降溫方法對鴨梨冰溫貯藏過程中可溶性糖的影響

李剛，晉朝，高露，樊秀花，3，閆師杰，3，李玲，3*

（1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384；2.天津海天緣生產力促進中心有限責任公司，天津 300403；3.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300392）

鴨梨是我國白梨品系優良主栽品種，因梨梗突起，形似鴨頭，故名鴨梨。鴨梨適應性強、豐產性好、果大味美、肉質細脆、汁水豐富、甘甜可口，其維生素C含量豐富，鈣、磷、鐵等礦物質含量高，糖分含量高，營養價值高。近年來，隨著人們生活水平的提高、消費觀念的進步，人們更加重視果實品質與營養物質的統一。高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）具有可同時測定多種糖組分的優點，在枸杞[1]、黃果柑[2]、脆棗[3]、甜高粱[4]、西瓜[5]、李子[6]、梨[7]等果實中已有所運用，但應用于鴨梨果實的研究較少。梨果實中的可溶性糖主要有蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇等，其含量在評價果品質量上起著舉足輕重的作用[8]。安景舒等[9]分析了全國梨集中種植地的梨果肉中可溶性糖組分（蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇），發現“雪花”、“玉露香”、“紅香酥”、“鴨梨”果皮的4種可溶性糖含量由高到低依次為山梨醇＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，果肉的4種可溶性糖中果糖含量最高，其后依次為山梨醇、葡萄糖，蔗糖含量最少。段敏杰等[10]用HPLC測定6個砂梨品種的4種可溶性糖，平均含量由高到低排序為果糖＞山梨醇＞葡萄糖＞蔗糖，其可溶性總糖含量平均值為91.38 mg/g。葛宇等[11]對油梨品系進行研究，發現3份油梨果肉中的可溶性總糖含量為（18.08±0.48）mg/g·FW，可溶性糖含量由高到低為甘露庚糖醇＞甘露庚酮糖＞果糖＞葡萄糖；種子中的可溶性總糖含量為（25.09±1.61）mg/g·FW，成分與果肉相同。

急速降溫是采收后直接放入到0℃冷庫中貯藏，較緩慢降溫易發生冷害、黑心病、失水而造成萎蔫和失重等，影響果實品質風味。緩慢降溫是在果蔬預冷后，從高溫向低溫有計劃地降至適宜貯藏溫度，該降溫方式可防止果蔬冷害、褐變等現象的發生，此降溫貯藏技術在桃[12]、獼猴桃[13]、草莓[14]、南果梨[15]等已廣泛應用。貯藏前期（0～4 d），急速降溫的薄皮甜瓜[16]硬度和可溶性糖含量下降緩慢；在貯藏16 d～20 d，緩慢降溫的薄皮甜瓜硬度、可溶性糖含量高于急速降溫果實，乙烯釋放量低于急速降溫果實。張茜等[17]在紅香酥梨的研究中發現，急速降溫處理較緩慢降溫處理對可溶性糖含量的影響較大，貯藏前期進行緩慢降溫處理，呼吸強度高，乙烯釋放量大，對可溶性糖的消耗較高，貯藏后期（180 d后）緩慢降溫處理果的可溶性糖含量明顯高于急速降溫處理果。本試驗建立高效液相色譜法，將早采、中采和晚采的鴨梨，經急速降溫和緩慢降溫2種方式處理后，測定果肉和果皮中果糖、葡萄糖和蔗糖，旨在為鴨梨的冰溫貯藏保鮮及為防治鴨梨褐變、延長鴨梨貯藏時間、提高貯藏品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器設備

鴨梨：產自河北藁城，從固定的8棵樹上隨機手工采摘無病蟲害、無機械損傷、果實大小適中的果實。果實按早期采收、中期采收和晚期采收3種成熟度，分別于盛花期后145、155、165 d采摘。套好網套，裝進紙箱后，保存在天津農學院冷庫。

乙腈（色譜純）：天津科威化工技術有限公司；超純水：天津市施特勞斯環保科技有限公司；葡萄糖標準品、果糖標準品、蔗糖標準品（均為色譜純）：美國Sigma公司。

1200高效液相色譜儀（配有在線脫氣機、四元泵、示差檢測器、Chemstation工作站）、Asahipak NH2P-50 4E氨基柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）：美國安捷倫公司；900系列超低溫冰箱（-80℃）：美國Thermo公司；5804R高速冷凍離心機：德國Eppendorf公司；進樣瓶（帶1.5 mL聚四氟乙烯瓶蓋）、50 μL微量注射器：美國Supelco公司。

1.2 降溫處理方法

急速降溫處理果經12℃預冷24 h后直接放入冰溫庫（-0.50±0.03）℃貯藏；緩慢降溫處理果先12℃入庫預冷，每5 d降低2℃，30 d后放入冰溫庫（-0.50±0.03）℃貯藏。

1.3 取樣方法

貯藏期間，每隔30 d取樣測定、觀察1次，每次隨機從該處理果箱中抽取鴨梨10個。對于不同處理方法及采用縮略語見表1。

表1 試驗不同處理方法及縮略語Table 1 Experiment with different treatments and abbreviations

1.4 測定方法

1.4.1 液相色譜條件

流動相為乙腈∶超純水=7∶3（體積比），流速為1 mL/min，柱溫為35℃時跑基線，穩定后開始進樣，進樣體積為20 μL。對標準品、樣品的出峰時間、出峰面積進行記錄。

1.4.2 標準品溶液配制及標準曲線的制作

準確稱取蔗糖、果糖和葡萄糖各2.5 g，用乙腈定容至50mL，制成標準儲備液并于-18℃保存。分別取各標準儲備液 1、2、4、8、16mL，用乙腈定容至 50 mL，配制成標準工作液，配制好的混合標準工作液經0.45 μm濾膜過濾后，上機檢測，以糖含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線。

1.4.3 樣品的制備

在超低溫冰箱（-80℃）中，取液氮冷凍果肉、果皮組織各2 g，常溫（25℃左右）下倒入液氮迅速研磨，研磨至粉末狀后轉移到10 mL離心管中，加入5 mL超純水，在4℃下10 000 r/min離心10 min，再用5 mL超純水將殘渣提取1次，將2次上清液合并，用乙腈定容至10 mL，經0.45 μm濾膜過濾后進行測定。樣品測定采用保留時間定性、峰面積定量的外標法。

1.5 數據處理

試驗結果采用Office Excel 2016進行整理，計算標準差并制圖，數據用SPSS 19.0進行方差分析和顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 高效液相色譜測定鴨梨果實中可溶性糖含量方法的建立

2.1.1 糖類物質標準樣品的色譜分析

高效液相色譜法可同時定量測定多種物質，目前已廣泛應用于糖、酸類物質含量的測定。圖1和圖2分別為糖標準品與鴨梨樣品的高效液相色譜圖。

圖1 糖類物質標準品的高效液相色譜圖Fig.1 High performance liquid chromatogram of sugar standard sample

圖2 鴨梨糖類物質的高效液相色譜圖Fig.2 High performance liquid chromatogram for the analysis of sugars in Yali pear

由圖1和圖2可知，鴨梨果實中的糖類主要為果糖、葡萄糖和蔗糖。利用高效液相色譜技術能較好地分離3種糖組分。通過HPLC分析比較標準品與鴨梨樣品的保留時間與峰面積，進而測定鴨梨樣品中果糖、葡萄糖和蔗糖的含量。

2.1.2 標準曲線繪制

測定5種不同濃度的標準混合溶液，回歸方程及相關系數如表2所示。

表2 糖回歸方程及相關系數Table 2 Regression analysis of different sugars

由表2可知，該方法分離度較高，在一定范圍內有較好的線性關系（r＞0.990），可應用于后續試驗。

2.2 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏果肉、果皮果糖含量影響

2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉果糖含量的影響結果見圖3。

圖3 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉果糖含量的影響Fig.3 Effects of different cooling methods on frutose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由圖3可以看出，在整個貯藏過程中，不同降溫方式果肉中果糖含量均呈明顯下降趨勢，晚采果最為明顯。果實采摘貯藏0 d時，早、中、晚采果實的果糖含量分別為 148.68、160.61、171.63 mg/g，貯藏 40 d 內，鴨梨果實果肉中果糖含量整體不斷增加，但緩慢降溫處理的中采果和晚采果在不斷下降。在貯藏40 d～120 d，3個采摘期的急速降溫處理的果糖含量高于緩慢降溫處理，且急速降溫處理的果肉果糖含量下降速度較快，緩慢降溫處理的果肉果糖含量下降速度較慢。貯藏160 d時，緩慢降溫處理的早采果和中采果果糖含量較高。在貯藏過程中，晚采緩慢降溫處理果實果肉中果糖的損失始終高于急速降溫處理果實，這可能是因為糖類是果實呼吸作用的底物，而緩慢降溫處理加快了晚采果實的呼吸作用，因此晚采果實果肉中果糖的含量下降得更快。在貯藏初期，晚采果實的果糖含量最高，果實甜度最高，果味品質良好；在貯藏后期，早采和中采緩慢降溫處理保持了較高的果糖含量，從而很好地保持了果實在貯藏期間的質量。

2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮果糖含量的影響結果見圖4。

圖4 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮果糖含量的影響Fig.4 Effects of different cooling methods on frutose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

從圖4可以看出，早、中采梨果皮在160 d的貯藏過程中，果皮中的果糖含量整體先上升后下降，且急速降溫處理效果明顯。晚采急速降溫處理和緩慢降溫處理果果皮果糖含量均呈下降趨勢，且緩慢降溫處理的下降速度較快。在貯藏0 d時，果糖含量在早、中和晚采之間區別不大，分別為 121.03、123.77、129.59 mg/g，貯藏40 d，早采急速降溫處理果的果糖含量增加到157.01 mg/g，然后在果實完全成熟后，貯藏80 d時緩慢下降到148.94 mg/g。隨著貯藏時間的延長，早采果和中采果經緩慢降溫處理果皮果糖含量的下降幅度逐漸減小，中期采收果實的果糖含量下降最不明顯，僅從0 d的123.77 mg/g下降到160 d的106.54 mg/g，最大程度地延緩了果糖含量的下降，保持了果實的品質。

2.3 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉、果皮葡萄糖含量的影響

2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉葡萄糖含量的影響結果見圖5。

圖5 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉葡萄糖含量的影響Fig.5 Effects of different cooling methods on glucose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由圖5可知，鴨梨果肉的葡萄糖含量低于果糖，約為果糖含量的15%～26%。在貯藏過程中，葡萄糖含量在果肉中的動態變化與果糖含量基本吻合。采后貯藏0～40 d，早期采收急速降溫處理的果實果肉葡萄糖含量從22.25 mg/g積累到35.87 mg/g，然后逐漸減少，40 d后緩慢降溫處理的果實葡萄糖含量逐漸高于急速降溫處理，80 d后完全高于急速降溫處理。這可能是因為水果的呼吸作用促進了水果旺盛的生理代謝，消耗了更多的葡萄糖。早、中采果實中葡萄糖含量的變化趨勢相對一致，但在中采果實貯藏160 d期間，急速降溫處理和緩慢降溫處理果實的葡萄糖含量減少速度最慢，晚采果實的下降速度最快，由于果實完全成熟，呼吸乙烯高峰值到來的較早采和中采果要快，相應的生理代謝比較旺盛，貯藏后期晚采果葡萄糖含量下降速率同樣是最快的，而中采緩慢降溫處理僅減少了11.44 mg/g，較好地保持了果實的質量，延緩了果實老化的速度。

圖6為2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮葡萄糖含量的影響。

圖6 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮葡萄糖含量的影響Fig.6 Effects of different cooling methods on glucose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由圖6可知，鴨梨果皮葡萄糖含量明顯低于果糖含量，當2種降溫方法處理不同成熟度的鴨梨時，果皮葡萄糖含量一般呈現先升高后降低的波動變化。貯藏40 d后，早采急速降溫處理果實的果皮葡萄糖含量從23.26 mg/g上升到36.20 mg/g，這可能是由于采收較早，鴨梨成熟度不高，冰溫促使果實分解和合成更多的糖類物質，以降低其冰點并適應貯藏環境。果皮中葡萄糖含量的變化基本與果肉相同，晚期采收果葡萄糖含量下降速度仍然最快；中采緩慢降溫處理果下降速度最慢，可以延緩果實品質的惡化和衰老，保持良好的果實風味。

2.4 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏果肉、果皮蔗糖含量影響

圖7為2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉蔗糖含量的影響。

圖7 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果肉蔗糖含量的影響Fig.7 Effects of different cooling methods on sucrose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

從圖7可以看出，不同成熟度鴨梨經2種降溫方式處理后果肉蔗糖含量總體呈下降趨勢，與果糖和葡萄糖的變化趨勢基本一致。貯藏0 d時，早采、中采和晚采的果實果肉蔗糖含量分別為7.93、9.52、12.50 mg/g，表明果肉蔗糖含量隨著果實成熟度的提高而增加。隨著貯藏時間的延長，貯藏40 d早采急速降溫處理的果肉蔗糖含量增加到10.98 mg/g，在貯藏80 d和120 d后減少到7.37 mg/g和7.23 mg/g，貯藏160 d后迅速減少到5.87 mg/g，通過觀察和比較可以看出，果實貯藏40 d時呼吸作用和乙烯釋放旺盛。晚期采收果在同期經急速降溫處理的果肉蔗糖含量一直高于緩慢降溫處理果，而中采果實的果肉蔗糖含量變化趨勢與早采果實基本相似，貯藏80 d后，緩慢降溫處理果實的蔗糖含量高于同期急速降溫處理果實，中采緩慢降溫處理果實的蔗糖含量下降速度較慢。

圖8為2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮蔗糖含量的影響。

圖8 2種降溫方法對不同成熟度鴨梨冰溫貯藏中果皮蔗糖含量的影響Fig.8 Effects of different cooling methods on sucrose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由圖8可知，果實果皮中蔗糖含量在2種處理方式下早采果和中采果呈先上升后下降的趨勢，而晚采果整體呈逐漸下降趨勢。貯藏0 d時，早采、中采、晚采果實果皮中蔗糖含量分別為8.82、9.21、11.71mg/g，這可能是因為晚采果實發育良好，成熟度較高，體內積累的糖分含量較高。貯藏40d后，早采和中采急速降溫處理的果實分別從8.82 mg/g增加到12.28 mg/g和9.21 mg/g增加到10.98 mg/g，這可能是因為果實離開母株時沒有完全成熟，果實糖分在貯藏過程中逐漸積累到最大值，直到果實完全成熟，然后隨著果實成熟和衰老程度的提高，果實糖分又逐漸下降。貯藏80 d后，3個時期果實果皮中蔗糖含量下降均較快。晚期采收果在同期經急速降溫處理的果皮蔗糖含量一直高于緩慢降溫處理果，但早、中期采收緩慢降溫處理果皮中蔗糖含量比急速降溫要高。在160 d時，中采緩慢降溫處理果實果皮中蔗糖含量最高，說明中期采收結合緩慢降溫處理能有效保持果實的甜度，改善品質和口感，延緩果實衰老。

3 結論與討論

梨果實發育完全成熟后，其果實可溶性糖組分主要由葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇組成，其中含量最高的是果糖[18]。劉清鶴等[19]研究魯秀梨果實生長發育過程糖分積累情況發現，采后貯藏至30 d時，可溶性總糖依舊呈上升趨勢，但隨后逐漸下降，本研究發現急降果和緩降果在貯藏40 d內可溶性總糖呈先上升后下降趨勢，這與文獻報道一致。此外，許多研究中顯示采收時間對于果實品質風味的影響十分重要，成熟度一定程度上決定了果實中可溶性糖組分積累的多少，但并不一定果實總糖含量越高風味越好[20]，劉松忠等[7]發現從果實風味指數角度考慮，早熟品種中“雪青”風味最佳，中熟品種中“黃冠”最佳，晚熟品種中則以“雪花梨”為最佳。本試驗將早期采收、中期采收和晚期采收的果實可溶性糖和總糖含量對比發現，早采果采后0 d的含量低于晚采果，晚采果實成熟時積累了大量可溶性糖，而中采果介于早采與晚采果之間，風味最佳。

急速降溫處理較緩慢降溫處理更易引起冰溫貯藏期間果實冷害、果實生理代謝的加快、果肉和果皮可溶性糖含量降低、果實品質損失和口感下降；中采緩慢降溫處理果的果肉、果皮在貯藏末期可溶性糖含量最高，鴨梨可溶性糖中果糖含量最高，而果糖又是甜度最高的糖類物質。所以中期采收（九月中旬）結合緩慢降溫處理的冰溫貯藏法可有效地保持果實可溶性糖類物質的積累，延緩果實品質下降，延長果品貯存期和貨架期，避免果實風味物質損失。