陜西白水‘瑞陽’蘋果不同采收期判斷及品質和耐貯性分析

劉洪沖，王新茹，姚 悅，余庭庭，周會玲

(西北農林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

適宜的采收成熟度不僅直接影響果實品質，而且與采后貯藏性質密切相關。在蘋果[1-5]、柑橘[6]、葡萄[7]、獼猴桃[8]、梨[9]中均有對采收成熟度的研究。采收時間過早，果實硬度較高，果實果質量偏小、淀粉含量高、果皮著色差，果實風味和口感較差；采收時間過晚，果實比較柔軟，在貯運中容易受到機械損傷，貨架期短。賈曉輝等[1]對不同成熟度的‘華紅’蘋果進行了冷藏試驗，結果表明過早或過晚采收均會加快冷藏‘華紅’蘋果的衰老進程。牛瑞敏等[2]在不同采收期對‘紅富士’蘋果貯藏品質的研究中發現用于長時間貯藏的蘋果果實對采收期的要求更為嚴格，需根據蘋果生長期、果實顏色、硬度、可溶性固形物、有機酸、糖酸比、淀粉指數、內部乙烯含量等綜合判斷。劉慧等[3]在‘華碩’蘋果中發現早采的果實雖然硬度高，但軟化速率較快，不適宜用來貯藏。Kvikliene等[4]在‘Lodel’蘋果中也得到類似的結論。謝季云等[5]在不同采收期對‘阿克蘇’蘋果品質研究中得出早采收的蘋果可以延緩果實呼吸高峰和乙烯釋放高峰的出現時間，但其失重率較高。晚采收的蘋果其可溶性固形物含量一直保持最高，但是果實衰老較快。

‘瑞陽’是以‘秦冠’和‘富士’雜交選育的晚熟紅色蘋果新品種，其豐產率高、品質優、適應性強，綜合性狀表現良好[10]。但是目前對于‘瑞陽’蘋果采收期判定和采后貯藏方面的研究基本空白。傳統方法根據果面著色判斷是否成熟容易受套袋因素和人為主觀影響，而按照果實物候期發育判定則會因為不同產地、不同氣候條件、不同年份等因素產生誤差。因此需要用一種客觀科學的方法來判斷‘瑞陽’蘋果采收期，以保證采收時‘瑞陽’蘋果品質及貯藏質量。目前國內外判定蘋果采收期時普遍應用淀粉染色法，已經建立起‘元帥’‘喬納金’‘嘎拉’‘秦冠’‘富士’ ‘粉紅女士’ ‘澳洲青蘋’[11]和‘華碩’[3]等蘋果品種果實成熟期的淀粉染色圖譜，在生產上得到廣泛應用。用淀粉染色圖譜法直接觀察果肉染色面積的大小，是判斷蘋果成熟度簡便可靠的有效方法。本試驗在考慮‘瑞陽’蘋果物候期的基礎上，選擇3個時期采收，繪制‘瑞陽’淀粉染色圖譜，同時結合蘋果品質等指標進行相關性分析，研究不同采收期‘瑞陽’蘋果在貯藏過程中的品質指標變化。旨在明確‘瑞陽’最適宜的采收期及采收期判定方法，為‘瑞陽’蘋果的適時采收提供理論依據和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用‘瑞陽’蘋果均選自西北農林科技大學白水蘋果試驗站。在果園同一地區選取長勢相同的12棵樹，分3個時期采收(表1)。采摘時在清晨露水過后選取同一方向、同一部位的果實，采摘后當天運回實驗室，過夜散去田間熱。

表1 ‘瑞陽’蘋果采收時期Table 1 Harvest time of ‘Ruiyang’ apple

1.2 試驗處理

將不同采收期果實分為3組，每組為1個重復，共3個重復，每重復100個果實，分別裝于內襯(0.03 mm PE)保鮮袋的果筐中，置于 0±0.5 ℃、相對濕度85%～90%的冷庫中貯藏，每15 d取樣測定果實硬度、色澤、可溶性固形物、可滴定酸、呼吸強度等指標。

1.3 儀器與設備

果實質地分析儀(GS-15，南非)；糖度計(PAL-1，日本)；酸度計(GMK-835F，韓國)；色差儀(CR-400，日本)；電子天平(E5500X，Sartorius)；紅外CO2分析儀(TEL-7001，美國)。

1.4 測定指標

1.4.1 淀粉染色圖譜及淀粉指數 參考何婉茹等[11]的方法，將不同成熟度蘋果沿果實中部橫切，將橫切面浸入深5～7 mm的碘-碘化鉀溶液中1 min，取出后拍照，繪制 ‘瑞陽’ 蘋果淀粉染色圖譜，按照染色程度評定淀粉染色等級。淀粉指數計算公式如下：

淀粉指數=∑( 淀粉染色級數×該級果實數) /果實總數

1.4.2 外觀指標 各處理隨機挑選30個果實測定外觀指標。果實橫、縱徑使用游標卡尺(精度為0.02 mm)測量；果形指數以果實縱徑和橫徑比值來表示，果質量使用電子天平測定。

1.4.3 果實硬度 使用GS-15型水果質地分析儀測定果實硬度。各處理隨機挑選3個果實，在果實赤道部位選2個點削皮，測定果肉硬度，測定重復3次，取平均值。

1.4.4 可溶性固形物 使用PAL-1型數顯糖度計測定。各處理隨機挑選3個果實，用榨汁器將去皮蘋果榨汁后，用4層紗布過濾，取濾液500 μL測定，測定重復3次，取平均值。

1.4.5 可滴定酸 使用GMK-835F型蘋果酸度計測定。各處理隨機挑選3個果實，用榨汁器將去皮蘋果榨汁后，用4層紗布過濾，取濾液200 μL測定，用蒸餾水稀釋50倍后，測定重復3次，取其平均值。

1.4.6 果皮顏色 使用美能達CR-400型全自動測色色差儀測定。各處理隨機挑選3個果實，記錄L空間值。測定重復3次。

1.4.7 呼吸強度 使用TEL-7001紅外二氧化碳濃度儀測定。各處理隨機挑選4個果實，稱取質量、體積后放入9.7 L呼吸缸內，并放進紅外二氧化碳濃度儀密封，溫度與冷庫貯藏溫度相同。30 min后讀取二氧化碳濃度儀數據，測定重復3次，取平均值。呼吸強度計算公式如下：

呼吸強度=[(V1-V2-V3)×t×CO2測定值]/(m×1 000)

公式中：V1為呼吸缸體積；V2為樣品體積；V3為紅外分析儀體積；t為測定時間；m為樣品質量。單位：mL·kg-1·h-1。

1.4.8 失重率、發病率 失重率：每個處理固定30個果實放置在冷庫內，測定初期果質量。貯藏結束后測定其質量，計算失重率。測定重復3次，取平均值。計算公式如下：

失重率=(入庫前果質量-出庫時果質量)/入庫前果質量/×100%

發病率：發病率統計參考Niu等[12]的方法。每個處理固定30個果實放置在冷庫內，定期觀察病害發生情況并記錄，計算發病率。計算公式如下：

發病率=發病果數/調查總果數×100%

1.5 數據分析

使用Miscrosoft Office Excel 2019 辦公軟件進行作圖。結果以“平均值±標準誤”表示。采用 SPSS 26.0統計分析軟件的 LSD 進行差異顯著性分析(ANOVA，P<0.05為差異顯著)及相關性分析。

2 結果與分析

2.1 ‘瑞陽’蘋果淀粉染色圖譜

采摘不同時期‘瑞陽’蘋果，根據果實橫切面染色程度，按照由深到淺、染色范圍由大到小分為1～8個等級，結果如表2所示。何婉茹等[11]在陜西地區不同蘋果品種成熟期淀粉染色圖譜的建立研究中認為用于冷庫長期貯藏的蘋果在染色等級為4左右。因此本試驗在結合盛花期的基礎上，在9月26日，將染色等級為3級，果肉著色80%的‘瑞陽’蘋果作為采收期Ⅰ。10月5日，將染色等級為4級，果肉著色60%的‘瑞陽’蘋果作為采收期Ⅱ。10月16日，將染色等級為5級，果肉著色40%的‘瑞陽’蘋果作為采收期Ⅲ。

表2 ‘瑞陽’ 蘋果淀粉染色圖譜Table 2 Starch-iodine chart for ‘Ruiyang’ apple

2.1.1 不同采收時期‘瑞陽’果實品質分析 由表3可以看出，不同采收期‘瑞陽’果實在外觀上有一定差異。采收期Ⅱ、Ⅲ果質量、果形指數顯著高于采收期Ⅰ，采收期Ⅱ、Ⅲ無顯著差異。與采收期Ⅰ相比，采收期Ⅱ、Ⅲ果質量分別提高10.7%、14.3%。各采收期果形指數均大于0.8，符合蘋果優質果果形標準[13]。采收期Ⅰ明亮度 L顯著高于采收期Ⅱ、Ⅲ，這說明‘瑞陽’蘋果成熟度越高，顏色越紅。從內在品質上看，各采收期間硬度、淀粉指數存在顯著差異，且采收期越晚硬度越低、淀粉指數越高。采收期Ⅲ可溶性固形物含量最高，顯著高于采收期Ⅰ但與采收期Ⅱ無顯著差異。采收期Ⅲ糖酸比極顯著高于采收期Ⅰ。

2.1.2 不同采收期各生理指標與淀粉指數的相關性分析 ‘瑞陽’蘋果果實品質的構成指標比較多，不同品質指標存在著緊密的聯系但又保持著相對的獨立性，其相關性如圖1所示。3個采收期果實的淀粉指數變化與果形指數、明亮度、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比均存在顯著相關性，其中淀粉指數與果形指數、可溶性固形物、糖酸比含量呈極顯著正相關(P<0.01)；淀粉指數與明亮度、硬度、可滴定酸含量呈極顯著負相關(P<0.01)。由此可見，‘瑞陽’果實的淀粉指數在一定程度上可以反映果實果形指數、明亮度、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比的變化，證實了淀粉染色圖譜作為‘瑞陽’蘋果采收期判斷指標的可靠性。

表3 不同采收期‘瑞陽’蘋果品質指標Table 3 Quality indexes of ‘Ruiyang’ apple in different harvest periods

圖1 ‘瑞陽’ 蘋果不同采收期各生理指標與淀粉指數的相關性分析Fig.1 Correlation analysis between physiological index and starch index of ‘Ruiyang’ apple in different harvesting periods

2.2 不同采收期對 ‘瑞陽’果實貯藏過程中品質的影響

由圖2-A可以看出，各采收期的果實硬度均呈現逐漸下降的趨勢。在采收時，各采收期蘋果硬度無明顯差異。在15～75 d內，采收期Ⅰ硬度快速下降，與采收期Ⅱ、Ⅲ硬度無顯著差異，在這段時間內采收期Ⅱ硬度高于其他采收期。至 135 d結束時，采收期Ⅱ硬度保持最高顯著高于采收期Ⅲ、Ⅰ(P<0.05)，采收期Ⅰ硬度下降幅度最大。采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的果實硬度分別比采收當天下降了17.5%、11.8%、16.0%。

由圖2-B可以看出，各采收期蘋果可溶性固形物含量均呈現先上升后下降的趨勢。采收期Ⅰ、Ⅲ在60 d時達到最大值，采收期Ⅱ在75 d時含量最高。整個貯藏期內，采收期Ⅲ含量始終高于其余兩個采收期。在0～105 d內，采收期Ⅲ、Ⅱ含量均顯著高于采收期Ⅰ(P<0.05)。貯藏135 d結束時，采收期Ⅲ、Ⅱ含量仍高于采收期Ⅰ。這表明采收成熟度高的蘋果其可溶性固形物含量較高并在貯藏期間能較好地保持與果實糖度相關的品質。這一現象Li等[14]對‘Wonhuwang’梨中也有報道。

“*”表示差異顯著(P<0.05)；“**”表示差異極顯著(P<0.01)。下同

由圖2-C可以看出，在采收時，‘瑞陽’各采收期蘋果可滴定酸含量沒有顯著差異，但采收期Ⅱ含量最高，為0.39%。在15～30 d內，采收期Ⅰ含量迅速下降且和其余兩個采收期有顯著差異。這可能是由于采收期Ⅰ蘋果成熟度低，在貯藏初期仍有合成各物質的潛力。隨著貯藏時間的延長，‘瑞陽’各采收期可滴定酸含量呈現逐漸下降的趨勢。這是由于在貯藏過程中，蘋果果實經歷了有機酸通過糖異生途徑轉化為糖、參與呼吸作用等途徑，共同作用造成其含量降低[15-17]。

L值表示蘋果果皮顏色的明亮度，L值越大說明所測樣品亮度越高。由圖2-D可以看出，‘瑞陽’各采收期L值均表現出先下降后上升再下降的趨勢。這與牛瑞敏等[2]在研究不同采收期對紅富士貯藏品質的影響中的結論是一致的。在采收時，‘瑞陽’采收期Ⅰ果實亮度較大，L值為 75.90，與采收期Ⅱ(66.70)和采收期Ⅲ(65.36)有顯著差異。‘瑞陽’采收期Ⅰ在貯藏0～75 d內L值波動較大，而采收期Ⅱ、Ⅲ在整個貯藏期間均保持一個較為平穩的狀態，且始終與采收期Ⅰ存在顯著差異。由此可見，采收期Ⅱ、Ⅲ可以在貯藏期間保持較好的果實亮度。

2.3 不同采收期對‘瑞陽’果實貯藏過程中呼吸強度的影響

由圖3可以看出，‘瑞陽’各采收期果實表現出典型的呼吸躍變行為。在15 d時，3個采收期的呼吸強度都有所下降，這可能是由于在冷藏前期低溫抑制了各采收期的呼吸強度。采收期Ⅰ在貯藏90 d時達到呼吸高峰為4.57 mL·kg-1·h-1，采收期Ⅱ和Ⅲ在貯藏105 d時達到呼吸高峰其值分別為5.06、4.49 mL·kg-1·h-1。在貯藏期90～135 d內，‘瑞陽’采收期Ⅰ呼吸強度與采收期Ⅱ、Ⅲ有顯著差異。上述可知，‘瑞陽’采收期Ⅰ比其余兩個采收期先達到呼吸高峰，采收期Ⅱ的呼吸高峰低于其余兩個采收期。這表明采收期Ⅱ果實的呼吸消耗要低于其余兩個采收期，更有利于減少果實在貯藏期間的有機物質消耗。

圖3 ‘瑞陽’不同采收期貯藏過程中果實呼吸強度的變化Fig.3 Changes of fruit respiration intensity during storage of ‘Ruiyang’ in different harvesting periods

2.4 不同采收期對‘瑞陽’果實失重率及發病率的影響

由圖4-A可以看出，在貯藏135 d后，‘瑞陽’采收期Ⅰ失重率達到1.90%，采收期Ⅱ和Ⅲ分別為1.43%、1.71%。各采收期間失重率差異顯著。由圖4-B及圖5可以看出，‘瑞陽’采收期Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ分別在貯藏90 d、96 d、100 d出現苦痘病。

圖4 ‘瑞陽’不同采收期果實失重率及發病率的變化Fig.4 Fruit weight loss rate and incidence fruit rate of ‘Ruiyang’ in different harvesting periods

圖5 ‘瑞陽’ 不同采收期蘋果發生苦痘病情況Fig.5 Occurrence of bitter pox in ‘Ruiyang’ apple in different harvesting periods

貯藏結束時‘瑞陽’采收期Ⅰ病果率達到21.2%，采收期Ⅱ和Ⅲ分別為12.77%、15.23%。采收期Ⅰ和采收期Ⅱ發病率達到了極顯著差異(P< 0.01)，采收期Ⅱ和采收期Ⅲ之間達到顯著差異(P<0.05)。

3 討 論

果實的硬度、可溶性固形物、可滴定酸、果皮色澤等指標常用于確定蘋果采收成熟度[18]。王瑞慶[15]在制定‘嘎拉’‘秦冠’‘富士’采收標準時指出果實硬度、可溶性固形物含量、淀粉含量可作為其參考指標。通過這些指標來判斷果實是否成熟固然可靠，但是這些指標的測定操作過于復雜，對試驗儀器的精密性要求也過高。不利于推廣到生產實踐中去。王趙改等[19]研究認為，應用淀粉染色圖譜確定蘋果成熟度是一種實用的方式，且淀粉染色指數在一定程度上反映果實硬度、果形指數、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、糖酸比、果實色澤、內源乙烯等相關指標。劉慧等[3]在‘華碩’蘋果采收期判定研究中也確定淀粉染色指數可作為判定‘華碩’蘋果采收期的可靠指標。何婉茹等[11]在陜西省千陽地區不同蘋果品種成熟期淀粉染色圖譜的建立中也認為淀粉染色圖譜可以實時反映果實成熟度變化狀態，且操作簡單，對實驗技術要求不高，易于推廣。在本試驗中，通過淀粉染色指數與不同采收期果實品質相關性分析確定淀粉染色指數與‘瑞陽’蘋果果形指數、明亮度、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比均存在顯著相關性。因此可結合淀粉染色圖譜與盛花期來判定‘瑞陽’蘋果的成熟度和采收期。

采收時期與果實采后貯藏品質密切相關。硬度是反映果實耐貯性的重要指標。 ‘瑞陽’采收期Ⅰ果實采收時硬度最高，但是貯藏結束后其下降幅度最高，采收期Ⅱ硬度在貯藏期間保持較好，硬度下降幅度最小，這與劉慧等[3]、王志華等[20]研究結果一致。導致蘋果硬度變化的原因主要有兩方面：一方面在果實成熟衰老過程中其細胞壁結構和成分的改變造成果實硬度降低[21-23]，另一方面果實中的淀粉在貯藏期間轉化為可溶性糖供給果實呼吸消耗造成果實硬度下降[5]。本試驗中，‘瑞陽’采收期Ⅰ采收時淀粉含量相對較高，但在貯藏期間水解較快導致硬度下降幅度大。‘瑞陽’采收期Ⅰ的果實在貯藏過程中雖然有上升的趨勢，但是其含量整體低于采收期Ⅱ和Ⅲ。貯藏135 d結束時，‘瑞陽’采收期Ⅱ和Ⅲ可溶性固形物含量不存在顯著差異。蘋果作為典型的呼吸躍變型果實，呼吸強度是判斷果實生命活動的重要指標，與果實軟化、糖酸代謝[23]緊密相關。‘瑞陽’采收期Ⅰ果實出現呼吸高峰早于采收期Ⅱ和Ⅲ，說明采收期Ⅰ‘瑞陽’果實可溶性固形物、可滴定酸作為呼吸底物和其他代謝過程底物時下降速率要高于其他采收期。采收期Ⅱ在整個貯藏期間呼吸強度低于其余兩個采收期且出現呼吸高峰的時間要晚于采收期Ⅰ，呼吸高峰的峰值要低于采收期Ⅲ。由此可見，合適的采收時期可以降低果實在貯藏期間的呼吸強度，矮化峰值，并可推遲高峰出現的時間。與采收期Ⅰ和采收期Ⅲ相比較，采收期Ⅱ采摘的‘瑞陽’蘋果在采收及貯藏過程中可以保持較好的糖酸品質，并且在貯藏期結束時有著較高的果實硬度。導致果實失重的主要原因有水分丟失及果實呼吸消耗[24]。采收期Ⅰ的蘋果失重率高的原因可能是由于早采的蘋果果實表皮結構發育未完全、蠟質層比較薄、開放氣孔較多，蒸騰作用比較強[25-26]。

4 結 論

在貯藏期結束后，‘瑞陽’采收期Ⅰ發病嚴重，硬度、糖酸等品質下降，采收期Ⅲ不能保持較高的硬度。總的來說，采收期Ⅱ具有較好的糖酸品質、較高的硬度；較低的失重率和發病率，因此確定采收期Ⅱ為‘瑞陽’蘋果最佳采收期。該采收期在盛花期后170 d左右、糖酸比為41.93、硬度在 7.180 kg·cm-2左右、呼吸強度在2.77 mL·kg-1·h-1；淀粉染色圖譜等級4級左右。