不同贮藏条件对阿克苏苹果品质及糖心的影响

张亚若，刘 园，童盼盼，汤 蕾，徐 强，王江波

(1.塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔 843300；2.塔里木大学南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆阿拉尔 843300；3.华中农业大学园艺林学学院，武汉 430070；4.园艺植物生物学教育部重点实验室，武汉 430070)

0 引 言

【研究意义】阿克苏地区位于新疆天山南麓、塔里木盆地北缘[1]。当地光照充足、昼夜温差大、高山雪水灌溉等独特的优势条件，阿克苏地区生产的富士苹果果实形状扁平、单果重150～200 g、果面光滑、色泽鲜艳、皮薄肉厚、口感清甜、在成熟后期，维管束周围果肉呈半透明状，形似“糖心”[2]。2017年，阿克苏地区“富士”苹果栽培面积已达到2.59 ×104hm2，其中红旗坡农场1.1 ×104hm2，温宿县0.69 ×104hm2，阿克苏市0.61 ×104hm2，形成了以红旗坡农场、阿克苏及周边、温宿县为主的阿克苏“冰糖心”苹果最佳核心种植区[3]。阿克苏地区的冰糖心苹果最显著的优势就是含糖量远高于普通苹果[4]，由于缺乏采收标准、阿克苏“冰糖心”苹果贮藏技术参数，其贮藏供应期短，最迟贮藏至翌年3月，且发生贮藏病害风险较大[5]。寻找最适宜冰糖心苹果的贮藏条件，延长阿克苏“冰糖心”富士苹果的贮藏期，减少贮藏病害的发生，对阿克苏苹果产业发展有重要意义。【前人研究进展】赵祎等[6]对嘎啦苹果的研究表明，0和5℃低温有利于抑制果实呼吸强度上升、保持果实的硬度、抑制果实腐烂、延缓果实的成熟衰老，较好的保持果实的鲜食品质。舒畅等[7]研究表明，近冰温贮藏可以保持金冠苹果较好的抗氧化能力。王志华等[8]对寒富苹果的研究表明，除贮藏温度过低、贮藏温度过高以外，二氧化碳(CO2)伤害也导致苹果组织产生褐变。肖子寒[9]在金红苹果贮藏的研究结果表明，气调贮藏在推迟果实呼吸高峰、抑制乙烯释放速率、保持果实的硬度、减缓可溶性固形物含量以及有机酸含量的下降、降低PPO活性等方面具有显著性效果。张健萍等[10]采用透骨草提取液对茂县糖心苹果进行涂抹处理，结果表明，透骨草提取液有效的降低了茂县糖心苹果在储藏期间的病虫害指数和失重率，降低了果皮中丙二醛的含量，延缓了果实的成熟；张芸等[11]试验表明，常温保鲜下，黄芩提取液处理可以降低果实可滴定酸，以及自身过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化歧化酶等一类抗氧化酶的下降速率，减慢丙二醛的上升速率，有效的延长茂县糖心苹果果实的保鲜时间。鲁兴凯等[12]研究发现，昭通红富士糖心苹果随着贮藏时间延长，糖心比例会逐渐下降或消失，但食用时仍保有甜蜜风味；姜云斌等[5]调查发现，贮藏阿克苏冰糖心富士苹果时，降温过快会诱发果实黑心，后期风味品质变差；采用1-MCP处理可以略延长果实货架期。【本研究切入点】“糖心”是阿克苏苹果的显著特点，在贮藏过程中糖心极易消失，且伴随有糖心褐化的表现[5]。研究阿克苏苹果在不同贮藏条件下的贮藏过程中果实品质的变化，分析不同贮藏条件下糖心的消失和褐化的趋势。【拟解决的关键问题】以阿克苏地区苹果为材料，监测阿克苏苹果在不同的贮藏条件(不同的温度以及不同的CO2浓度)下果实的部分品质指标和生理指标的变化，分析糖心苹果贮藏所需的最佳温度和气体条件，研究不同温度、不同CO2浓度对糖心苹果贮藏期间的影响，为阿克苏地区“冰糖心”苹果的最适宜贮藏条件提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

以采自阿克苏地区红旗坡农场的长富苹果为试验材料，于2017年11月初选择栽培管理科学、树势好、结果良好的成年期果树，摘取大小均匀、着色及成熟度大体一致、无病害和机械损伤的果实。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

设置4、12℃和4℃2个月+12℃1个月3个温度处理，每个温度处理下设置CO2浓度<4%、CO2浓度>4% 2个气体条件(以打孔PE袋包装来控制CO2浓度<4%，以密封PE袋包装来控制CO2浓度>4%)；双因素正交试验，共6个处理。每隔20 d从每处理中随机抽取果实测定各项指标，重复3次，每次10个果。

1.2.2 测定指标1.2.2.1 糖心率、糖心指数及褐化指数

糖心率：糖心率(%)=(糖心果数/调查总数)×100。

糖心指数：糖心指数(%)=∑[(糖心果数×级数)/(调查总数×最高级数)]×100。

糖心级数判定标准：

0级-无糖心现象发生；1级-只发生在心皮组织和附近维管束区域；2级-细长放射状宽度不超过5 mm，长度不超过20 mm，不连片；3级-在果核周围呈放射状分布，细长放射状水心宽度超过5 mm，少量连片，未延伸到果皮。 褐化指数：果肉褐化指数(%)=∑[(褐变级数×果实个数)/(最高褐变级数×果实总个数)]×100。

褐变级数判定标准：

0级-果肉无褐变；1级-褐变部分为果肉的0～1/4；2级-褐变部分为果肉的1/4～1/2；3级-褐变部分为果肉的1/2～3/4；4级-果肉褐变部分大于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，稍作改变。在果实赤道线上，取相互垂直的4个位置削皮，用果实硬度计垂直打入果肉，结果取平均值，单位为kg/cm2。

采用赵祎等[6]的方法，稍作改变。每次测定前将数显折光仪用蒸馏水调零，在测硬度的位置取一定大小的果肉，挤出果汁滴入折光仪中测定，每个果实测3次，取平均值(%)。

1.2.2.3 有机酸含量

采用酸碱滴定法。

1.2.2.4 乙醇、甲醇、甲醛含量

参照Sugiura等(1983)[14]的方法并略作改动。取5 mL样品果汁于20 mL气相专用小瓶中(也可以磨样加饱和食盐水)；测定条件为：DB-624色谱柱(30 m×0.53 m×3 mm)，分流进样口温度250℃，检测器(FID)温度250℃，载气为N2，恒压，载气流速30 mL/min，分流比10∶1。单位为μg/mL。

1.2.2.5 多酚氧化酶活性

用邻苯二酚法[13]测PPO活性。将0.5 mL酶提取液加入2 mL磷酸缓冲液(pH=7)中，加入0.5 mL邻苯二酚，使反应液充分混匀，立即点样(Costor -透明96孔酶标版，每孔点样200 mL)，点样后放入酶标仪(瑞士TECAN infinite 200 PRO多功能酶标仪)测定。酶标仪设定程序为，震荡5s后于波长410 nm下测定吸光值，2 min后再测1次。以1 min吸光度变化0.01为1个多酚氧化酶活性单位。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏条件下果实常规品质的变化

研究表明，在贮藏过程中，不同贮藏条件下果实的可溶性固形物含量均会在某时间段出现上升的趋势。同等的贮藏温度下，打孔条件下果实的有机酸含量均低于密封条件下果实的有机酸含量，4℃打孔与4℃密封的果实有机酸含量之间的差异达到极显著水平。贮藏100 d时，4℃密封的果实硬度值最高，为5.5 kg/cm2，4℃2个月+12℃1个月打孔贮藏的果实的硬度值最低，为2.8 kg/cm2。图1

图1 不同贮藏条件下果实可溶性固形物含量(A)、有机酸含量(B)、硬度(C)、固酸比(D)的变化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 不同贮藏条件下糖心消失

研究表明，糖心率随着贮藏时间的延长不断降低，12℃密封与4℃2个月+12℃1个月密封处理下的果实的糖心率变化最大，由84%到0，4℃打孔处理下的果实的糖心率变化最小，由84%到43.75%。4℃打孔果实的糖心指数变化与其他处理果实的糖心指数变化有极显著差异。图2

2.3 不同贮藏条件下果实的褐变情况

研究表明，贮藏60 d后，果实乙醇、甲醇、乙醛等含量都有显著性提升，其中4℃密封条件下的果实变化最为明显，在贮藏80 d时，乙醇含量达到1 283.31 μg/mL，甲醇含量达到51.11 μg/mL，乙醛含量达到75.71 μg/mL。密封贮藏条件下果实的PPO活性呈现先上升后下降的趋势；打孔贮藏条件下果实的PPO活性始终保持下降的趋势。图3

2.4 苹果糖心指数和褐化指数与各项指标的相关性

研究表明，在贮藏过程中果实的常规品质的变化与糖心指数的变化呈正相关关系，且硬度与糖心指数有较高的相关水平，研究认为这是由于果实中结晶状的糖分被消耗后，果肉组织间隙增大，导致果实变软和果实硬度的降低。果实硬度、可溶性固形物、有机酸都与褐化指数直接相关，且呈负相关关系。

果实PPO活性与糖心指数呈正相关，果实的乙醇、甲醇、乙醛含量的变化与果实糖心指数呈负相关。果实PPO活性与褐化指数的变化呈负相关，果实乙醇、甲醇、乙醛含量的变化都与果实褐化指数呈正相关。表1

表1 糖心指数和褐化指数与各项指标的相关性Table 1 Correlation analysis of saccharine index and browning index with various indexes

2.5 糖心苹果与非糖心苹果的差异性比较

研究表明，在不同的贮藏条件下，糖心苹果的固酸比始终高于非糖心苹果的固酸比，统计分析显示，在不同的贮藏条件下，糖心苹果与非糖心苹果的有机酸含量变化以及固酸比变化都具有极显著性差异。贮藏前，糖心苹果与非糖心苹果的PPO活性相差约5.4 U，贮藏80 d后，糖心苹果与非糖心苹果的PPO活性大致相近，均在1～3 U。各贮藏条件下，糖心苹果与非糖心苹果乙醇含量的变化存在差异，但变化趋势一致，且差异性分析表明，相同贮藏下的糖心苹果与非糖心苹果PPO活性的变化、乙醇含量变化均没有显著性差异。图4

图4 不同贮藏条件下糖心苹果与非糖心苹果的固酸比(A)、PPO活性和乙醇含量(B)的差异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 讨 论

3.1 不同贮藏条件对苹果糖心消失的影响

阿克苏苹果生长期长，初花期一般在4月13日左右，采摘期从11月1日前后2～3 d开始，11月15日前后2～3 d结束[15]。根据试验结果，阿克苏苹果的糖心指数在打孔的贮藏条件下，与硬度、甲醇含量表现出极显著或显著相关的关系。杜艳民等[16]研究发现，新疆阿克苏地区富士苹果水心指数与可溶性固形物含量呈显著正相关。试验中，不同贮藏条件下，果实的可溶性固形物含量整体呈下降趋势，但均存在某一时间段出现上升的现象，牛锐敏[17]认为这是由于淀粉被水解，带来的可溶性固形物含量短暂增加的现象。在韩玉侠[18]、张薇薇[19]等研究中，苹果果实的硬度变化、可溶性固形物含量在贮藏过程中均是下降的趋势，与试验的结果一致。韩玉侠[18]研究表明，有机酸含量在果实贮藏过程中随着贮藏时间的延长逐渐增加。有机酸是决定水果口感的重要成分，有机酸含量的增加会增加果肉的酸度。固酸比往往作为评判果实酸甜程度的一项重要指标，赵祎[6]、戚玉静等[20]的研究中固酸比随着贮藏时间延长，有上升的趋势，与研究的试验结果一致。

3.2 不同贮藏条件对苹果褐化的影响

苹果是典型的呼吸跃变型果实。果实褐变直接影响到果实保鲜和加工品质[21]。寇莉苹[22]在试验中发现，其他贮藏条件相同时，0℃下贮藏的富士苹果果肉褐变情况比4℃下贮藏的富士苹果果肉褐变严重。田勇[23]认为，富士苹果只要贮藏环境中的CO2体积分数超过4%时，果实就会产生CO2伤害，与试验打孔贮藏(CO2浓度<4%)更有利于延缓果实褐化的实验结果基本一致。李淑玲等[24]研究结果显示，总多酚含量、表儿茶素、儿茶素绿原酸是影响酶促褐变的主要因素。郝慧英等[25]通过对多酚氧化酶活性的研究 ，发现褐变程度不仅依赖于多酚的浓度和多酚氧化酶的活性，天然存在于产品中的酚类及其之间的相对浓度也是重要的影响因素。有研究表示酶的活性与果实硬度呈正相[26]。在实验中PPO在贮藏初期有着较高的活性，随着贮藏时间的延长PPO活性下降，这是由于果实衰老导致代谢减慢[27]。这与林向东等[26]的试验结果一致。一般刚采收的果实乙醇含量极少( 0.04% )，乙醇含量在贮藏过程中会逐渐增加[28]。有研究显示，苹果中乙醇的含量达到 0.3% 时已能引起果实败坏[29]。所以，研究苹果在贮藏过程中乙醇含量的变化对于监测果实品质有着重要作用[30]。关于苹果[31]、樱桃[32]、桃[33]、柑桔[34]、李[35]、香梨[36]的试验研究中显示果实乙醇含量会随着贮藏时间的延长逐渐增加，与试验的结果一致。

3.3 不同贮藏条件下糖心苹果与非糖心苹果的差异

在4℃打孔条件下贮藏20 d后，糖心苹果的可溶性固形物含量会低于非糖心苹果的可溶性固形物含量。也就说明，在贮藏前期，糖心苹果比非糖心苹果的可溶性固形物更容易流失。但糖心苹果与非糖心苹果的有机酸含量变化具有极显著差异，且同一贮藏条件下的同一时期，糖心苹果的有机酸含量显著低于非糖心苹果的有机酸含量，糖心苹果的固酸比也显著高于非糖心苹果的固酸比。研究[16,37，38]认为多酚氧化酶是导致果实褐化的主要因素之一。黄炳钰等[21]在菠萝上研究认为，乙醇代谢可能与果实黑心病的发生密切相关。通过对果实PPO活性和乙醇含量这2个与褐化相关的指标的分析发现，贮藏过程中，糖心苹果与非糖心苹果的PPO活性、乙醇含量的变化都没有显著性差异。认为糖心苹果在贮藏过程中，糖心苹果与非糖心苹果的褐变情况没有显著差异。

4 结 论

温度4℃，打孔的贮藏条件最有利于阿克苏地区糖心苹果的贮藏。苹果由4℃贮藏条件转移至12℃贮藏时，果实品质会迅速下降，因此，建议消费者购买苹果后尽早食用或4℃贮藏，不宜放于相对冷凉但高于4℃环境贮藏。 糖心苹果的糖心消失并不会导致糖心苹果的口感降低，在相同条件下贮藏相同时长后，糖心苹果的口感品质仍然优于非糖心苹果。糖心苹果与非糖心苹果的褐化相关指标没有显著性差异，糖心苹果和非糖心苹果的褐化情况差异不显著。