分為脫澀種質(Ⅰ組)和未脫澀種質(Ⅱ 組)。Ⅰ組可分為易脫澀種質(ⅠA)和難脫澀種質(ⅠB)，其中ⅠB包含ⅠB1(24 h脫澀)和ⅠB2(48 h脫澀)；Ⅱ組包含無法脫澀種質(ⅡA)和返澀種質(ⅡB)。

圖1 柿果實不同脫澀類型種質資源聚類圖Fig.1 Cluster diagram of persimmon fruit of different types

Ⅰ組有73個種質占總資源的60.83%。其中ⅠA包含‘滎陽水柿’‘隆回軟早’‘杭州牛心柿’和‘華陰重臺柿’等35份在空氣中放置12 h即可完成脫澀的種質，占總脫澀種質的47.96%。ⅠB為‘博愛八月黃’‘什樣柿’‘耀縣五花柿’等27個放置24 h完成脫澀的種質(ⅠB1)以及‘小廣扁柿’‘白日本’‘老柿溝’等11個48 h完成脫澀種質(ⅠB2)，分別占總脫澀種質的36.99%和 15.07%。Ⅱ組有47份種質，占總資源的 39.17%，其中ⅡA包含43個種質如‘臨潼掛干柿’、‘從化柿’以及‘地藏柿’等，其特點為經過處理后在空氣中放置48 h后仍無法脫澀，占總資源的35.83%；ⅡB包含4個種質：‘朱罐罐’‘都江堰干柿’‘艷果紅’和‘紅面蛋’，均為返澀種質，占總資源的3.33%(圖2)。

圖2 柿果實不同脫澀類型種質占比圖Fig.2 Proportion of different types of persimmonfruit

2.2 柿各種質資源果實單寧印跡變化

73份可脫澀資源的單寧印跡由深色變為淺色或無色，當單寧印跡變為極淺的紫色或者無色時口嘗便不澀。返澀種質在空氣中放置24 h時單寧印記較淺，達到可食用水平，繼而在空氣中放置48 h時返澀，單寧印記顏色加重果實澀味重新出現，易脫澀種質在空氣中放置12 h時單寧印跡變為無色；難脫澀種質在空氣中放置24、48 h時單寧印記變為淺紫色，達到可食用水平；無法脫澀種質在空氣中放置48 h單寧印跡仍然較重，不能食用(圖3)。

A. ‘都江堰干柿’返澀種質單寧印跡圖；B.‘滎陽水柿’12 h脫澀單寧印跡圖；C.‘什樣柿’24 h脫澀單寧印跡圖；D.‘老柿溝’48 h脫澀單寧印跡圖；E.‘從化柿’無法脫澀單寧印跡圖

2.3 柿果實硬度變化值聚類分析

采用歐氏距離對完成脫澀的柿果實在整個處理過程中的硬度變化值進行聚類分析，結果(圖4)表明：‘華縣帽盔柿’單獨聚為一類，此種質完成脫澀后在空氣中放置48 h時硬度急劇降至0.50 kg/cm2，較在空氣中放置0 h下降92.03 %，說明該種質不適合進行CO2處理來完成脫澀；此外，ⅡA中的種質資源變幅較大，最大降低4.5 kg/cm2，ⅡB中的種質資源變幅相對較小，最大僅降低2.96 kg/cm2。

圖4 柿果實硬度變化值聚類分析Fig.4 Cluster analysis of persimmon fruit hardness variation

2.4 柿果實各種質脫澀期間硬度及可溶性固形物的變化

對120份種質資源進行硬度及可溶性固形物的測定，發現在73份完成脫澀種質資源中有18份種質資源在48 h內其硬度及可溶性固形物無顯著性變化(表2)。‘王后柿’在空氣中放置48 h后硬度最大為7.05 kg/cm2；其中‘小紅柿’在試驗過程中硬度變幅最小，僅變化0.02 kg/cm2；‘秋蒸餅’在空氣中放置48 h后可溶性固形物最高為17.88%；‘蘭田南王水花柿’‘杭州牛心柿’以及‘照天紅’在處理過程種可溶性固形物的變幅較小，僅變化0.05%；‘大二糙’在整個處理過程可溶性固形物呈先下降后上升的趨勢，其變幅為0%。

表2 18份柿種質資源果實硬度及可溶性固形物變化Table 2 Changes of hardness and soluble solids in 18 persimmon fruits

(續表2 Continued table 2)

3 討論與結論

在中國已經發現的1 000余份柿種質資源中，主要為澀柿[7]，如‘富平尖柿’‘磨盤柿’‘恭城水柿’‘干帽盔’等。當澀柿被食用時，會產生強烈的澀感，因此澀柿在食用前需要人工處理進行脫澀，常見的脫澀方法有溫水浸泡、石灰水浸泡、乙醇處理和CO2處理等，這些方法各有利弊，張霽紅等[15]研究發現，溫水脫澀處理的速度快，48 h內可溶性單寧含量迅速降低至澀味完全消失，且可溶性固形物含量變化小，但其操作繁瑣，需要保持恒定水溫且脫澀時間應該適當，否則容易出現果皮破裂，柿果風味變淡；張超[16]研究表明，將柿果置于石灰水中在室溫下浸泡3～4 d澀味即可消失，但用石灰水脫澀除了要考慮脫澀后清洗還要考慮柿果風味和安全性問題；劉佳等[17]發現單獨乙醇脫澀容易導致柿果實軟化；冷平等[10]發現CO2脫澀既能保持果實原有的風味，又能有效延長柿果實的貨架期，可大規模集中脫澀，效率高，成本低，是目前商業上應用最為廣泛的方法。

本研究通過對120份柿種質資源在95%的CO2環境中處理24 h，發現大部分柿種質對CO2較為敏感、部分種質不能用CO2脫澀，根據脫色情況可大致分為兩大類：脫澀種質和未脫澀種質，再進行細分又可分為4類：易脫澀種質(空氣中放置12 h完成脫澀)如‘滎陽水柿’‘蜜蜜罐’‘蘆州府’；難脫澀種質(空氣中放置24 h 、48 h完成脫澀)如‘小廣扁柿’‘什樣柿’‘老柿溝’；無法脫澀種質如‘臨潼掛干柿’‘從化柿’；返澀種質如‘朱罐罐’‘都江堰干柿’。通過單寧、硬度、可溶性固形物的測定共發現18個適合CO2脫澀的資源：‘上虞方柿’‘蘭田南王水花柿’‘么心柿’‘西疇水柿’‘柏東-01’‘松陽扁柿’‘垣曲八月紅’‘杭州牛心柿’‘小紅柿’‘永濟木柿’‘王后柿’‘沙谷1號’‘堂上蜂屋’‘秋蒸餅’‘乾縣木娃柿’‘小合柿’‘照天紅’‘臨潼雞心黃’。

此外還有部分種質如‘松陽水柿’在脫澀過程中產生褐變，可能與CO2的處理濃度和處理時間有關，這與前人的研究結果一致[18]。‘朱罐罐’‘都江堰干柿’等在脫澀過程中出現了返澀現象，Taira等[19]研究表明，用乙醇對‘平核無’進行脫澀也會出現返澀現象；汪文秀等[20]研究發現柿果實會出現返澀現象，而且影響柿果返澀的主要原因是柿果渣而不是柿果汁，本研究中在CO2脫澀過程中返澀種質是首次被發現，其原因仍需進一步研究。在可脫澀種質中有些種質硬度明顯下降，且可溶性固形物不斷降低，不利于脫澀后的運輸銷售，與買旖旎等[21]、劉成紅等[22]結果相似。李爽等[23]研究高濃度CO2和1-甲基環丙烯(1-MCP)合并處理，可以一定程度保持‘磨盤’柿的硬度、脆度。因此在后續篩選適于CO2脫澀的種質時，除考慮脫澀難易、脫澀效率和脫澀后果實風味、硬度、貯藏期外，還可以選用合適濃度的1-MCP進行合并處理。