不同模擬流通溫度對桃果實硬度 和糖酸品質的影響

劉 慧，呂真真，楊文博，張春嶺，劉杰超，焦中高*

（中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南 鄭州 450009）

采后流通過程中的諸多環境因子影響著水果的品質，其中溫度是影響鮮果貯藏期和果實品質的最主要原因之一。即使是在冷鏈流通過程中，由于水果需要在冷庫和運輸設備之間進行轉移，還需進行包裝和加工，因此會經歷一些環境溫度的變化，甚至出現斷鏈情況，由此對果實品質造成影響。近年來，國內外關于冷鏈流通過程溫度變化對水產品的影響有較多的研究，通過比較不同的模擬流通過程，證實了溫度波動會加快魚類蛋白質降解和致腐微生物生長，影響產品感官得分和質構特性，不利于保持魚類品質[2-6]。國外有學者對鮮切蔬菜冷鏈流通過程中的溫度變化對蔬菜品質和微生物生長的影響進行了研究。Rediers等[7]研究發現供應鏈微小的溫度波動對鮮切菊苣的好氧嗜中溫細菌影響較小，而大幅度溫度波動會顯著增加樣品中總大腸桿菌和腸桿菌科細菌數。Tsironi等[8]追蹤測定了即食沙拉供應鏈的實際溫度變化曲線，并在等溫和動態變溫條件下進行貯藏實驗，通過分析微生物群體、VC含量、色澤和質地特性的變化規律，構建了品質損失動力學模型和產品貨架期預測模型。國內方面，周慧娟等[9-10]先后對不同品種和不同包裝的桃果實在長途冷鏈物流期間的果心溫度進行了追蹤測定，分析了到達目的地后的貨架期品質，明確‘中油4號’貯運品質好，珍珠棉包材質的泡沫箱適用于長時間（15 d以上）冷鏈物流，并提出果心溫度的穩定是影響果蔬貯運特性的重要因素。目前研究還主要關注了桃果實的 預冷特性和蓄冷特性，但對于整個流通過程的溫度變化對果實品質的影響鮮見系統的研究。為了解不同溫度的流通方式對水果貯運品質的影響，本研究以對溫度較為敏感的呼吸躍變型水果——桃為研究對象，通過在不同模擬流通溫度環境中進行貯藏實驗，分析桃果實的糖酸組成與含量、果實質地與細胞壁物質的變化情況，找出冷鏈流通過程溫度波動影響水果品質的關鍵環節，進而指導改善水果采后冷鏈貯運條件。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桃品種為‘春美’，為早熟硬肉、全紅型白肉優質桃，耐貯運。實驗用果實的平均單果質量160 g、八成熟，采自河南省遂平縣豐園紅水果采摘園，采摘后2 h內運回實驗室，選擇大小一致、無病蟲害、無機械損傷的果實為實驗原料。

蔗糖（純度≥99%）、葡萄糖（純度≥99.5%）、果糖（純度≥99%）、山梨醇（純度≥99%）、奎寧酸（純度≥98%）、蘋果酸（純度≥99%）、檸檬酸 （純度≥99.5%）、富馬酸（純度≥99%）、酒石酸（純度≥99%）、半乳糖醛酸（純度≥97%）、間羥基聯苯 美國Sigma公司；乙烯標準品（純度1.03%） 國家標準物質研究中心；甲醇（色譜純） 北京Dikma科技有限公司。

1.2 儀器與設備

PAL-1迷你數顯糖度計 日本ATAGO公司；L-550離心機 長沙湘儀離心機儀器有限公司；Jena 50紫外-可見分光光度計 德國耶拿分析儀器股份公司；SHA-22水浴恒溫振蕩器 金壇精達儀器制造有限公司；GC2010氣相色譜（FID檢測器） 日本島津公司；TA.XT Plus質構儀 英國Stable Micro System公司；1525高效液相色譜儀（配有2487紫外檢測器、2414色差檢測器） 美國Waters公司；ZDR-20智能溫濕度記錄儀 浙江澤大儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 實驗設計

冷鏈與斷鏈流通環節及溫度設定：參考DB31/T 388—2007 《食品冷鏈物流技術與規范》，冷鏈流程主要包括了運輸、冷藏（產地冷庫、市場周轉性冷庫）、加工配送、銷售等環節。按照DB31/T 388—2007的要求設定冷藏溫度為4 ℃，設定會出現斷鏈流通的環節（主要包括加工 包裝、冷庫與運輸車之間的出入庫、銷售終端運輸與生鮮產品貨架等），這些環節的溫度均為25 ℃。

桃果實隨機分為3 組，每個處理3 個重復，每個重復60 個果實，每3 個果實用打孔的厚0.02 mm聚乙烯保鮮袋包裝，分別按照3 種模擬物流過程進行貯藏（圖1）。1）模擬常溫流通組：全程處于室溫（25 ℃）條件；2）模擬冷鏈流通組：恒定低溫冷藏，全程處于4 ℃低溫條件；3）模擬斷鏈流通組：設定包裝、出庫、入庫、銷售終端運輸（分裝、運輸）等環節的溫度為25 ℃，其他環節為4 ℃。按照上述條件，在出現溫度變化的節點（0、0.5、1.5、1.75、2.25、2.5、9.5、9.625 d）以及貨架期第2天和 第5天（11.625、14.625 d）進行取樣，測定相關指標。

圖 1 模擬采后流通過程的溫度變化情況示意圖Fig. 1 Schematic diagram of temperature change in different simulated circulation modes

1.3.2 指標測定

從知識可視化的概念分析中可以看到，知識可視化的目的并不是用視覺手段去表示知識，而是用視覺手段去傳遞知識，在信息海洋中，減少受眾的認知負荷，讓受眾能夠快速地感知信息，獲得知識。因此，知識可視化的目的就是要實現知識的快速傳播，在傳播中快速地被感知，實現知識的傳遞，讓知識在交流中不斷被建構，形成新的知識，即知識創造。

果心溫度：對模擬斷鏈流通組的桃果實果心溫度進行全程跟蹤測定，以探頭插入果肉1 cm為標準，設置每小時記錄一次溫度數據。

果肉硬度：削去果實縫合線赤道部位果皮，用TA.XT Plus質構儀測定，探頭為P/5（直徑5 mm）、測試速率1 mm/s、下壓深度5 mm。每個重復5 個果實，每個果實測定2 個點。

還原糖含量參考GB 5009.7—2016《食品安全國家標準 食品中還原糖的測定》進行測定；可溶性固形物含量（soluble solid contents，SSC）用糖度計測定；可滴定酸含量參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》進行測定，結果以蘋果酸計。

可溶性糖及有機酸組分的提取與含量測定參考李佳秀等[11]的方法。

細胞壁多糖提取及含量測定參考Liu Hui等[12]的方法。分步提取水溶性果膠（water soluble pectin，WSP）、螯合性果膠（chelate soluble pectin，CSP）、堿溶性果膠（sodium soluble pectin，SSP）后，使用間羥基聯苯比色法測定果膠含量，以半乳糖醛酸為標準品制作的標準曲線方程為y＝9.631x-0.006（R2＝0.9940），果膠含量以每毫克細胞壁物質中所含的半乳糖醛酸質量表示，單位為μg/mg。

1.4 數據統計與分析

采用Excel 2003軟件進行數據統計并作圖，結果表示為平均值±標準差；利用SAS 9.2軟件進行差異顯著性分析（Duncan’s multiple range test），P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 模擬斷鏈流通過程中桃果實果心溫度的變化情況

圖 2 模擬斷鏈流通過程中桃果實果心溫度實時監測圖Fig. 2 Changes in internal temperature of peach fruit during simulated broke-off circulation

果心溫度的穩定是影響果蔬貯運特性的重要因素[10]。從圖2可看出，經過預冷之后，桃果實果心溫度降至5.8 ℃，在模擬產地冷藏至市場冷藏期間果心溫度穩定在4.5～5.4 ℃之間。而在模擬出現斷鏈的環節，外界溫度的升高直接引起桃果心溫度的2 次升高：在模擬從產地冷藏后包裝、出庫裝車的環節（將桃果放于25 ℃條件下6 h），果心溫度升高至16.4 ℃，模擬從冷藏車卸車進入市場冷藏環節，桃果的果心溫度升高至19.3 ℃。

2.2 不同模擬流通過程中桃果肉硬度的變化

圖 3 不同模擬流通過程中桃果肉硬度的變化Fig. 3 Changes in flesh firmness of peach fruit in different simulated circulation modes

圖3為3 種模擬流通溫度下，‘春美’桃果肉硬度的變化情況，結果表明模擬流通過程中桃果肉硬度下降，質地軟化。其中模擬常溫流通的桃果實，果肉硬度在4 d內從19.61 g/cm2降至1.93 g/cm2。而模擬斷鏈流通與模擬冷鏈流通的果實在貯藏前期質地變化緩慢，在1.5 d時果肉硬度與鮮樣相比未發生明顯變化。經過第1次模擬斷鏈升溫（1.75 d）和12 h的運輸，于第二次升溫后（2.5 d），模擬斷鏈流通組的果肉硬度（15.19 g/cm2）顯著低于模擬冷鏈流通組（P＜0.05），該顯著性差異一直持續至從市場周轉性冷庫出庫（貨架前）。在進入貨架期后，這2 組果肉硬度均急速下降，在貨架期的第2天時模擬斷鏈流通的果肉硬度（2.14 g/cm2）仍顯著低于模擬冷鏈流通組（4.59 g/cm2），二者之間的顯著性差異在貨架期第5天時消失，此時桃果實均已失去商品價值。

2.3 不同模擬流通過程中桃果實細胞壁果膠含量的變化

圖 4 不同模擬流通過程中桃果實細胞壁果膠含量的變化情況Fig. 4 Changes in pectin content in the cell wall of peach fruit in different simulated circulation modes

如圖4所示，隨著桃果實的軟化，WSP含量增加，而SSP含量顯著降低，與前人在溶質型桃果實成熟過程中的研究結果[13]一致。模擬常溫流通組的CSP含量在貯藏過程中的變化相對平穩，而WSP含量從鮮樣的28.36 μg/mg 增加至貯藏末期（4 d）的68.56 μg/mg，SSP含量從158.63 μg/mg降至106.24 μg/mg。模擬冷鏈流通組和模擬斷鏈流通組的WSP含量在貯藏前期（0～9.5 d）緩慢增長，而在模擬出庫進入25 ℃貨架期后（9.5 d后）迅速增加，貨架末期模擬斷鏈流通組WSP含量（160.24 μg/mg） 顯著高于模擬冷鏈流通組（148.36 μg/mg） （P＜0.05）。模擬冷鏈流通組與模擬斷鏈流通組果實中的 CSP含量在進入市場冷庫前（0～2.5 d）下降，而在后期少量增加；SSP含量在0～2.5 d變化趨勢相對平穩，在市場冷藏過程中（2.5～9.5 d）明顯減少，在轉入25 ℃條件模擬進入貨架期后急速下降，與果實硬度的變化趨勢相同。貨架期結束時，模擬斷鏈流通組SSP含量顯著低于模擬冷鏈流通組（P＜0.05）。結果表明流通過程的溫度升高加速了溶解度較低的SSP果膠向WSP果膠的轉化。

2.4 不同模擬流通過程中桃果實糖含量及組成的變化

圖 5 不同模擬流通過程中桃果實糖含量和組成的變化Fig. 5 Changes in sugar composition of peach fruit in different simulated circulation modes

由圖5A、B可知，在第2.25天時，模擬常溫流通的桃果實還原糖含量和SSC都達到最高值，分別為1.89 g/100 g和8.26 °Brix，顯著高于模擬冷鏈流通組（P＜0.05），之后稍有回落。在模擬入庫結束進入市場周轉性冷庫前（貯藏2.5 d），模擬斷鏈流通組中還原糖含量（1.76 g/100 g）與SSC（7.96 °Brix）略高于模擬冷鏈流通組樣品，表明模擬流通前期的2 次溫度升高促進了可溶性糖的積累。在桃果實進入貨架期后的第2天，模擬冷鏈流通組和模擬斷鏈流通組的還原糖含量和SSC出現一個小高峰，之后下降。由圖5C～F可知，‘春美’桃果實蔗糖含量是葡萄糖和果糖含量的數倍，蔗糖含量在貯藏前期稍有升高之后逐漸降低。山梨糖醇含量整體呈現下降趨勢，而葡萄糖和果糖含量在采后貯藏過程中逐漸上升，表明蔗糖逐漸降解為葡萄糖和果糖等單糖。與模擬冷鏈流通組相比較，模擬斷鏈流通組的桃果實在經歷過2 次溫度升高后，于第2.5天模擬進入市場冷藏時，果糖含量顯著高于模擬冷鏈流通組（P＜0.05）。進入貨架期的第2天，模擬斷鏈流通組的蔗糖含量 （46.48 mg/g）顯著低于模擬冷鏈流通組（P＜0.05），而葡萄糖（9.49 mg/g）和果糖（11.69 mg/g）含量略高于冷鏈流通組。以上結果說明溫度的變化影響流通過程桃果實內部的糖代謝進程。

2.5 不同模擬流通過程中桃果實酸含量和組成的變化

從圖6A可以看出，模擬常溫流通組的桃果實可滴定酸含量在貯藏過程中快速下降，在4 d內從7.56 mg/g降至6.16 mg/g。而模擬冷鏈流通組和模擬斷鏈流通組的桃果實可滴定酸含量在采后貯藏過程的前期（0～2.5 d）變化較為平穩，在模擬進入市場冷藏期間逐漸減少，但在整個貯藏過程中模擬斷鏈流通組和冷鏈流通組的可滴定酸含量均不存在顯著性差異（P＞0.05）。‘春美’桃果實有機酸組分主要由蘋果酸、奎寧酸和檸檬酸組成。如 圖6B～D所示，在采后貯藏過程中，這3 種游離酸含量整體呈現下降的趨勢。在貯藏前期，與模擬常溫流通組相比，模擬斷鏈流通組和模擬冷鏈流通組的相對低溫環境抑制了蘋果酸的降解，蘋果酸含量顯著高于模擬常溫 流通組，但斷鏈流通組和冷鏈流通組之間不存在顯著性差異。模擬進入貨架期的第2天，模擬斷鏈流通組的蘋果酸含量（3.13 mg/g）顯著低于模擬冷鏈流通組（P＜0.05）（圖6B）。在貯藏0～2.5 d內，3 種模擬流通方式的桃果實奎寧酸和檸檬酸含量變化趨勢相同，進入市場周轉性冷庫時（2.5 d），模擬斷鏈流通的桃果實檸檬酸含量顯著低于模擬冷鏈流通組（P＜0.05）（圖6C、D）。

圖 6 不同模擬流通過程中桃果實酸含量和組成的變化Fig. 6 Changes in acid composition of peach fruit in different simulated circulation modes

3 討 論

冷鏈物流是公認的生鮮產品實現跨地區銷售品質保障的重要手段，需要對貨物進行全程溫度控制[14]。水果的易腐性和時效性要求冷鏈的各個環節具有高度的協調性，但由于管理不規范和設施不配套等問題，我國冷鏈物流在生產、運輸和銷售過程難以實現全程低溫。尤其是冷藏運輸車與冷庫不配套導致的貨物裝卸與冷庫存儲環節間的斷鏈問題極為普遍。本研究以此為出發點，分析了3 種模擬流通方式對桃果實流通過程及貨架期內品質的影響，以期為我國冷鏈系統的推廣應用與貯運技術的開發提供理論依據。

果實軟化是大多數易腐果實成熟的一個重要標志，它一方面影響果實采后品質，如外觀、口感、抗病害能力等；另一方面也直接影響果實的商品性[15]。目前普遍認為，在一些水解酶的作用下，細胞壁多糖的降解和增溶是果實后熟和貯藏期間果肉軟化的主要原因[13,16]。環境溫度對一些細胞壁酶活性起到調控作用，進而影響細胞壁多糖物質的降解和果肉的軟化。本研究結果顯示不同模擬流通溫度下，桃果實果肉軟化進程有明顯的差異，模擬常溫流通組的桃果實迅速軟化，采后4 d內即失去商品價值。而模擬斷鏈流通組的桃果實在經過2 次溫度升高進入貨架期后，果肉硬度顯著低于溫度恒定的模擬冷鏈流通組，同時具有更高含量的WSP和較低含量的SSP，說明流通過程中的斷鏈升溫環節不利于桃果實硬度的維持，可能是因為中途升溫會增加果膠酯酶和聚半乳糖醛酸酶活性，促進共價結合態果膠物質的解離和解聚，使SSP含量下降并隨之轉化為WSP[13,17]，從而加速果實軟化。

果實中糖、酸物質的組分、含量及其比例共同決定果實的品質和風味[18]。本研究結果顯示蔗糖是‘春美’桃果實中含量最高的可溶性糖，在3 種模擬流通過程中，蔗糖含量均在前期有所升高在后期逐漸下降，結果與其他學者在桃果實中發現的規律[19-23]相同。主要原因在于隨著果實的后熟軟化，蔗糖被酸性轉化酶（acid invertase，AI）或中性轉化酶（neutral invertase，NI）等降解成果糖、葡萄糖或二磷酸尿苷-葡萄糖等單糖組分[22]。此外，本研究結果顯示在從市場冷藏出庫后，模擬斷鏈流通組桃果實的蔗糖和山梨糖醇含量均低于模擬冷鏈流通組，而葡萄糖含量高于模擬冷鏈流通組，表明斷鏈過程的溫度升高加速了桃果實內蔗糖和山梨糖醇的降解以及葡萄糖的積累，進入貨架期后果實品質快速下降。蔗糖代謝會受溫度環境所造成的脅迫影響[24]，Wang Ke等[25]研究發現5 ℃貯藏的‘玉露’桃果實內NI和AI活性更高，蔗糖磷酸合成酶1活性較低，葡萄糖和果糖含量高。溫度通過調控糖代謝相關酶的活性而影響果實內部的糖類組成及含量，應保持冷鏈流通過程溫度的穩定以避免蔗糖物質的快速降解。

除了糖組分及含量的變化，酸組分的變化也是影響桃果實貯藏特性和貯藏期的一個關鍵因素[19]。本研究中‘春美’桃果實蘋果酸含量最高，其次為奎寧酸，檸檬酸含量最低。桃果實的可滴定酸和3 種游離酸含量在采后貯藏過程整體呈現下降的趨勢。蘋果酸被認為是三羧酸 （tricarboxylic acid cycle，TCA）循環的中間產物，其合成和降解與TCA循環密切相關[26]。水果成熟過程中蘋果酸含量快速降低，一方面是因為蘋果酸酶（cyNADP-ME） 所引起的降解；另一方面是因為其作為TCA循環呼吸代謝的基質和葡萄糖異生作用的底物被消耗[27-28]。本研究中模擬常溫流通組的果實可滴定酸和蘋果酸含量快速下降；模擬斷鏈流通組的桃果實在經歷包裝、出庫、運輸、入庫等環節的溫度升高后進入貨架期，貨架期蘋果酸含量顯著低于模擬冷鏈流通組，表明流通溫度的升高對蘋果酸的代謝造成了一定的影響。前人研究結果同樣表明環境溫度的升高會造成果實中可滴定酸以及蘋果酸含量降低[29-30]。溫度對有機酸代謝的影響可能是通過改變酶活性從而對糖酵解以及TCA循環的反應速度產 生影響[31]。此外，溫度升高也會降低水果積累蘋果酸的能力[32]，減少果實后熟過程中檸檬酸的生成[28]，本實驗也得到了同樣的結論。

4 結 論

本研究通過模擬不同溫度的流通方式，對模擬流通過程中的桃果實硬度與糖酸品質進行了分析。結果發現常溫條件不能保證桃果實的流通品質；而模擬斷鏈流通中經歷的包裝、出入庫裝卸過程的升溫對果實的品質有顯著的負面影響。在桃果實進入貨架期后，與恒定低溫的模擬冷鏈流通組相比，模擬斷鏈流通組的果肉硬度和SSP、蔗糖、蘋果酸含量等品質指標下降。因此，在水果采后流通過程中應盡量采用恒溫冷鏈，避免發生斷鏈而造成溫度升高和波動。本研究僅初步探討了不同模擬流通溫度對桃果實部分品質指標的影響，關于對果實病原微生物生長情況、代謝酶活性以及營養物質的影響，還需進一步開展相關的研究。