柿種質(zhì)資源果實(shí)CO2脫澀特性評(píng)價(jià)

胡 杰 ，張楊凡，王孟珂，車慶輝，王仁梓，關(guān)長(zhǎng)飛，楊 勇

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100)

柿(DiospyroskakiThunb.;2n=6x=90)原產(chǎn)中國(guó)，已有1000a以上的栽培歷史，是柿屬植物中最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的栽培種[1]。柿有多種食用形態(tài)，鮮脆柿口味甜美，爽脆可口[2]；軟柿味美多汁，口感細(xì)膩[3]。除此以外，柿具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有許多糖分，蛋白質(zhì)，維生素C和胡蘿卜素等[2]，同時(shí)也富含鈣、磷、鐵、碘等礦質(zhì)元素，以及果膠、水溶性膳食纖維、單寧、膽堿、蘆丁和黃酮類物質(zhì)等，因此也具有一定的藥用價(jià)值[4]。由此看來，柿具有極其廣闊的市場(chǎng)前景。中國(guó)作為其原產(chǎn)國(guó)，在產(chǎn)量、栽培面積上均居世界首位[5]。據(jù)FAO (2021) 統(tǒng)計(jì)，2019年全世界柿樹栽培面積99.24萬(wàn)hm2(中國(guó)91.49萬(wàn)hm2，占世界的92%) 、柿果年產(chǎn)量427萬(wàn) t (中國(guó)近320.72萬(wàn) t，占世界的75%)[6]。

然而，在中國(guó)已發(fā)現(xiàn)的1000余個(gè)柿品種中，約99%為澀柿[7]。澀柿中可溶性單寧含量較高，在食用時(shí)可溶性單寧與舌粘膜蛋白結(jié)合，使人感到強(qiáng)烈的澀味，因此必須經(jīng)過脫澀方可食用。目前關(guān)于柿果實(shí)脫澀機(jī)理有兩種方法：柿果實(shí)去除澀味與乙醛直接相關(guān)，在脫澀過程中生成的乙醛可促使可溶性單寧轉(zhuǎn)化為不溶性單寧，從而去除澀味[8]；澀味去除與柿果實(shí)細(xì)胞中一些其他物質(zhì)有關(guān)，在脫澀過程中果肉中的果膠、原生質(zhì)膜和細(xì)胞壁會(huì)與多糖發(fā)生凝膠反應(yīng)，構(gòu)成果膠和單寧復(fù)合體，使?jié)断9]。目前，柿果脫澀常用方法有很多，其中CO2脫澀法操作簡(jiǎn)單且省時(shí)省工，既可以進(jìn)行大規(guī)模的集中脫澀，又可以少量分散脫澀，效率高而且成本較低[10]，同時(shí)，脫澀后果實(shí)硬度高、色澤好，保持良好的柿果品質(zhì)[11]，因此CO2脫澀法是目前柿果商業(yè)應(yīng)用最廣泛的脫澀方法。

用CO2進(jìn)行柿果脫澀的原理是：高濃度的CO2造成缺氧狀態(tài)，進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇，然后再由柿果中的乙醇脫氫酶將乙醇轉(zhuǎn)化為乙醛，乙醛與可溶性單寧發(fā)生反應(yīng)，使可溶性單寧變?yōu)椴蝗苄詥螌帲瑥亩故凉摑璠12]。CO2脫澀主要包含脫澀誘導(dǎo)期和自動(dòng)脫澀期兩個(gè)明顯不同的過程，前者為誘導(dǎo)過程，果實(shí)由于暴露在CO2中產(chǎn)生代謝活動(dòng)；后者為脫澀過程，經(jīng)歷誘導(dǎo)過程的果實(shí)在無CO2的條件下，可在空氣中自發(fā)完成脫澀，即一旦異常的生理代謝被誘導(dǎo)，便能自動(dòng)進(jìn)行，這時(shí)與CO2是否存在無關(guān)[13-14]。冷平等[10]對(duì)磨盤柿的研究表明，在22℃、95% CO2處理下，脫澀效果最好且貨架期長(zhǎng)達(dá)7d。選用的CO2濃度和時(shí)間等脫澀條件因品種不同均稍有差異[11]，并不是所有的品種均適用于CO2脫澀。本研究擬篩選可以利用CO2進(jìn)行商品化脫澀處理的優(yōu)良種質(zhì)，對(duì)柿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及澀柿品種的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

以國(guó)家柿種質(zhì)資源圃120份柿資源(表1)為材料。選擇八成熟顏色金黃、堅(jiān)硬且未脫澀、大小均一、無損傷、無病蟲害的柿果。

表1 脫澀處理種質(zhì)資源Table 1 Germplasm resources of de-astringency treatment

1.2 方 法

1.2.1 CO2脫澀處理 采用CTSD法進(jìn)行脫澀處理，將柿果實(shí)裝入網(wǎng)兜，放入溫度為25 ℃，CO2含量95%的密閉容器中。處理24 h后取出果實(shí)，室溫放置0 h、12 h、24 h、48 h后進(jìn)行可溶性固形物含量、硬度和單寧含量的檢測(cè)。

1.2.2 硬度測(cè)定 隨機(jī)選取3個(gè)果實(shí)，使用數(shù)顯式水果硬度計(jì)測(cè)定果頂及果實(shí)赤道面等距4個(gè)點(diǎn)的果肉硬度，結(jié)果取平均值。

1.2.3 可溶性固形物測(cè)定 使用數(shù)顯折射儀測(cè)定果頂及果實(shí)赤道面等距4個(gè)點(diǎn)的果肉的可溶性固形物，結(jié)果取平均值。

1.2.4 單寧定性測(cè)定 取直徑15 cm左右的濾紙完全浸泡在5%氯化亞鐵溶液中30 min，放入55 ℃的烘箱中烘干，備用。取處理后的柿果實(shí)，從赤道部切開，將果實(shí)切面平整按壓在制備好的濾紙上靜置15 s后將果實(shí)拿開，待染色穩(wěn)定后拍照記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 柿果實(shí)根據(jù)脫澀特性分類

采用歐氏距離對(duì)120份種質(zhì)資源的脫澀時(shí)間進(jìn)行聚類分析。結(jié)果表明(圖1)，120份種質(zhì)資源可分為脫澀種質(zhì)(Ⅰ組)和未脫澀種質(zhì)(Ⅱ 組)。Ⅰ組可分為易脫澀種質(zhì)(ⅠA)和難脫澀種質(zhì)(ⅠB)，其中ⅠB包含ⅠB1(24 h脫澀)和ⅠB2(48 h脫澀)；Ⅱ組包含無法脫澀種質(zhì)(ⅡA)和返澀種質(zhì)(ⅡB)。

圖1 柿果實(shí)不同脫澀類型種質(zhì)資源聚類圖Fig.1 Cluster diagram of persimmon fruit of different types

Ⅰ組有73個(gè)種質(zhì)占總資源的60.83%。其中ⅠA包含‘滎陽(yáng)水柿’‘隆回軟早’‘杭州牛心柿’和‘華陰重臺(tái)柿’等35份在空氣中放置12 h即可完成脫澀的種質(zhì)，占總脫澀種質(zhì)的47.96%。ⅠB為‘博愛八月黃’‘什樣柿’‘耀縣五花柿’等27個(gè)放置24 h完成脫澀的種質(zhì)(ⅠB1)以及‘小廣扁柿’‘白日本’‘老柿溝’等11個(gè)48 h完成脫澀種質(zhì)(ⅠB2)，分別占總脫澀種質(zhì)的36.99%和 15.07%。Ⅱ組有47份種質(zhì)，占總資源的 39.17%，其中ⅡA包含43個(gè)種質(zhì)如‘臨潼掛干柿’、‘從化柿’以及‘地藏柿’等，其特點(diǎn)為經(jīng)過處理后在空氣中放置48 h后仍無法脫澀，占總資源的35.83%；ⅡB包含4個(gè)種質(zhì)：‘朱罐罐’‘都江堰干柿’‘艷果紅’和‘紅面蛋’，均為返澀種質(zhì)，占總資源的3.33%(圖2)。

圖2 柿果實(shí)不同脫澀類型種質(zhì)占比圖Fig.2 Proportion of different types of persimmonfruit

2.2 柿各種質(zhì)資源果實(shí)單寧印跡變化

73份可脫澀資源的單寧印跡由深色變?yōu)闇\色或無色，當(dāng)單寧印跡變?yōu)闃O淺的紫色或者無色時(shí)口嘗便不澀。返澀種質(zhì)在空氣中放置24 h時(shí)單寧印記較淺，達(dá)到可食用水平，繼而在空氣中放置48 h時(shí)返澀，單寧印記顏色加重果實(shí)澀味重新出現(xiàn)，易脫澀種質(zhì)在空氣中放置12 h時(shí)單寧印跡變?yōu)闊o色；難脫澀種質(zhì)在空氣中放置24、48 h時(shí)單寧印記變?yōu)闇\紫色，達(dá)到可食用水平；無法脫澀種質(zhì)在空氣中放置48 h單寧印跡仍然較重，不能食用(圖3)。

A. ‘都江堰干柿’返澀種質(zhì)單寧印跡圖；B.‘滎陽(yáng)水柿’12 h脫澀單寧印跡圖；C.‘什樣柿’24 h脫澀單寧印跡圖；D.‘老柿溝’48 h脫澀單寧印跡圖；E.‘從化柿’無法脫澀單寧印跡圖

2.3 柿果實(shí)硬度變化值聚類分析

采用歐氏距離對(duì)完成脫澀的柿果實(shí)在整個(gè)處理過程中的硬度變化值進(jìn)行聚類分析，結(jié)果(圖4)表明：‘華縣帽盔柿’單獨(dú)聚為一類，此種質(zhì)完成脫澀后在空氣中放置48 h時(shí)硬度急劇降至0.50 kg/cm2，較在空氣中放置0 h下降92.03 %，說明該種質(zhì)不適合進(jìn)行CO2處理來完成脫澀；此外，ⅡA中的種質(zhì)資源變幅較大，最大降低4.5 kg/cm2，ⅡB中的種質(zhì)資源變幅相對(duì)較小，最大僅降低2.96 kg/cm2。

圖4 柿果實(shí)硬度變化值聚類分析Fig.4 Cluster analysis of persimmon fruit hardness variation

2.4 柿果實(shí)各種質(zhì)脫澀期間硬度及可溶性固形物的變化

對(duì)120份種質(zhì)資源進(jìn)行硬度及可溶性固形物的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在73份完成脫澀種質(zhì)資源中有18份種質(zhì)資源在48 h內(nèi)其硬度及可溶性固形物無顯著性變化(表2)。‘王后柿’在空氣中放置48 h后硬度最大為7.05 kg/cm2；其中‘小紅柿’在試驗(yàn)過程中硬度變幅最小，僅變化0.02 kg/cm2；‘秋蒸餅’在空氣中放置48 h后可溶性固形物最高為17.88%；‘蘭田南王水花柿’‘杭州牛心柿’以及‘照天紅’在處理過程種可溶性固形物的變幅較小，僅變化0.05%；‘大二糙’在整個(gè)處理過程可溶性固形物呈先下降后上升的趨勢(shì)，其變幅為0%。

表2 18份柿種質(zhì)資源果實(shí)硬度及可溶性固形物變化Table 2 Changes of hardness and soluble solids in 18 persimmon fruits

(續(xù)表2 Continued table 2)

3 討論與結(jié)論

在中國(guó)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的1 000余份柿種質(zhì)資源中，主要為澀柿[7]，如‘富平尖柿’‘磨盤柿’‘恭城水柿’‘干帽盔’等。當(dāng)澀柿被食用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的澀感，因此澀柿在食用前需要人工處理進(jìn)行脫澀，常見的脫澀方法有溫水浸泡、石灰水浸泡、乙醇處理和CO2處理等，這些方法各有利弊，張霽紅等[15]研究發(fā)現(xiàn)，溫水脫澀處理的速度快，48 h內(nèi)可溶性單寧含量迅速降低至澀味完全消失，且可溶性固形物含量變化小，但其操作繁瑣，需要保持恒定水溫且脫澀時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)，否則容易出現(xiàn)果皮破裂，柿果風(fēng)味變淡；張超[16]研究表明，將柿果置于石灰水中在室溫下浸泡3～4 d澀味即可消失，但用石灰水脫澀除了要考慮脫澀后清洗還要考慮柿果風(fēng)味和安全性問題；劉佳等[17]發(fā)現(xiàn)單獨(dú)乙醇脫澀容易導(dǎo)致柿果實(shí)軟化；冷平等[10]發(fā)現(xiàn)CO2脫澀既能保持果實(shí)原有的風(fēng)味，又能有效延長(zhǎng)柿果實(shí)的貨架期，可大規(guī)模集中脫澀，效率高，成本低，是目前商業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的方法。

本研究通過對(duì)120份柿種質(zhì)資源在95%的CO2環(huán)境中處理24 h，發(fā)現(xiàn)大部分柿種質(zhì)對(duì)CO2較為敏感、部分種質(zhì)不能用CO2脫澀，根據(jù)脫色情況可大致分為兩大類：脫澀種質(zhì)和未脫澀種質(zhì)，再進(jìn)行細(xì)分又可分為4類：易脫澀種質(zhì)(空氣中放置12 h完成脫澀)如‘滎陽(yáng)水柿’‘蜜蜜罐’‘蘆州府’；難脫澀種質(zhì)(空氣中放置24 h 、48 h完成脫澀)如‘小廣扁柿’‘什樣柿’‘老柿溝’；無法脫澀種質(zhì)如‘臨潼掛干柿’‘從化柿’；返澀種質(zhì)如‘朱罐罐’‘都江堰干柿’。通過單寧、硬度、可溶性固形物的測(cè)定共發(fā)現(xiàn)18個(gè)適合CO2脫澀的資源：‘上虞方柿’‘蘭田南王水花柿’‘么心柿’‘西疇水柿’‘柏東-01’‘松陽(yáng)扁柿’‘垣曲八月紅’‘杭州牛心柿’‘小紅柿’‘永濟(jì)木柿’‘王后柿’‘沙谷1號(hào)’‘堂上蜂屋’‘秋蒸餅’‘乾縣木娃柿’‘小合柿’‘照天紅’‘臨潼雞心黃’。

此外還有部分種質(zhì)如‘松陽(yáng)水柿’在脫澀過程中產(chǎn)生褐變，可能與CO2的處理濃度和處理時(shí)間有關(guān)，這與前人的研究結(jié)果一致[18]。‘朱罐罐’‘都江堰干柿’等在脫澀過程中出現(xiàn)了返澀現(xiàn)象，Taira等[19]研究表明，用乙醇對(duì)‘平核無’進(jìn)行脫澀也會(huì)出現(xiàn)返澀現(xiàn)象；汪文秀等[20]研究發(fā)現(xiàn)柿果實(shí)會(huì)出現(xiàn)返澀現(xiàn)象，而且影響柿果返澀的主要原因是柿果渣而不是柿果汁，本研究中在CO2脫澀過程中返澀種質(zhì)是首次被發(fā)現(xiàn)，其原因仍需進(jìn)一步研究。在可脫澀種質(zhì)中有些種質(zhì)硬度明顯下降，且可溶性固形物不斷降低，不利于脫澀后的運(yùn)輸銷售，與買旖旎等[21]、劉成紅等[22]結(jié)果相似。李爽等[23]研究高濃度CO2和1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)合并處理，可以一定程度保持‘磨盤’柿的硬度、脆度。因此在后續(xù)篩選適于CO2脫澀的種質(zhì)時(shí)，除考慮脫澀難易、脫澀效率和脫澀后果實(shí)風(fēng)味、硬度、貯藏期外，還可以選用合適濃度的1-MCP進(jìn)行合并處理。