兩種貯藏條件下冰糖心紅富士蘋果品質變化

周文靜，李文勝，王安麗，吳澤珍，胡安鴻

(1.新疆農業大學林學與園藝學院，烏魯木齊 830052；2.阿克蘇地區林業科學研究所，新疆阿克蘇 843000)

0 引 言

【研究意義】新疆阿克蘇地區屬暖溫帶干旱氣候、日照充足、晝夜溫差大、無霜期長，獨特的地理環境和氣候條件有利蘋果生長和品質提升，造就出獨特品質的冰糖心富士蘋果，冰糖心富士蘋果，成為新疆蘋果的標志產品。近年蘋果栽培面積不斷擴大，2019年栽培面積已達2.93×104hm2。研究紅富士糖心果和無糖心果在常溫和4℃貯藏過程中的品質變化，為阿克蘇冰糖心紅富士蘋果生產栽培和貯藏有重要意義。【前人研究進展】有研究認為冰糖心蘋果是一種生理病害，又稱水心病、蜜病或者糖化病，因品種不同而表現程度不同[1-5]。姜遠茂等[6]研究發現水心病蘋果蘋果酸含量較低，并有醇積累，且不耐貯藏，在采前1個月至貯藏1個月容易發生褐變腐爛，在氣溫較高、干燥的環境中1周左右就會腐爛，而在新疆特殊的自然條件下可以貯藏1～2個月。張鴻等[7]研究發現，富士蘋果在9月下旬水心病發病較輕，10月中旬以后癥狀嚴重，1周左右果實就會腐爛變質。也有人認為是受日照、溫差以及經緯度等特殊環境的影響，糖分積累不同形成的特殊產品。如四川大涼山、云南昭通、甘肅、陜北、山東、新疆阿克蘇等地區均有冰糖心蘋果出現[3-4,8]，這些地域有一定的共同特征，高海拔、光照充足、晝夜溫差大的地方，有利于果實糖分的積累和沉淀形成冰糖心蘋果。【本研究切入點】冰糖心紅富士蘋果每年都會以不同的概率出現，有些年份全樹果實都會形成冰糖心。糖心集中于果核周圍且不發展至外果皮，與水心病的偶發性并不完全一致。阿克蘇冰糖心蘋果在冷庫條件下可存放6個月，期間冰糖心也會逐漸消失，但沒有出現褐變腐爛現象，其商品性也沒有受影響。研究糖心果和無糖心果在常溫和4℃貯藏過程中的品質變化。【擬解決的關鍵問題】測定常溫和4℃冷藏條件下冰糖心紅富士蘋果內外在品質，分析冰糖心蘋果貯藏品質變化，為阿克蘇冰糖心紅富士蘋果生產栽培與貯藏提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于阿克蘇地區紅旗坡農場新疆農業大學蘋果國家良種基地，E80°20′41″，N41°17′22″。該區域為暖溫帶干旱性氣候，光照、溫度和土壤條件優越，晝夜溫差大，極有利于蘋果的生長、開花、結實。試驗區平均海拔1 200 m，日照豐富，年日照達2 600 h，年均氣溫7.9～11.2℃，無霜期228 d。

材料選擇光照充足，樹勢健壯，無病蟲害，結果穩定，常規水肥管理的當地主栽紅富士品種，樹齡為6 a，株行距為3 m×4 m，采取隨機取樣的方式，采收后運回實驗室檢測和取樣。樣品分別放置在常溫(20～25)℃和4℃冷藏。

1.2 方 法

1.2.1 果實糖心果率和糖心指數

蘋果運回貯藏26 d后，每個處理隨機選取20個果實，每隔1周調查糖心果數并計算糖心果率和糖心指數。表1

表1 蘋果糖心級別劃分Table 1 Grading of apple sugar core

(1)

糖心果率=(糖心果的數量/調查果的總數量)×100%。

(2)

1.2.2 品質指標測定

果形指數(縱徑/橫徑)是衡量果實外在品質的指標之一。a*值正值的變化表示果皮紅色的變化。b*值正值的變化表示果皮黃色的變化。貯藏第26 d以后分別統計了常溫和4℃貯藏富士的糖心果率和糖心指數。果實按糖心果和無糖心果分別測定其品質，果實縱橫經采用電子游標卡尺進行測量，并計算果形指數(縱徑與橫徑的比值)；單果重用電子天平(精度0.01 g)測定；果實硬度用浙江托普云農科技股份有限公司生產的GY-1型果實硬度計測定；果皮色澤的指標L*、a*、b*值采用深圳三恩馳科技有限公司生產的NH310色差儀進行測定；可溶性固形物含量用日本艾拓生產的PAL-1數顯糖度儀測定；果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇、用高效液相色譜法測定。

1.3 數據處理

試驗數據用Excel 2010和SPSS 21. 0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 果實糖心果率和糖心指數

研究表明,隨著貯藏時間的延長，糖心果率和糖心指數呈下降趨勢；4℃冷藏的的糖心果率和糖心指數均高于常溫的，4℃冷藏的果實第60 d時仍然有糖心，糖心果率和糖心指數分別為27.50%和0.03%，而常溫貯藏的果實的糖心已完全消失，糖心果率和糖心指數為均為0。圖1,表2

圖1 兩種儲藏條件下果實糖心果率變化Fig.1 Changes in fruit sugar core rate under two storage conditions

2.2 外在品質變化

2.2.1 果形指數

研究表明,隨著貯藏時間的延長，無糖心果和糖心果果形指數變化不大，4℃冷藏的無糖心果果形指數變化范圍為0.83～0.89，糖心果為0.84～0.88；常溫貯藏的無糖心果果形指數變化范圍為0.84～0.87，糖心果為0.83～0.88，不同貯藏條件下無糖心果和糖心果果形指數差異不顯著(P<0.05)。圖2

表2 兩種貯藏條件下糖心指數變化Table 2 Changes in sugar core index under two storage conditions

A B

2.2.2 單果重

研究表明,隨著貯藏時間的延長，貯藏的果實單果重呈下降的趨勢。常溫貯藏的果實單果重低于4℃冷藏；4℃冷藏第60 d的糖心果單果重比第26 d的下降了8.73%，無糖心果單果重下降了15.68%，下降幅度比糖心果大。常溫貯藏的無糖心果在第26～34 d和第54～60 d期間單果重下降較快，分別下降了21.98和31.52 g；糖心果在貯藏第34～47 d時單果重下降31.73 g。兩種條件下貯藏的糖心果和無糖心果單果重差異不顯著(P<0.05)。圖3

2.2.3 果實色差

研究表明,4℃冷藏第26、40、47和60 d無糖心果和糖心果的光澤度(L*)無顯著差異，僅在貯藏第34 d和第54 d時存在差異顯著；貯藏第34 d的無糖心果L*值高于糖心果，而其他貯藏階段無糖心果L*值均低于糖心果。常溫貯藏的糖心果和無糖心果L*值隨著貯藏時間的延長逐漸升高，果皮亮度有所提高；無糖心果貯藏第60 d時L*值比貯藏第26 d時提高了3.2，糖心果提高了7.42，但糖心果和無糖心果L*值差異不顯著(P<0.05)。圖4

A B

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研究表明,4℃冷藏的無糖心果和糖心果a*值差異不顯著，變化范圍在21.71～26.53；貯藏第54 d時無糖心果和糖心果a*值達到最大，分別為26.53和24.38。隨著貯藏時間的延長，常溫貯藏的無糖心果和糖心果a*值緩慢下降后又上升，無糖心果a*值在貯藏第40 d時最低，貯藏第54 d時達最高，分別為23.70和26.84；糖心果a*值在貯藏第34 d時最低，在貯藏第47 d時最高，分別為22.27和24.30。圖5

A B

研究表明,4℃冷藏的糖心果b*值隨著貯藏時間的延長呈先上升后下降的趨勢，峰值出現在貯藏第54 d時，為21.66；無糖心果的b*值變化不明顯，變化范圍15.65～17.38。隨著貯藏時間的延長常溫貯藏的糖心果b*值呈上升趨勢，無糖心果b*值呈升高下降升高的變化，整個貯藏期糖心果b*始終高于無糖心果；糖心果貯藏第60 d時b*值比貯藏第26 d時升高了9.49；無糖心果變化不大，變化范圍在18.08～20.61；在貯藏第47 d和第54 d時無糖心果和糖心果b*值差異顯著(P<0.05)。圖6

A B

2.3 內在品質變化

2.3.1 硬度

研究表明,隨著貯藏時間的延長，果實硬度均呈下降趨勢，4℃冷藏的果實硬度高于常溫貯藏的果實。4℃冷藏的糖心果的硬度始終低于無糖心果，在貯藏第34 d和第40 d時差異顯著；貯藏第60 d的糖心果和無糖心果的硬度比貯藏第26 d的硬度分別降低了1.26 和1.42 kg/cm2。常溫貯藏第40～54 d的糖心果硬度比無糖心果下降速率快，分別下降了0.29和1.38 kg/cm2，但二者差異不顯著(P<0.05)。圖7

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2.3.2 可溶性固形物含量

研究表明,隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的糖心果和無糖心果在距果核0～1 cm處可溶性固形物含量呈先下降后上升的變化，糖心果在距果核0～1 cm處可溶性固形物含量一直低于無糖心果；貯藏第34 d時二者的可溶性固形物含量最低，分別為11.97%和12.94%；而常溫貯藏的糖心果和無糖心果在距果核0～1 cm處可溶性固形物含量呈下降的趨勢，糖心果在距果核0～1 cm處可溶性固形物含量始終低于無糖心果；無糖心果貯藏第54 d時距果核0～1 cm處可溶性固形物含量比第26 d時下降了2.52%，糖心果下降了2.77%，二者下降幅度相差不大。圖8

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研究表明，隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏無糖心果在距果核1～2 cm處可溶性固形物含量呈先下降后上升的變化，糖心果表現為“W”型趨勢，二者都在貯藏第34 d時出現最低值，分別為13.9%和12.58%；糖心果和無糖心果的可溶性固形物含量僅在貯藏第40 d時差異不顯著，其他階段均差異顯著；而常溫貯藏無糖心果和糖心果在距果核1～2 cm處可溶性固形物含量呈下降的趨勢，無糖心果貯藏第60 d時距果核1～2 cm處可溶性固形物含量比貯藏第26 d時下降了2.27%，糖心果下降了2.87%。貯藏期間無糖心果在距果核1～2 cm處的可溶性固形物含量都高于糖心果(P<0.05)。圖9

A B

研究表明,隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的無糖心果和糖心果在距果核2～3 cm處可溶性固形物含量呈“W”型變化，二者均在貯藏第34 d時出現最低值，分別為15.03%和13.45%；貯藏第54 d時糖心果和無糖心果的可溶性固形物含量差異不顯著，其他階段差異顯著；貯藏期間在距果核2～3 cm處無糖心果的可溶性固形物含量高于糖心果，而常溫貯藏的無糖心果和糖心果在距果核2～3 cm處的可溶性固形物含量均呈下降的趨勢，分別下降了2.49%和3.87%。糖心果在距果核2～3 cm處的可溶性固形物含量前期下降緩慢，至貯藏第47 d后下降較快，無糖心果的貯藏第40 d后下降較快。圖10

隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的無糖心果和糖心果在近果皮處可溶性固形物含量呈先下降后上升的變化，二者均在貯藏第34 d時出現最低值，分別為15.60%和15.47%；在貯藏第26 d和貯藏第60 d時無糖心果和糖心果在近果皮處可溶性固形物含量差異顯著；貯藏期間無糖心果在近果皮處可溶性固形物含量高于糖心果。常溫貯藏的無糖心果和糖心果在近果皮處可溶性固形物含量呈下降的趨勢，分別下降了3.25%和4.12%，無糖心果在近果皮處可溶性固形物含量下降速率較平緩，糖心果在貯藏第47 d前緩慢下降，之后下降較快。圖11

A B

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2.3.3 可溶性糖含量

研究表明,隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的無糖心果果糖含量呈下降上升下降的變化，糖心果呈上升-下降-上升-下降波動；貯藏第54 d無糖心果的果糖含量達最大值，為114 mg/g，而糖心果在貯藏第60 d時達最大值，為111 mg/g，二者果糖含量在貯藏第40 d和第54 d時差異不顯著；常溫貯藏的無糖心果和糖心果果糖含量呈上升趨勢，糖心果果糖含量在貯藏第34 d后高于無糖心果，但差異不顯著(P<0.05)。圖12

葡萄糖是蘋果果實中主要的可溶性糖，4℃冷藏的無糖心果的葡萄糖含量呈上升下降上升下降的變化，貯藏第54 d時達到峰值79.00 mg/g；糖心果的葡萄糖含量表現為先升高后下降的變化，貯藏第54 d時也達到最大，為83.00 mg/g；糖心果葡萄糖含量在貯藏34 d后高于無糖心果，且差異顯著。常溫貯藏下無糖心果葡萄糖含量呈先上升后下降變化，貯藏第40 d時達最大值，為92.00 mg/g；糖心果葡萄糖含量呈上升趨勢，貯藏34 d后上升較快，貯藏第54 d時糖心果葡萄糖含量高于無糖心果且差異顯著(P<0.05)。圖13

A B

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研究表明,隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的無糖心果蔗糖含量呈先升后降變化，峰值出現在貯藏第34 d時，為43.00 mg/g；糖心果蔗糖含量呈下降-上升-下降變化，無糖心果和糖心果在貯藏第34～47 d時蔗糖含量差異顯著。常溫貯藏無糖心果蔗糖含量呈先升后下降變化，在貯藏第40 d時達最大，為32.00 mg/g；糖心果蔗糖含量變化不大，變化范圍在8.0～11.0 mg/g；無糖心果和糖心果在貯藏期間蔗糖含量差異顯著(P<0.05)。圖14

隨著貯藏時間的延長，4℃冷藏的無糖心果山梨醇含量呈下降-上升-下降變化，而糖心果山梨醇含量呈上升-下降-上升-下降波動。貯藏到第54 d二者都達到最大值，分別為65.00和70.00 mg/g，且差異顯著；貯藏第26～54 d二者山梨醇含量差別不大。常溫貯藏無糖心果山梨醇含量呈先升后降變化，而糖心果呈下降上升下降的變化，最低值出現在貯藏第34 d，分別為46.00和42.00 mg/g，二者在貯藏34 d后糖心果山梨醇含量低于無糖心果且差異顯著(P<0.05)。圖15

A B

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3 討 論

水心病蘋果突出特征是在果實成熟后期會在果實內部形成半透明狀組織，而這種現象在貯藏過程中會逐漸消失[9-10]，有些嚴重的情況貯藏后期果肉會發生褐變，影響了果實的品質、商品性和儲運性[11-12]。試驗研究發現，常溫和4℃貯藏過程中，糖心果沒有褐變腐爛的現象，這與姜遠茂[6]在新疆特殊的自然條件下可以貯藏1～2個月，張鴻的10月中旬以后癥狀嚴重，1周左右果實就會腐爛變質的研究結果不一致。

蘋果的風味是由果實的外在品質和內在品質一同決定的，包含單果重、果形指數、色澤、硬度、糖、酸等多種物質綜合作用的結果[13]。消費者對蘋果的認可度由果實大小、色澤、食用品質及口感共同決定[14]，其中果實色澤是吸引消費者的首要指標[15]，其次是果實大小。研究結果顯示，4℃冷藏和常溫貯藏的糖心果和無糖心果的果形指數、單果重、a*值差異不顯著，說明貯藏過程中糖心果和無糖心果在外在品質上無差異，冰糖心的存在并未影響果實的外在品質。

果實質地是評價果實口感和外觀等指標的決定性因素，良好的質地體現了果實的商品價值[16]。硬度是反應果實對外部壓力的抵抗能力的大小，是衡量果實耐貯性和貯藏效果的指標，較高的硬度可以有效的減少機械損傷，避免因機械損傷而引起的果肉組織的變質腐爛等不良影響[17-18]。試驗兩種貯藏條件貯藏后期糖心果硬度低于無糖心果實，糖心的存在可能降低了蘋果貯藏期間的硬度，但沒有顯著性差異。在兩種貯藏條件下，貯藏結束時，糖心果和無糖心果的硬度均下降了，這與王艷聰[19]的研究結果一致。Jha等[20]研究表明，蘋果果實貯藏期可溶性固形物增加，酸和光澤度下降，試驗結果顯示,常溫貯藏的糖心果和無糖心果可溶性固形物含量均呈下降趨勢，與其研究結果相反；試驗兩種貯藏條件下果實光澤度變化不大，與其光澤度下降的結果也不一致，可能因為與其貯藏的環境不同所致。杜艷民等[21]研究碳水化合物、礦質元素及活性氧代謝與富士蘋果水心發生的關系中得出果實可溶性固形物含量越高，水心指數越高的結論，試驗分別測了無糖心果和糖心果距果核不同距離的可溶性固形物含量，結果表明，無糖心果可溶性固形物含量高于糖心果，果實可溶性固形物含量近果皮最高，距果核0～1 cm處最低，而糖心基本出現在距果核0～2 cm處，此處的可溶性固形物含量低于近果皮和距果核2～3 cm處，與杜艷民等[21]研究結果不同。

果實的糖酸組分及含量是蘋果內在品質和商品性的重要指標，它直接影響果實的酸甜風味和口感[22-23]。果實中的的可溶性糖包含果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇，Bowen和Watkins[24]研究發現,水心病果實中山梨糖醇和蔗糖含量較高，葡萄糖和果糖含量較低。而研究中，發現兩種貯藏條件下，糖心果的蔗糖含量均低于無糖心果；常溫貯藏34 d后的糖心果的山梨醇含量低于無糖心果，4℃冷藏至60 d時糖心果的山梨醇含量高于無糖心果；冷藏初期果糖和葡萄糖、常溫果糖含量糖心果低于無糖心果，但貯藏結束時與貯藏初期相反，與其結果存在一定的差異。這與Marlow和Loescher[25]、Bowen和Watkins[24]、Yamada和Kobayashi[26]、Yamada等[27]發現受水心病影響組織的山梨醇含量高于未受影響組織的結果不一致。這可能是因為山梨醇在貯藏期間伴隨著水心的消失在山梨醇脫氫酶和山梨醇氧化酶的作用下逐漸轉化為果糖和葡萄糖等物質[28]。Marlow和Loescher[25]指出沒有證據表明山梨醇代謝與“水心病”之間存在任何因果關系。

4 結 論

富士蘋果在阿克蘇每年都形成冰糖心，在貯藏過程中，常溫貯藏第54 d的蘋果糖心完全消失，而4℃冷藏的蘋果部份仍有糖心，至貯藏第60 d果實沒有出現褐變及腐爛現象。糖心果和無糖心果的果形指數、單果重和a*值變化不大且差異不顯著。冰糖心富士蘋果的可溶性固形物含量和山梨醇含量也與水心病研究結果不一致，貯藏期間糖心果的可溶性固形物含量始終低于無糖心果，由外果皮至果核逐漸降低；4℃冷藏條件下糖心果、無糖心果山梨醇含量在第26～54 d差別不大，常溫貯藏第34 d后無糖心果山梨醇含量高于糖心果且差異顯著，并不是糖心處最高。低溫貯藏可以延緩糖心的消失，此過程中糖心并沒有擴大；可溶性固形物含量和山梨醇含量也并不是糖心處最高。冰糖心果實商品性沒有受到影響，其獨特風味反而受到消費者的喜愛，這與水心病癥狀在貯藏過程癥狀會擴大，會褐變腐爛、有苦澀味等有較大區別，認為冰糖心和水心病存在差異。