不同贮藏温度对套袋糖心富士苹果采后品质的影响

2021-05-27李学进刘紫韫李喜宏郑艳丽范江明贾红霞

保鲜与加工 2021年5期

李学进，刘紫韫，李喜宏,，*，郑艳丽，范江明，贾红霞

（1.天津科技大学食品科学与工程学院，天津 300457；2.天津绿新低温科技有限公司，天津300457；3.新疆红旗坡农业发展集团有限公司，新疆乌鲁木齐 830000；4.天津利源捷能气体设备股份有限公司，天津 300384）

糖心苹果的主要特点是果肉细胞间以果心及维管束附近充满水浸状、半透明的果肉，色泽明亮，形状似雪花，口感香甜，富含果糖、山梨醇以及Fe、Zn、Cu、Mg等矿物质，越来越受到广大消费者的喜爱。新疆阿克苏地区盛产糖心富士苹果，但是糖心苹果贮藏期较短，糖心部位容易褐变，味苦，最后腐烂从而失去食用价值[1]。

目前，国外Bowen等[1]研究了水心病的发病机理，发现成熟期富士苹果果实中山梨醇含量高及果实自身Ca等矿质元素的缺乏会引发“糖心”的形成。国内戚玉静等[2]研究了不同温度对富士苹果货架期品质的影响。常亚飞等[3]对苹果不同贮藏温度下多酚和黄酮类化合物含量变化进行了研究。周小魏等[4]对阿克苏富士苹果的糖心品质进行了分析，发现糖心部位果肉的风味、口感较非糖心果肉更好。刘小勇[5]对苹果冰糖心发生机理及防治进行了研究。封士达[6]对梨冰糖心的发生特点和防治进行了研究，发现在贮藏期间秋荣梨果实水心病发病率随着贮藏温度和时间的増加而升高。但是对于糖心富士苹果贮藏期间将糖心与非糖心部位区分开来进行品质研究的文章仍然较少。

本文通过对0℃与20℃贮藏的阿克苏糖心富士苹果不同时间的失重率、硬度、脆度、膜透性、色值、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量等指标的测定，对比阿克苏糖心苹果的糖心部位与非糖心部位在不同温度贮藏下的品质变化，为下一步研究糖心富士苹果在贮藏期间糖心褐变相关物质的研究分析作铺垫，为延长糖心富士苹果的保鲜期提供基础数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

阿克苏糖心富士苹果，于2019年10月采自新疆阿克苏红旗坡农场，采摘套袋果（纸袋为双层袋，外袋为疏水复合纸，内袋为红色浸蜡纸袋），采收当天运回实验室，于0℃冷库预冷24 h。剔除残次、病虫、有机械伤的果实后，挑选成熟度为八成熟、大小适中、果型端正的果实，保存于0.03 mm厚的打孔（φ=1 cm）PVC保鲜袋，扎紧。分别放入0℃冷库、20℃恒温恒湿保温箱中贮藏。

酚酞指示剂、NaOH、浓硫酸、蔗糖等均为分析纯：天津市光复精细化工研究所。

1.1.2 仪器与设备

精密型电子天平：常熟双杰测试仪器厂；TA.XT Plus质构仪：英国Stable Micro Systems公司；HP-200精密色差仪：上海汉普光电科技有限公司；Alpha-1506分光光度计：上海普元仪器有限公司；WY060T型手持折光仪：日本ATAGO株式公社；Centrifuge 5804R型冷冻离心机：德国Eppendorf公司；DJS-1C型电导仪：上海康仪仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将预冷后的套袋苹果分成2个处理组，每组100个果实，分别置于温度为0、20℃（常温），相对湿度为85%～90%的冷库和恒温恒湿保温箱中贮藏。2个处理组均区分糖心（0℃T、20℃T）与非糖心（0℃F、20℃F）部分。采收入库当天将苹果从赤道部分切开，立即拍照记录糖心占比，分别测定果肉与糖心的质构、色度、固酸比、糖酸比、膜透等指标，之后每20 d取样测定一次。取样时每个温度下取15个果实，设置3个重复，切取果实赤道部分中间果肉并去掉外果皮，迅速切成小块放入液氮中速冻，再置于-80℃冰箱保存，用于各指标的测定。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 失重率

按照下式计算果实失重率[2]。

式中：m1——贮藏前样品质量；m2——贮藏后样品质量。

1.2.2.2 色度

将糖心苹果沿赤道部位切开，立即拍照记录糖心占比；在果实未褐变前用色差仪（校正后）测定糖心与非糖心的色差，记录结果中的L*（亮度）、a*（红绿程度）、b*（黄蓝程度）值，每组样品重复测定3次，取平均值[7]，C值为饱和度。

1.2.2.3 硬度、脆度

采用李丽娜等[8]的方法，稍作改变。在苹果果实赤道部位去掉果皮，在赤道附近间隔相等的距离沿横向切取边长为1 cm的正方体，糖心与非糖心各取3个样品。在室温条件下，使用TA.XT Plus质构仪对处理过的苹果样品进行质构分析。仪器探头选用P50型，测试条件设置为：测试前速度2 mm/s；测试速度1 mm/s；测试后速度1 mm/s；触发力5 g；压缩变形40%；间隔时间5 s；数据采集频率200点/s。每次测试后都用擦镜纸把探头擦干净，每个果样测试3次，取其平均值作为测定的最终结果，并记录数据。

1.2.2.4 膜透性

参照徐艳艳[9]的方法，稍作修改。将苹果沿赤道切开，切取0.5 cm厚的靠近赤道部分的苹果，用φ=1 cm的打孔器分别取糖心与非糖心部位的苹果10粒，蒸馏水清洗3次后用滤纸吸干，放入试管中，加入20 mL蒸馏水，静置30 min，用电导仪测电导率P1。然后倒入烧杯中煮沸10 min以杀死植物组织，冷却至室温下平衡10 min，再测电导率P2，重复3次，结果取平均值。

式中：P0——空白电导率；P1——测试材料活组织提取液的电导率；P2——测试材料被杀死后提取液的电导率。

1.2.2.5 可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量

可溶性固形物含量：分别取糖心和非糖心部位的一定大小的果肉，挤出果汁，使用手持折光仪测定；可溶性糖含量：采用苯酚-硫酸法测定；可滴定酸含量：采用滴定法测定，酸的换算系数以苹果酸计，为0.067。

1.2.3 数据处理

采用Excel 2007软件分析数据，并采用Origin Pro 2018作图。

2 结果与分析

2.1 贮藏温度对糖心富士苹果失重率的影响

图1 贮藏温度对糖心富士苹果失重率的影响Fig.1 Effects of storage temperatures on weight loss rates of sugar core Fuji Apples

失重率是反映果蔬贮藏过程中品质变化的重要指标[10]。如图1可知，随着贮藏时间的延长，0℃与20℃贮藏的苹果失重率都呈上升趋势，线性规律明显。20℃贮藏的苹果失重率始终高于0℃，贮藏80 d后，20℃下失重率高达6.21%，约为0℃的2.44倍，可以看出0℃贮藏可以明显降低苹果的失重率，这是因为在0℃贮藏条件下，苹果的呼吸强度很大程度上受到抑制，作为呼吸作用底物的有机物质消耗少，并且在此条件下，糖心富士苹果因为蒸腾作用造成的水分散失也较少[11]。

2.2 贮藏温度对糖心富士苹果饱和度C值的影响

饱和度C值表示果蔬贮藏过程中果肉颜色的鲜艳度[11]。由图2可知，随着贮藏时间的延长，0℃F饱和度C值在贮藏60 d之内无明显变化，0℃T、20℃T、20℃F三组饱和度C值呈现上升后降低的趋势，20℃T在贮藏40 d达到峰值，为21.96，并在80 d降至19.05，其中20℃贮藏苹果在60 d时部分样品出现糖心褐变现象，说明20℃贮藏的苹果在40 d后糖心出现褐变趋势，原因是糖心部位中山梨糖醇含量高，葡萄糖、果糖含量较低[12-14]。在糖心苹果果皮和皮层组织中山梨糖醇转运蛋白的表达低于非糖心组织。因此，山梨醇转运到水果贮藏薄壁组织中的能力下降，导致山梨醇在细胞间隙积累，糖心部位果肉组织间空气体积较小，气体扩散的渗透压降低，内部CO2分压增加[15]。由于细胞间空气体积较小，糖心组织发生氧化应激，活性氧（ROS）的形成增加（例如H2O2），因此，抗氧化酶在糖心组织中更活跃，抗氧化底物被消耗。当ROS积累时，细胞膜被破坏，酚类化合物被酶氧化，从而导致褐变紊乱[13,16]。

图2 贮藏温度对糖心富士苹果C值的影响Fig.2 Effects of storage temperatures on C values of sugar core Fuji apples

2.3 贮藏温度对糖心富士苹果硬度、脆度的影响

苹果作为脆肉型果实，硬度与脆度对消费者的可接受程度有非常重要的影响。Zhou等[17]研究发现，细胞膨压降低和细胞壁内物质水解是果实硬度和脆度降低的主要原因。由图3可知，硬度、脆度表现为糖心部位＞非糖部位，0℃贮藏＞20℃贮藏，并且糖心部位的硬度与脆度比非糖部位下降速率大，如在60 d时，0℃T硬度、脆度分别由最初的3 728.53 g、3 317.22 g下降到3 198.27 g、2 797.316 g，分别下降了530.26 g、519.90 g，而0℃F从3 414.94 g、3 015.02 g下降到3 086.36 g、2 543.59 g，分别下降了328.58 g、371.44 g，这是因为果蔬的蒸腾作用和呼吸作用使得自身水分散失，果实表面皱缩，失去了新鲜、脆嫩的质地，糖心部位的硬度与脆度大于非糖心部位，这是因为糖心部位与非糖心部位相比，细胞排列紧密、细胞间隙比较小[4]。

图3 贮藏温度对糖心富士苹果硬度、脆度的影响Fig.3 Effects of storage temperatures on hardness and brittleness of sugar core Fuji apples

2.4 贮藏温度对糖心富士苹果细胞膜透性的影响

果蔬的细胞膜对维持其组织细胞的正常生理代谢起着重要作用，细胞膜透性是反映细胞膜结构完整性的重要指标[18]。随着贮藏时间的延长，0℃T、0℃F、20℃T、20℃F样品的细胞膜透性均呈持续上升的趋势，其中上升速率表现为0℃＜20℃。另外，糖心苹果的细胞膜透性始终表现为糖心部位＞非糖心部位，如贮藏40 d后20℃T组的果实细胞膜透性由最初的31.64%上升到43.43%，而20℃F组从28.12%上升到41.52%。糖心部位细胞膜损伤较非糖心部位严重，是因为糖心组织的H2O2水平始终高于非糖心组织[19]，而高浓度的活性氧会对细胞内膜脂造成氧化损伤[20]，所以糖心部位细胞膜损伤较非糖心部位严重。

图4 贮藏温度对糖心富士苹果细胞膜透性的影响Fig.4 Effects of storage temperatures on membrane permeability of sugar core Fuji apples

2.5 贮藏温度对糖心富士苹果可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物（TSS）与可滴定酸（TA）是影响苹果甜味与酸味味感的因子，TSS与TA的比值可以作为苹果味感品质的评价指标[21]。由图5可知，TSS含量表现为非糖部位＞糖心部位。随着贮藏时间的延长，0℃F样品TSS含量呈缓慢上升趋势，在80 d达到最大，可能是因为本试验所用为8成熟糖心富士，果实在未完全成熟之前，其可溶性固形物含量随成熟度的提高而增加[22]；20℃T、20℃F样品TSS含量在20 d达到峰值，分别为13.41%、15.75%，随后呈下降趋势，这是因为低温可以抑制苹果的呼吸强度，减缓呼吸跃变高峰的到来[23]。

图5 温度对糖心富士苹果可溶性固形物含量的影响Fig.5 Effects of storage temperatures on total soluble solids contents of sugar core Fuji apples

2.6 贮藏温度对糖心富士苹果可滴定酸含量的影响

由图6可知，TA含量表现为非糖部位＞糖心部位。TA含量均呈现下降趋势，其中20℃F样品的TA含量下降速率最快，0℃T、20℃T的TA含量下降速率分别小于0℃F、20℃F，如贮藏80 d后20℃T的果实苹果酸含量由最初的0.21%下降到0.16%，而20℃F样品从0.28%下降到0.20%，原因是可滴定酸（苹果酸）是糖心富士苹果呼吸作用的底物之一，而且由于可滴定酸中含氧量较多，首先会被呼吸作用所利用，从而导致苹果酸的消耗[24]；但是糖心苹果中糖心部位的细胞膜损伤影响呼吸作用，导致可滴定酸含量高于非糖心部位。

图6 温度对糖心富士苹果可滴定酸含量的影响Fig.6 Effects of storage temperatures on total titratable acid contents of sugar core Fuji apples

2.7 贮藏温度对糖心富士苹果可溶性糖含量的影响

果实可溶性糖（SS）含量与果实品质有直接关系。由图7可知，苹果的糖心部位与非糖心部位之间的SS含量差异明显，表现为糖心部位＞非糖心部位，随着贮藏时间的延长，0℃F、20℃F样品SS含量均呈先上升后下降的趋势，因为本试验选用的糖心富士苹果为8成熟，尚未完全成熟，果实中存着较多淀粉，在后熟作用下，由于果实内淀粉酶、转化酶等的作用，淀粉水解为可溶性糖，贮藏后期可溶性糖含量的下降是果实自身呼吸作用消耗引起的[25]；随着贮藏时间的延长，0℃T、20℃T样品SS含量呈下降趋势，80 d后分别下降至15.57%、14.62%。