不同等级阿克苏冰糖心苹果在低温贮藏条件下营养成分变化

孙小惠,李 静,玛尔哈巴·帕尔哈提,王 贤,马玉娥,汪晖,朱靖蓉

(新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所,乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】阿克苏冰糖心苹果是我国优质的栽培品种,其果实含有维生素、有机酸、黄酮、多酚、氨基酸、膳食纤维、矿物质和多种微量元素等多种营养物质[1-2]。苹果采收后,在果形、新鲜度、颜色、糖度、品质和病虫害等符合要求的基础上,按大小分级,即根据果实横径大小,分为若干等级销售。一部分阿克苏冰糖心苹果直接从生产基地流入市场进行销售,而80%的苹果入库贮藏来确保全年稳定的高质量水果供应。鲜食苹果,可滴定酸含量在0.2%～0.5%、含糖量较高(可溶性固形物14.5%或总糖12.5%)、糖酸比偏低(30～35)的果实甜酸适宜,品质较好[3]。研究不同等级的阿克苏冰糖心苹果在低温贮藏期后的口感风味和营养成分变化,对选择最佳品质的分级果品有重要意义。【前人研究进展】刘全宏等[4]在自然贮存条件下对秦冠、红富士、新红星、北斗及黄元帅苹果果实的硬度和主要营养成分进行分析研究表明,苹果的贮藏时间不要超过6个月,随贮存时期的延长,苹果的硬度、果胶质、总糖及粗蛋白等营养成分的含量均呈下降趋势。其中,红富士和秦冠苹果营养成分含量较高,硬度相对较大,属于营养价值高又比较耐贮的优良苹果品种。吴萌萌等[5]研究在室温贮藏条件下,华硕、华冠、美八和华瑞等4个苹果品种果实贮藏期间质地软化特性和营养成分变化,研究表明,在室温条件下华硕的货架期为30 d,而华冠为50 d。张亚若[6]对在温度4℃,贮藏100 d后的阿克苏冰糖心苹果进行果实品质和糖心影响的研究表明,4℃的贮藏条件最有利于阿克苏糖心苹果的贮藏,且糖心消失并不会降低糖心苹果的口感。【本研究切入点】目前苹果的研究主要集中在不同品种间的耐贮藏特性以及果实品质变化等方面,对于不同等级(不同果实横径)的阿克苏冰糖心苹果在低温储藏条件下的果实内部营养成分和口感风味的研究较为缺乏。需研究不同等级阿克苏冰糖心苹果在低温贮藏条件下营养成分变化。【拟解决的关键问题】以不同等级的阿克苏冰糖心苹果为研究对象,在温度3℃,湿度85%的贮藏条件下,分析贮藏时间为120 d的不同等级阿克苏冰糖心苹果之间的水分,VC、SSC、还原糖、总糖、总酸、糖酸比以及矿物元素(大量元素和微量元素)的变化,为阿克苏冰糖心苹果安全贮藏期与分级果品贮藏品质评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

阿克苏冰糖心苹果品种采收期为2021年10月25日至11月10日,样品于11月8日采自阿克苏市红旗坡农场园艺5分场6队(41°21′E,80°16′N;41°11′E,80°11′N),果园栽培管理水平较一致,其树体健壮,营养状况基本一致。在苹果产地选取具有代表性的10颗果树,在树冠中外围中上部随机采摘成熟度一致的果实,成熟度均完全成熟并形成冰糖心,按不同果径大小分级后作为材料,采回后立即放入温度3℃,湿度85%的冷库进行统一贮藏。按照DB 65/T 4297-2020 新疆苹果果品质量分级标准,采集特级果(果径90 mm以上,以下简称特级)、一级果(果径80～90 mm,以下简称一级)、二级果(果径75～80 mm,以下简称二级)、三级果(果径小于75 mm,以下简称三级)、高次果(果径80 mm以上,有轻微裂果或表皮有伤疤或果形不标准但无烂伤,碰伤,软伤,果锈等,以下简称高次)。贮藏时间从2021年11月11日至2022年3月11日,贮藏时间为120 d,在贮藏期内,每隔15 d对不同等级的全果打浆处理并进行各类指标测定,所有测试均3个平行。

1.2 方 法

水分含量测定参照GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的第二法;VC含量测定参照GB 5009.86-2016 《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中的第一法;总糖含量测定参照GB 5009.8-2016 《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》;还原糖含量测定参照GB 5009.7-2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》中的第一法;总酸含量测定参照GB 12456-2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》;可溶性固形物测定参照NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法》;矿物元素采用ICP-MS测定参照GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2010和Origin2021软件统计分析和绘图,所有数据均为三次数据的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同等级阿克苏冰糖心苹果水分含量变化

研究表明,贮藏0 d,特级、一级、二级、三级和高次果的水分含量分别为85.2 0%、83.30%、85.60%、84.20%和85.80%。随着贮藏时间增加,水分含量呈现下降趋势,贮藏120 d,水分含量分别为82.90%、82.30%、83.10%、82.10%和83.70%。整个低温贮藏期间,水分含量下降率在1.0%～2.5%。图1

图1 不同等级的阿克苏冰糖心 苹果水分含量变化

2.2 不同等级阿克苏冰糖心苹果VC含量变化

研究表明,不同等级的阿克苏冰糖心苹果在贮藏0 d时VC含量分别为6.70、7.77、5.25、7.67和8.16 mg/100g,当贮藏15 d时,不同等级冰糖心苹果VC含量相对于0 d时均有所增加。此外,特级和一级果贮藏45 d时,VC含量相对于30 d有所增加,为8.57和8.41 mg/100g。随着贮藏时间的增加,不同等级的苹果的VC的含量整体呈现下降趋势,到90 d时,VC含量趋于稳定。在贮藏120 d时,特级、一级、二级、三级和高次苹果中VC含量分别为3.94、2.99、2.74、3.54和2.98 mg/100g。VC含量的高低与贮藏时间呈负相关。图2

图 2 不同等级的阿克苏冰糖心苹果 VC含量变化

2.3 可溶性固形物、总糖、还原糖、总酸和糖酸比变化

研究表明,一级和三级果在贮藏15 d时,可溶性固形物(SSC)含量增加3.10%和3.30%。45 d时,高次果中SSC相对于30 d上升32.50%,而三级果中的SSC则下降11.10%。在贮藏120 d,特级、一级、二级、三级和高次果中SSC含量分别降至13.80%、13.70%、14.40% 、14.40%和12.60%。其中,高次果贮藏120 d期间,SSC含量下降最高达到5.10%,此外,特级、一级、二级和三级在贮藏期间SSC含量下降0.20%、1.80%、0.30%和0.60%,贮藏期内,不同等级的阿克苏冰糖心苹果的可溶性固形物含量皆表现出先上升后缓慢下降的趋势。

贮藏0 d时,特级、一级、二级、三级和高次果的总糖含量分别为11.60、12.90、11.90、11.80和12.20 g/100g。贮藏15 d时,总糖含量呈现上升趋势。在贮藏45 d,特级和高次果的总糖含量相对于贮藏30 d增加了1.10和1.88 g/100g,而一级、二级和三级果的总糖含量呈现降低趋势。随着贮藏时间的增加,不同等级的冰糖心苹果的总糖含量呈现整体下降趋势。120 d时,特级、一级、二级、三级和高次果中总糖含量分别降低17.21%、5.08%、7.56%、11.63%和4.31%。贮藏期间,五种不同等级的阿克苏冰糖心苹果中的还原糖含量呈现下降-上升-下降波动。贮藏120 d,特级、一级、二级、三级和高次果中的还原糖含量分别为9.32、8.10、7.73、8.05和8.22 mg/100g。

贮藏0 d时,特级、一级、二级、三级和高次的总酸含量分别为3.26、3.86、3.69、2.79和4.25 g/kg。贮藏15 d时,特级、一级和三级苹果的总酸含量有所增加,增加量分别为0.3、0.6和1.3 g/kg。随着贮藏时间增加,总酸含量整体呈下降趋势。贮藏120 d时,总酸含量分别为2.02、2.04、2.09、2.25和2.53 g/kg,整个储藏期总酸含量分别下降了38.03%、47.15%、43.36%、19.35%和40.47%。图3

注:(A)可溶性固形物;(B)还原糖;(C)总糖和;(D)总酸变化

苹果的风味除取决于糖、酸含量的绝对值外,还取决于糖、酸的比例,即糖酸比。糖酸比不仅影响着苹果风味和适口性,同时也影响到芳香物质的含量。糖酸比越大味感越甜,糖酸比越小则味感越酸。5种不同等级的阿克苏冰糖心苹果贮藏120 d后,糖酸比明显增加,分别为54.95、55.88、52.63、49.78和39.92。其中,特级、一级和二级果增幅明显,口感更加香甜,分别增加了19.34、22.46和20.38,而三级和高次果增加了7.48和11.21,糖酸比变化较小,相对于特级、一级果口感偏酸。图4

图 4 不同等级的阿克苏冰糖心苹果 在贮藏0 d和贮藏120 d糖酸比的变化

2.4 不同等级的阿克苏冰糖心苹果矿质元素的变化

研究表明,贮藏0 d,特级、一级、二级、三级和高次果中的K含量为1 600、1 680、1 530、1 450和1 380 mg/kg,不同等级之间苹果果肉的K含量差别不大。随着贮藏时间的增加,K含量呈现平缓上升趋势。贮藏120 d时,不同等级的K含量增加至1 768.6、1 753.2、1 561.6、1 587.9和1 493.1 mg/kg。

贮藏0 d时,特级、一级、二级、三级和高次果的Ca含量为73.9、68.0、77.8、64.3和61.4 mg/kg。贮藏45 d时,高次果的Ca含量增加了4.90 mg/kg。但随着贮藏时间的增加,Ca含量整体呈现平缓下降趋势。在贮藏120 d,Ca含量分别为60.50、35.57、67.08、44.31和41.31 mg/kg。图5

贮藏0～90 d时,Na含量呈现平缓的趋势,Na含量在14.3～17.9 mg/kg。贮藏90～120 d,Na含量呈现陡增趋势,特级、一级、二级、三级和高次果的Na含量分别为31.6、38.5、37.2、40.2和43.2 mg/kg。

不同等级冰糖心苹果的Mg含量呈现下降上升下降的趋势,但总体呈下降趋势。贮藏45 d,Mg的平均含量为52.5 mg/kg,而二级和高次果贮藏60 d,Mg含量为59.1和57.6 mg/kg。特级、一级和三级果在75 d时Mg含量分别为62.65、62.10和59.55 mg/kg。贮藏120 d后,特级、一级、二级、三级和高次果的Mg含量分别为51.6、8.5、47.3、53.2和52.1 mg/kg。

特级和一级果的P含量呈现先下降后上升趋势,而二级、三级和高次果的P含量呈先上升后下降趋势。贮藏120 d,特级、一级、二级、三级和高次果的P含量分别为247.1、224.9、208.2、300.8和310.7 mg/kg。贮藏120d后苹果果实大量元素分析中,K平均含量最高,占大量元素的81.3%,其次为P含量(12.9%),Mg含量占2.5%,Ca含量占2.5%,Na含量占0.8%。图5

注:(A) K含量;(B) Ca含量;(C) Na含量;(D) Mg含量和;(E) P含量

2.5 不同等级的阿克苏冰糖心苹果微量元素的变化

研究表明,不同等级冰糖心苹果果实的Mn含量在贮藏期间呈现波浪式下降趋势,贮藏0 d时,特级、一级、二级、三级和高次果的Mn含量分别为0.44、0.34、0.42、0.38和0.35 mg/kg。贮藏120 d时,Mn含量分别为0.27、0.25、0.26、0.24和0.21 mg/kg。

不同等级苹果果实的Zn含量呈平缓下降趋势,贮藏120 d,特级、一级、二级、三级和高次果的Zn含量分别为0.27、0.23、0.31、0.21和0.21 mg/kg。

贮藏0 d,高次果的Cu含量最高为0.41 mg/kg,而二级果最低为0.31 mg/kg。整体在低温贮藏期间,Cu含量呈现下降趋势。贮藏120 d时,特级、一级、二级、三级和高次果的Cu含量分别为0.34、0.25、0.21、0.30和0.31 mg/kg。

不同等级的阿克苏冰糖心苹果的Fe含量呈现波浪式下降趋势,在30 d,特级、一级、二级、三级和高次果的Fe含量分别为2.18、3.98、3.03、3.49和2.95 mg/kg。

贮藏120 d时,Fe含量分别为2.16、1.53、3.51、1.94和1.94 mg/kg。

贮藏0 d时,特级、一级、二级、三级和高次果的Sr含量分别为0.32、0.31、0.40、0.27和0.41 mg/kg。贮藏75 d时,二级果的Sr含量增加至0.42 mg/kg。特级果的Sr含量在90 d增加至0.40 mg/kg。贮藏120 d时,Sr含量分别为0.24、0.30、0.25、0.23和0.23 mg/kg。贮藏120 d,不同等级的阿克苏冰糖心苹果中Fe的平均含量占微量元素的68.7%,Cu含量占8.7%,Zn含量占7.6%,Mn含量占7.5%,Sr含量占7.7%。图6

注:(A)Mn含量;(B)Zn含量;(C)Cu含量;(D)Fe含量和(E)Sr含量

3 讨 论

3.1采摘后的苹果由于不断进行呼吸作用而失水,造成失重和失鲜。水分含量是体现苹果感官和口感的关键因素之一,水分含量高的苹果表面色泽鲜艳,口感饱满多汁。低温冷藏可以延长苹果的货架期,并且对苹果保持水分含量起到重要作用。VC的摄取主要通过从饮食(新鲜水果和蔬菜)和VC补充剂中摄取[7]。VC是预防人体坏血病所必需的物质[8]。VC还能保持肌肤润滑[9]。VC含量暂时上升可能是由于在冷库贮藏期间,苹果的外包装导致其透气性差产生了较多的无氧呼吸。贮藏120 d后VC含量最高的特级果具有更高的营养价值和贮藏性能的潜力[10]。

3.2SSC值包括可溶性糖、酸、维生素和矿物元素等有机物。在贮藏过程中,淀粉等糖类化合物分解转化为可溶性碳水化合物,果胶由不溶性转变成可溶性导致SSC含量上升[11],而下降是由于糖被呼吸作用消耗[12]。此外,特级、一级、二级和三级果在贮藏期间SSC含量下降不明显,低温冷藏能有效维持果实可溶性固形物含量,对保持其营养成分具有重要的意义。高次果的SSC值下降最多,可能是由于高次果有轻微裂果或表皮有伤疤等原因导致呼吸作用增加。

3.3糖类物质是影响风味品质的重要因子,也是采后果实呼吸代谢的重要底物之一。 对贮藏期冰糖心苹果果实中糖含量的分析是判断果品衰老劣变的一个重要的感观评价[13]。整个贮藏期间还原糖和总糖含量变化较平缓,低温贮藏对保持阿克苏冰糖心苹果的风味品质和营养成分具有一定的促进作用。贮藏初期,苹果在低温贮藏期间仍然进行正常呼吸作用即还原糖参与氧化还原反应为细胞非正常的生理代谢提供能量,导致还原糖含量下降[4]。贮藏中期,苹果中的有机物、淀粉等物质转化为还原性糖,导致还原糖含量增加。而贮藏末期还原性糖含量逐渐下降可能是由于苹果自身的呼吸作用和衰老导致[1,14]。

3.4苹果风味不是甜味和酸味的简单叠加,是糖和酸共同作用的结果,既取决于糖和酸的含量水平,苹果的风味除取决于糖、酸含量的绝对值外,还取决于糖、酸的比例,即糖酸比[3,15-16]。糖酸比越大味感越甜,糖酸比越小则味感越酸[15-16]。优质苹果应酸甜适度,含酸量中等,糖酸比大致在20～60;糖酸比低于20则风味淡或偏酸,高于60则甜味过强,含酸量极高者风味不理想[3]。低温贮藏使得不同等级的阿克苏冰糖心苹果的甜度增加,糖酸比从28～42增加至40～56。低温能延缓贮藏后期果实总糖消耗速度,对总糖的保持具有一定的效果,使阿克苏冰糖心苹果储藏后期口感会更甜的原因,与李娅楠[16]的研究结果糖酸组分特征为高糖高酸和高糖低酸的品种较适合大众的口味。

4 结 论

整个120 d贮藏过程中,5个等级的阿克苏冰糖心苹果的VC和总酸含量呈缓慢下降趋势,储藏90 d后VC含量基本维持不变,其中高次果VC损失最多,二级果和特级果VC含量降低最少。果实可溶性固形物含量随贮藏时间延长均呈下降-上升-下降的波动趋势,其中高次果的可溶性固形物含量降低最大,贮藏末期值小于贮藏初期值。贮藏期间各等级苹果的总糖、还原糖含量变化不大,呈微弱上下波动趋势,其中特级果、一级果、二级果的还原糖含量高于初始值,三级果和高次果还原糖含量低于初始值,并且高次果在贮藏期还原糖含量损失最多。三级果的总酸含量损失最少,特级果次之,而高次果的总酸含量损失最多。5个等级苹果在贮藏后的糖酸比明显增加达到40～56,储藏后期特级、一级果、二级果的甜度高于三级果和高次果。Na和P两种矿物元素呈现缓慢上升趋势,K、Ca、Mg三种大量元素和Mn、Zn、Cu、Fe、Sr五种微量元素基本呈现平缓下降趋势。低温贮藏能有效延长阿克苏冰糖心苹果货架期,并且在一定程度上维持果实的风味品质及营养成分,随贮藏时间延长,一级果和特级果实营养流失更少,糖酸比明显增加,风味更甜,三级果,高次果的营养流失会更快速,不易于长期贮藏。