不同成熟期小白杏品質指標變化規律研究

劉金秀 ，賀小偉 ，羅華平 *，楚合營 ，徐嘉翊 ，韓玉浩 ，申麗麗

（1塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾 843300）

(2新疆維吾爾自治區教育廳普通高等學?，F代農業工程重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

（3塔里木大學植物科學學院，新疆 阿拉爾 843300）

新疆杏果品種資源豐富，種植歷史已有2 000多年，種植面積多達2×105hm2，年產量超過1.5×106t，居于全國第一［1］。小白杏是南疆地區種植較廣泛的一種杏品種，其富含碳水化合物、蛋白質及多種礦物質元素［2］，具有較高的營養和藥用價值，大多以鮮食為主，深受人們的喜愛。由于杏果屬于典型的呼吸躍變型果實，采后較易達到呼吸高峰，加之杏果采摘期為新疆高溫季節，存在著采后轉色快，容易出現果皮和果肉褐變、后熟軟化等品質問題［3］，不易貯藏，一般貯藏期僅為3～5 d［1］。新疆地域遼闊，鮮食杏果銷售需經遠距離輸送，在運輸、貯藏、銷售中容易出現損傷、軟化和腐爛問題，使得杏果品質下降嚴重，給新疆杏果國內外市場健康發展帶來嚴峻挑戰［4?5］。

杏果的采收成熟度是影響其貯藏品質和貨架期的重要因素之一［6］。新疆小白杏產量大，成熟期短，為了確保經過長途運輸、貯藏后的杏子仍具有優良的品質和口感，需要在合適的成熟期進行采摘，并進行快速、準確的品質分級，降低小白杏在遠距離冷藏運輸中的損傷率，延長市場銷售周期，從而提高小白杏的鮮食品質和經濟附加值。因此，亟需開展不同成熟期小白杏品質指標變化規律研究，確定杏果最佳采摘時間，將有利于開拓小白杏鮮食外銷市場，提高果農經濟收入。

顧天齊等［7］通過測定新疆小白杏3個成熟期的果實硬度、SSC、可滴定酸、總糖、果膠、還原糖、總酚、纖維、VC等指標，發現總糖、VC、總酚、硬度、纖維存在明顯差異。王永芳等［4］對成熟過程中的庫車小白杏顏色、還原糖、VC含量進行測定，發現隨著成熟度增大，顏色由亮變暗，糖度逐漸增加，VC含量不斷減小且含量較低。楊婷婷等［6］研究表明，“中熟”的杏果經過貯藏35 d后仍然具有很高的硬度、VC和SSC含量以及較高商品率，為最適宜的采收成熟度。李亞玲等［8］通過測定不同的出庫方式對近冰溫貯藏后新疆小白杏的貨架期的硬度、SSC、可滴定酸、VC、及果實色澤（L*、a*、b*）的影響，發現低溫冷鏈出庫效果最佳。李萍等［9］研究6個杏品種的細胞壁組分和水解酶活性在杏果實成熟過程中的變化規律，可以解釋杏果實硬度隨成熟度的變化。孫守文等［10］對新疆12個九成熟的杏品種進行調查研究，結果表明輪臺小白杏的可溶性固形物含量最高，可食率、果膠含量、還原糖含量、固酸比較高。

研究小白杏的成熟規律，還可以為建立小白杏的成熟度評價模型提供參考，對于杏果采收和品質分級具有至關重要的意義。RAJKUMAR P等［11］通過高光譜圖像技術研究發現，香蕉的SSC、含水率與成熟度呈線性變化規律。張學豪［12］通過不同成熟度李果實的SSC含量和硬度值的箱圖分布對李果實成熟度進行判別，并與基于SSC、硬度值為輸出的PLS判別模型進行比較。薛建新等［13］研究表明，沙金杏的SSC和成熟度之間相關系數為0.938 6，可使用SSC對沙金杏的成熟度進行分類判別，然后對特征波段、6項圖像紋理指標、6項圖像顏色指標這三類指標進行最優組合建立極限學習機模型，結果基于特征波長與顏色特征融合值建立的模型判別率高達93.33%。以上對水果的成熟度研究都是基于定性分類，蘭海鵬等［14］對庫爾勒香梨提出一種成熟度量化評價模型，以積溫為變量，分別建立香梨硬度、SSC、葉綠素、維生素C與積溫擬合方程，模型系數顯著性P＜0.000 1，相對誤差均小于2.4%，然后建立了香梨成熟度與各指標之間的量化評價模型，為確定香梨的采摘期、成熟度評價和品質指標預測提供參考。

綜上可知，國內外學者對不同成熟期小白杏品質指標變化規律研究較少。為探究不同成熟期小白杏品質指標變化規律，本文結合具體試驗條件，以4種不同成熟程度的小白杏為研究對象，分別測定SSC、含水率、硬度、糖酸比4個理化指標含量，得到各指標隨成熟度的變化規律，擬合建立各品質指標與成熟度的模型及各指標之間的相互關系，研究小白杏的成熟規律，為確定小白杏的最佳采摘期、建立小白杏的成熟度判別模型和品質分級提供參考，對打開小白杏外銷市場空間、促進新疆經濟發展具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以新疆維吾爾自治區阿拉爾市十團果園內的小白杏為試驗材料，采摘時間為2020年6月份。杏果的采收成熟度主要依據果皮顏色，一般杏果顏色由綠向黃轉變即可采收，但是不同的品種具有不同的顏色變化［1］。按照生產實際中對杏的成熟程度劃分［13］采集七成熟、八成熟、九成熟、十成熟4個等級的小白杏，劃分依據如下：

七成熟：果實呈深綠色，果肉較硬，果實偏??；八成熟：果實發育基本成熟，綠色減褪，果肉偏硬；九成熟：綠色基本消失，大部分呈白色或者淺黃色，果肉稍微變軟；十成熟：果實呈全黃色，果肉變軟，易受損傷。

選擇果實大小均勻、形狀規則、無病蟲害、無機械損傷、成熟度基本一致的小白杏為試驗樣品。樣品采摘后立即運回實驗室進行品質指標測定或置于冰箱內5℃冷藏到第二天測定［15］。因為理化指標測定方法的限制，同一個樣品不能同時測定所有指標，只能從同等級成熟度樣品中分批測量不同理化指標。每個成熟度等級篩選取樣520個果實，其中200個用于測定SSC、含水率，120個用于測定硬度，其余200個用于測定總糖和總酸，測量結果取平均值。其中，SSC和含水率來源于同一個樣品，而總糖和總酸來源于同一批樣品的平均值。

1.2 試驗方法

1.2.1 SSC測定

在果實三分之一處將果肉切片，一半用于測定含水率，另一半用于擠汁，滴于數顯SSC計（日本Ata?go）上，記錄讀數，每次測量前用蒸餾水清洗糖度計，并進行校正。

1.2.2 含水率測定

根據GB/T5009.3?2016，使用烘干減重法進行測量。干燥設備為GZX?9140MBE電熱鼓風干燥箱（上海博訊事業有限醫療設備廠），稱重儀器為JA2003型電子天平。果實三分之一處將果肉切片，約為1 g左右，放至托盤中置于電熱鼓風干燥箱中干燥，在一個大氣壓下，溫度設定100℃，每隔2 h取出并稱重一次，直到重量變化小于0.001 g［16］，含水率計算公式如下：

式中：w為樣本的含水率；m1為樣本的鮮重，單位為g；m2為樣本的干重，單位為g。

1.2.3 硬度的測量

采用質構儀TMS?PRO（美國，FTC）進行質構剖面分析（TPA）測試。TPA是通過模擬牙齒咀嚼對樣品進行兩次壓縮得到品質參數［17］。設置測試速率為30 mm/s，壓縮程度為20%，起始力為0.5 N，得到評價小白杏TPA試驗模式圖及特征曲線，如圖1所示，其中雙峰曲線第一個峰的最大值表示硬度，單位為N。

圖1 小白杏TPA試驗模式圖及特征曲線

1.2.4 糖酸比的測定

在塔里木大學分析測試中心根據GB/T 10872?2006進行了總糖測定，根據GB/T 12456?2008進行了總酸測定，糖酸比即為總糖和總酸的比值。

2 結果分析

2.1 小白杏SSC、糖酸比含量變化規律

從圖2、3可以看出，小白杏SSC含量變化區間為6%～19%，糖酸比變化區間為0.50～1.60，小白杏的SSC和糖酸比均隨著成熟度增大而增大。原因是小白杏成熟過程中淀粉等物質分解成蔗糖、果糖和葡萄糖等，同時根據實驗測定，總酸含量在5%～6.3%之間波動變化，導致糖酸比呈上升趨勢。根據新疆庫車小白杏成熟過程物理特性試驗研究，庫車小白杏的還原糖隨著成熟度的增加而增加［8］，以及不同成熟度李果實的SSC變化趨勢都與本試驗結論一致［13］。

圖2 小白杏SSC隨成熟度的變化規律

圖3 小白杏糖酸比隨成熟度的變化規律

2.2 小白杏含水率變化規律

含水率是影響果實口感的重要內在品質之一。從圖4中可以看出，小白杏的含水率變化區間為83%～91%，隨著成熟度增大呈逐漸減少趨勢。

圖4 小白杏含水率隨成熟度的變化規律

2.3 小白杏硬度變化規律

果實的硬度是影響果肉品質的重要指標之一。從圖5中可以看出，小白杏的硬度隨著成熟度增大逐漸減弱。這是因為硬度主要受果膠、木質素、纖維素、淀粉等影響，隨著果實的不斷成熟，果肉細胞壁的主要成分由不溶的原果膠降解為可溶性果膠，細胞結構隨之受損，細胞膜通透性增強，電解質大量溢出，使得細胞解體，導致果肉硬度隨時間迅速下降［18］。

圖5 小白杏硬度隨成熟度的變化規律

2.4 小白杏品質指標間相互關系

隨著小白杏逐漸成熟，SSC和糖酸比逐漸增加，含水率和硬度逐漸減小，為明確各品質指標之間的變化關系，使用Excel軟件對各品質指標進行擬合，根據決定系數選取最優的擬合曲線。為防止因數據過少而出現過擬合現象，本實驗在八成熟和九成熟之間、十成熟之后各增加了一次采樣觀測，得到6個不同成熟期的品質指標值進行擬合，如下圖6所示。

圖6 不同成熟期小白杏各品質指標之間相關性分析

從圖6中可以看出，小白杏的SSC與含水率呈顯著負相關，決定系數R2=0.994 5；SSC與糖酸比呈顯著正相關，R2=0.908 1；SSC與硬度呈顯著負相關，R2=0.96；含水率與硬度呈顯著正相關，R2=0.942 3；含水率和糖酸比呈顯著負相關，R2=0.884；硬度和糖酸比呈顯著負相關，R2=0.941 4。

2.5 模型試驗驗證

為了驗證SSC和含水率模型關系式能否準確描述彼此的相關性，以SSC對含水率進行預測，比較模型預測值與實測值，誤差在±3%左右，驗證結果如圖7所示。因本試驗對各指標的測定方法的限制，只有SSC和含水率來自于同一樣品，硬度和糖酸比均是分別來自不同樣品取得的平均值，因此無法對上述模型進行相互驗證，擬合曲線僅供參考。

圖7 SSC實測值所對應的含水率的實測值與預測值

3 結論

研究結果表明，隨著成熟度的增大，小白杏的SSC、糖酸比逐漸增加，含水率和硬度逐漸降低。SSC和糖酸比呈顯著正相關，SSC和含水率、硬度呈顯著負相關，含水率和硬度呈顯著正相關，含水率和糖酸比呈顯著負相關，硬度和糖酸比呈顯著負相關，決定系數R2在0.90左右，方程擬合度較好。使用SSC含量通過模型驗證含水率，結果誤差在±3%以內，說明模型精確度較高。如果試驗條件允許，當各指標均來自于同一樣品，便可以根據各指標間的模型，由一個指標的含量對其他指標進行準確預測，而不需要將所有指標一一測定，對成熟度判定具有一定參考價值。