庫爾勒香梨果實生育期品質變化規律

郭 航,張 瑞,王 智, 喬坤云,閆娜娜, 趙多勇

(1.新疆農業大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所/農業農村部農產品質量安全風險評估實驗室(烏魯木齊)/新疆農產品質量安全重點實驗室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆庫爾勒香梨果實果香濃郁、酥脆多汁、皮薄無渣、甘甜可口[1]。除核心種植區新疆巴州外，新疆阿克蘇地區、甘肅、陜西等地多有種植。不同生態環境，種植在不同地區的庫爾勒香梨呈現出不同的品質。果實膨大期和成熟期是香梨生長和品質形成的關鍵時期[2]，研究果實關鍵生育期糖酸品質的變化規律，對于改進栽培措施、提高果品品質具有重要意義。【前人研究進展】梨果實品質主要取決于其糖酸的含量及其組成[3]，而果實生育期是果實品質形成的關鍵時期，多有對梨果實生育期糖酸品質變化的研究。李剛波等[4]研究了2種沙梨果實發育過程中糖含量的變化，指出2種梨果糖、葡萄糖含量變化基本一致，成熟時果糖含量最高，葡萄糖含量最低。姚改芳等[5]分析了98個梨品種果實中可溶性糖組分和含量，指出果實生育期的可溶性糖主要由果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇組成，其中果糖含量最高。楊盛等[6]測定了玉露香梨發育過程中糖、酸的含量變化，指出總糖含量呈“慢-快-慢-快”的上升趨勢，總酸含量呈先上升后下降的趨勢，成熟果實中的糖以果糖為主，酸以蘋果酸為主。王芳芳[7]以黃金梨和鴨梨為試材，研究其果實成熟期糖和酸含量的變化，指出可溶性糖、果糖、葡萄糖、蔗糖含量在果實成熟過程中均呈上升趨勢，可滴定酸含量呈先上升后下降的趨勢。【本研究切入點】目前已有較多對其它品種梨生育期糖酸品質變化規律的文獻，尚無報道庫爾勒香梨果實2次膨大期和成熟期等關鍵生育期糖酸變化的文獻。亟需研究庫爾勒香梨果實生育期品質變化規律。【擬解決的關鍵問題】以不同地區的庫爾勒香梨為研究對象，測定其在果實關鍵生育期(2次膨大期和成熟期)主要糖和有機酸含量的變化，分析不同產地的差異及其在關鍵生育期的變化規律。研究庫爾勒香梨果實生育期糖酸含量的變化動態和庫爾勒香梨果實生育期品質的變化規律，為香梨的品質調控和合理采收提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 庫爾勒香梨

庫爾勒香梨采自新疆庫爾勒市、阿克蘇市和甘肅酒泉市3個地區，選取樹齡20 a左右，樹勢相似，管理狀況相近的梨樹，于樹冠中層外圍四面隨機均勻采樣。從花后100 d開始，每10 d采摘1次，直至果實成熟。采樣后清除果實表面的灰塵等雜物，去除果核果蒂，置于高速破壁機中攪拌至均勻的漿狀，于零下22℃的冰箱中保存待測。表1

表1 采樣地點及經緯度Table 1 Sampling location and latitude and longitude

1.1.2 試劑與儀器

主要試劑：鹽酸、硫酸銅、亞甲藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀等：分析純，天津市致遠化學試劑有限公司；甲醇、乙腈、無水乙醇：色譜純，美國Fisher Scientific公司；果糖、葡萄糖、蔗糖、蘋果酸、檸檬酸和富馬酸等：色譜純，上海山浦化工有限公司。

主要儀器：高效液相色譜儀，WATERS2695型，美國Waters公司；高速破壁機，HR3868型，荷蘭Philips電子公司；分析天平，XSE204型，瑞士Mettler Toledo公司；電子天平，BSA223S型，德國Sartorius公司；電熱恒溫水浴鍋，HHH.S11-6型，中國上海博訊實業有限公司醫療設備廠。

1.2 方 法

1.2.1 還原糖含量測定：參照GB5009.7-2016《食品中還原糖的測定》。

1.2.2 葡萄糖、蔗糖、果糖等糖類物質含量測定：參照GB5009.8-2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定(高效液相色譜法)》。

1.2.3 總酸含量測定：參照GB/T12456-2008《食品中總酸含量的測定》。

1.2.4 檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、丁二酸、富馬酸等有機酸含量測定：參照GB5009.157-2016《食品中有機酸的測定(高效液相色譜法)》。

1.3 數據處理

使用Microsoft Excel 2019進行數據處理和圖表繪制，IBM SPSS26“one-way ANOVA”進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 庫爾勒香梨生育期糖類含量變化和組成

2.1.1 庫爾勒香梨果實糖類組成

研究表明，庫爾勒香梨果實中主要的糖類是果糖和葡萄糖，果糖含量最高，其次是葡萄糖，兩者含量占比之和達到了99%。蔗糖在果實發育初期無檢出，在成熟后期有少量生成，成熟時其含量占比僅為1%。圖1

圖1 庫爾勒香梨成熟果實主要糖類組成Fig.1 Main sugar composition of ripe fruit of Korla fragrant pear

2.1.2 庫爾勒香梨果實生育期糖類含量的變化

研究表明，在果實生育期，3個地區庫爾勒香梨果實的還原糖含量變化趨勢無顯著差異。庫爾勒市的香梨在花后100～130 d時還原糖含量相對阿克蘇市和酒泉市最高。至130 d時，3個地區香梨果實的含量達到同一水平。花后130～140 d，庫爾勒市和阿克蘇市香梨還原糖含量繼續維持高增長，同期酒泉市的香梨增長趨勢相對較緩。至果實成熟時，庫爾勒市和阿克蘇市香梨的還原糖含量基本相同，約為74 mg/g；而酒泉市香梨的含量則略低，為71 mg/g。

3個地區香梨的果糖含量與還原糖含量變化動態一致，均呈增長趨勢。在花后100 d時，庫爾勒市香梨的果糖含量顯著高于阿克蘇市(P<0.05)，但阿克蘇市香梨的增長幅度較大，在130 d時即接近庫爾勒市，在成熟時2地區香梨果糖含量無顯著差異(P>0.05)。酒泉市與庫爾勒市的香梨的果糖含量在120和140 d時相近，無顯著差異(P>0.05)，但成熟時酒泉市香梨的果糖含量最高。

在果實發育成熟過程中，3個地區香梨的葡萄糖含量均呈先上升再下降趨勢。庫爾勒市香梨的葡萄糖含量在花后120 d時達到峰值(阿克蘇和酒泉市在130 d)，隨后均出現了一定幅度的下降。至果實成熟時，庫爾勒市香梨的葡萄糖最高(52.4 mg/g)，阿克蘇市次之(50.9 mg/g)，酒泉市相對最低(49.6 mg/g)，3個地區無顯著差異(P>0.05)。圖2

圖2 庫爾勒香梨果實生育期糖類含量變化Fig.2 Changes in sugar content of Korla fragrant pear fruits during the growth period

庫爾勒香梨果實中蔗糖含量遠低于果糖和葡萄糖，且含量變化的動態也完全不同于果糖和葡萄糖。蔗糖在果實發育前期無檢出，至成熟期才出現了一定程度的積累。阿克蘇和酒泉兩地香梨的蔗糖在成熟初期無檢出，至成熟時才出現了小幅度的增長，最終含量基本一致(0.3 mg/g)。庫爾勒地區的香梨在花后100 d時即檢出了低含量的蔗糖，成熟時其含量相對阿克蘇和酒泉兩地最高，與兩地差異顯著(P<0.05)。

2.2 庫爾勒香梨生育期主要酸類含量變化和組成

2.2.1 庫爾勒香梨果實主要有機酸組成

研究表明，成熟庫爾勒香梨果實中所含主要的有機酸是：蘋果酸、檸檬酸、酒石酸和丁二酸。其中含量占比最高的酸為蘋果酸，達到了55%，庫爾勒香梨為蘋果酸優勢型梨品種。檸檬酸是含量第二高的酸，蘋果酸和檸檬酸是梨果實中最重要的2種有機酸。丁二酸在果實成熟前無檢出，至成熟時含量占比達到了14%。圖3

圖3 庫爾勒香梨成熟果實主要有機酸組成Fig.3 Main organic acid composition of ripe fruit of Korla fragrant pear

2.2.2 庫爾勒香梨果實生育期酸類含量變化

研究表明，在果實生育期，果實中總酸的含量呈下降趨勢。阿克蘇和酒泉兩地香梨發育初期的總酸含量較多，下降幅度也較大。而庫爾勒市的香梨總酸含量初期相對較低，變化也較為平緩。至果實成熟時，阿克蘇和酒泉地區香梨總酸含量一致(1.17 mg/g)，庫爾勒地區香梨的總酸含量相對最高(1.49 mg/g)。

蘋果酸是庫爾勒香梨果實中含量最高的酸，其變化動態與總酸相似，在整個生育期均呈下降趨勢。至果實成熟時，庫爾勒地區香梨的蘋果酸含量最高，阿克蘇地區的香梨中等，酒泉地區的含量最低。

在果實生長發育過程中，3個地區香梨的酒石酸含量均呈先下降后上升趨勢，但下降的幅度及最低點出現的時期不盡相同：庫爾勒地區在花后110 d，阿克蘇地區在花后130 d，酒泉地區在花后140 d。在果實成熟時，庫爾勒地區的酒石酸含量最高，阿克蘇和酒泉地區的酒石酸含量相似。

在果實生長成熟過程中，阿克蘇和酒泉2個地區香梨的檸檬酸含量變化動態比較相似，皆為先上升后下降。而庫爾勒地區香梨的變化動態則不相同，呈現出先下降再上升的走勢。在果實成熟時，庫爾勒地區香梨的含量最高，阿克蘇地區的次之，酒泉地區的最低。

富馬酸是香梨果實中含量最低的有機酸之一。在花后120 d至果實成熟時，3個地區香梨的富馬酸含量均呈增長趨勢，在果實成熟時達到峰值。在花后100～120 d，庫爾勒地區香梨的富馬酸含量高于另外2個地區，但經過30余天的發育，至果實成熟時，3個地區的含量已趨于一致，均為0.04 mg/g左右。

與其它有機酸不同，在香梨成熟前，果實中的丁二酸無檢出，在成熟時才有少量檢出。其中庫爾勒市香梨的含量最低(0.11 mg/g)，阿克蘇市香梨的含量中等(0.18 mg/g)，酒泉市香梨的含量最高(0.2 mg/g)。圖4

圖4 庫爾勒香梨果實生育期酸類含量變化Fig.4 Changes in the acid content of Korla fragrant pear fruits during the growth period

3 討 論

3.1 庫爾勒香梨糖酸組成

糖類的種類和數量直接影響水果的風味特征，如甜度、口感等，是影響水果品質的重要因素[8-9]。分析庫爾勒香梨成熟果實的糖含量組成，香梨果實中主要的糖是果糖和葡萄糖，兩者含量占3種糖含量總和的99%。而果糖是天然存在的甜度最高的糖，高占比的果糖含量是庫爾勒香梨較高的甜度，這也與大眾對庫爾勒香梨香甜的品質認知相符。已有研究證實梨果實中的糖類包含山梨醇，山梨醇在梨幼果中含量較高[10]，隨著發育成熟其含量逐漸降低[11]，是由于山梨醇通過山梨醇脫氫酶轉化為果糖或葡萄糖[12]。試驗測定的葡萄糖含量有可能是葡萄糖和山梨醇二者含量的加和。而庫爾勒香梨果實中的山梨醇的具體含量有待進一步研究測定。

果實中有機酸組分和含量是影響其風味品質形成的重要因素之一[13]。梨果實中有的機酸主要是蘋果酸和檸檬酸，可根據檸檬酸和蘋果酸的比值將不同品種劃分為蘋果酸優勢型和檸檬酸優勢型。白梨、砂梨和新疆梨中2種類型都有，但主要是蘋果酸優勢型[14-15]。試驗結果表明，蘋果酸是庫爾勒香梨果實中含量最高的有機酸(含量占比為55%)，庫爾勒香梨是蘋果酸優勢型梨品種。

3.2 庫爾勒香梨生育期糖酸含量變化規律

試驗結果表明，果實生育期是庫爾勒香梨各種糖類積累的關鍵時期。雖然發育初期3個地區果實中的還原糖含量不同，但整體均大幅增長，至成熟時達到峰值，由于隨著果實的發育成熟，其所含的淀粉等儲能物質水解生成果糖、葡萄糖、蔗糖等[16]。果糖和葡萄糖是香梨果實中含量較高也是最重要的2種單糖，其含量的變化動態也基本與還原糖相同。蔗糖在香梨果實中的含量很低，在果實生長期含量很少，幾乎無檢出，在接近成熟時才出現了一定程度的增長，這也與Oanh[17]、于年文等[18]的研究結果一致。影響果實糖含量的因素很多，有海拔、溫度、濕度、晝夜溫差、光照強度等自然因素，也有耕地、施肥、灌溉等因素，通過施肥、疏花疏果、噴灑植物調節劑等提高果實品質，促進果實糖分積累[19]。水分對于果實膨大和有機物質積累具有重要作用，水分不足會影響果實生長膨大，造成產量降低，水分過高會影響果實中糖類的含量，造成品質的下降，應合理調控香梨的灌溉水量[20]。

果實中總酸的含量隨著果實的成熟而降低，可能是由于果實代謝總酸被消耗而下降，也有果實膨大、水分增加引起的“稀釋”作用[21]。蘋果酸、酒石酸、檸檬酸的變化動態與總酸相同，皆呈下降走勢。而香梨果實中的富馬酸和丁二酸則在成熟期開始產生并逐漸增加，至果實成熟時達到最大值。

果實中糖酸的含量、組成和比例是決定果實品質和風味的重要因素。實驗表明，種植在不同地區的庫爾勒香梨果實的糖酸含量和比例不盡相同。例如果實成熟時，庫爾勒地區香梨的還原糖含量(74 mg/g)與阿克蘇地區香梨的還原糖含量(73.5 mg/g)無顯著差異(P>0.05)，但前者的總酸含量(1.49 mg/g)高于后者(1.17 mg/g)，因此，兩者的糖酸比相差較多(48∶62)。酒泉地區的香梨還原糖含量低于阿克蘇地區，但前者的總酸含量同樣低于后者，兩者的糖酸比非常接近(60∶62)。糖酸含量的不同使得3個地區香梨的品質也不相同，商品價格也高低不同。

影響果實生長過程中糖酸含量的因素有很多，如土肥條件、光照時長、溫度、濕度等。目前已有部分單一因素對果實糖酸積累的研究，但全面的影響分析目前尚無，還需要進一步研究。

4 結 論

4.1庫爾勒香梨中主要的糖類是果糖和葡萄糖，兩者占3種糖含量的99%；主要的有機酸是蘋果酸、檸檬酸、丁二酸和酒石酸；蘋果酸含量最高，占5種有機酸含量的55%。

4.2在果實2次膨大期和成熟期，還原糖、果糖、葡萄糖含量呈逐漸增長趨勢；蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等主要有機酸含量呈逐漸下降趨勢；糖酸比由花后100 d時的29增至140 d的57。

4.3果實成熟時，阿克蘇地區香梨的還原糖含量中等，總酸含量最低，糖酸比最高；庫爾勒地區香梨的總酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖含量最高，糖酸比最低；酒泉地區香梨的還原糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸含量最低，果糖、丁二酸含量最高，糖酸比中等。庫爾勒市的香梨采收時間在花后140 d，阿克蘇市的香梨在花后140 d，甘肅酒泉香梨在花后150 d。