林芝“黑鉆”蘋果的貯藏特性分析

徐丹丹

（西藏農牧學院，西藏 林芝 860000）

蘋果含有豐富的礦物質和維生素等營養成分，具有較高的營養價值，為全球消費者青睞的水果。采摘后的蘋果因溫度、氧氣等多種因素的影響，使其在貯藏過程中發生一系列復雜變化[1-2]，隨著蘋果中有機酸和淀粉持續地轉化為糖及其他風味成分，其酸味降低。由于自身的蒸騰作用，水分和營養物質不斷消耗，使蘋果果實皺縮、品質下降、口感變差、風味變淡，商品價值降低[3-4]。西藏自治區林芝市巴宜區布久鄉杰麥村地處北緯26°52′～30°40′，東經92°09′～98°47′，該地區所產的林芝“黑鉆”蘋果是高原蘋果中主要品種之一。目前對“富士”“紅星”等品系蘋果的貯藏期品質研究較多，但評估方式均較為單一，且尚未發現對高原環境下林芝“黑鉆”蘋果貯藏期品質研究的報道。本研究以林芝“黑鉆”蘋果為研究對象，分析常溫下不同貯藏時間蘋果中礦物質元素、可溶性糖、可溶性固形物含量及糖酸比，并利用電子鼻考察其揮發性風味物質的變化，以期為高原常溫環境下“黑鉆”蘋果的貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

“黑鉆”蘋果，于10 月下旬采摘于林芝市藏漢情園農場；厚度為0.03 mm 的聚乙烯保鮮袋（18 cm×20.8 cm）。

偏磷酸、草酸、碘酸鉀、碳酸氫鈉、碘結晶，濟寧銘優化工有限公司；2,6-二氯靛酚鈉，山東誠泰化工有限公司；碘化鉀，茂名市雄大化工有限公司；抗壞血酸（食品級），西安木森生物工程有限公司。其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

PAL-1 型迷你數顯糖度計、PAL-BX/ACID 181型糖酸度計，日本ATAGO 公司；L-550 型離心機，湘儀離心機儀器有限公司；018-80 型原子吸收分光光度計，日本日立公司；JA21002 型精密電子天平、L3-C1 型榨汁機，上海浦予工業科技有限公司；PEN3 型電子鼻，德國Airsense 公司；xt-500a 型304 不銹鋼粉碎機，永康紅太陽機電有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

挑選成熟度一致，無機械損傷和病蟲害的“黑鉆”蘋果果實作為試驗材料。將供試蘋果裝入打孔的聚乙烯保鮮袋內，每袋5個，于（25±2）℃、相對濕度75%～80%下貯藏30 d，每5 d取1次樣，每次隨機取5個果實測定礦物質元素、VC、可溶性固形物含量及糖酸比，并使用電子鼻測定其揮發性香味物質。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 礦物質元素含量

蘋果清洗削皮后，將果肉粉碎放入烘箱中100 ℃烘干至恒重。稱取0.05～0.25 g至消解罐中，加入消解劑（10 mL質量分數為0.2%的硝酸溶液），置于電熱板上進行預消解后，采用原子吸收分光光度計測定樣品中鈣、鎂、鉀含量，每組樣品重復測定5次，結果取平均值[5]。

1.2.2.2 VC含量

稱取100 g 果肉榨汁，過濾，移取20 mL 濾液至100 mL容量瓶中，加入20 g/L偏磷酸溶液定容，搖勻。取10 mL樣品溶液至錐形瓶內，用0.10 mg/mL 2,6-二氯靛酚鈉標準溶液滴定至溶液呈粉紅色15 s不褪色，同時做空白試驗，根據消耗的滴定液體積，按照下式計算樣品中VC 含量[6]。平行測定5 次，結果取平均值。

式中：X為樣品中VC含量，mg/100 g；V為樣品滴定消耗的染料體積，mL；V0為空白滴定消耗的染料體積，mL；T為滴定度，mg/mL；D為稀釋倍數；m為樣品質量，g。

1.2.2.3 可溶性固形物含量、糖酸比測定及蘋果染色與揮發性香味物質分析

可溶性固形物含量：使用手持式糖度計進行測定；糖酸比：使用糖酸度計測定；淀粉染色分析：首先將蘋果沿赤道面切開后，將其中任意一半置于含有碘溶液的培養皿中1 min，通過碘液的染色面積來評定蘋果的成熟度等級[7]；揮發性香味物質：使用電子鼻進行分析[8]。

1.2.3 數據處理

采用Origin 8.5 軟件進行圖表繪制；電子鼻所測得的結果采用設備配套的Winmuster 軟件進行主成分分析（PCA）和載荷分析（LA）。試驗結果為5 次測定結果的平均值。

2 結果與分析

2.1 貯藏期間“黑鉆”蘋果礦物質元素含量變化

圖1 為貯藏期間蘋果中鈣、鎂、鉀3 種主要礦物質元素的含量變化。由圖1可以看出，整個貯藏期間鉀元素含量相對較高，而鈣、鎂含量相對較低。貯藏30 d 時，蘋果中鉀、鈣、鎂元素的含量均比初值增加，但差異均不明顯，表明“黑鉆”蘋果在30 d 的貯藏期中礦物質含量穩定。

圖1 貯藏期間“黑鉆”蘋果鉀含量（A）和鈣、鎂含量（B）Fig.1 Contents of potassium(A)and calcium and magnesium(B)in‘Black Diamond’apples during storage

2.2 貯藏期間“黑鉆”蘋果VC含量變化

由圖2 可知，在貯藏初期，蘋果的VC 含量較高。隨著貯藏時間的延長，VC 含量逐漸降低。貯藏10 d時，蘋果的VC 含量僅為13.72 mg/100 g。VC 是蘋果中的重要營養成分，采后易氧化分解，說明需采用保鮮手段以維持蘋果中的VC含量。

圖2 貯藏期間“黑鉆”蘋果的VC含量Fig.2 Contents of VC in‘Black Diamond’apples during storage

2.3 貯藏期間“黑鉆”蘋果可溶性固溶物含量和糖酸比變化

由圖3 可知，在貯藏初期，蘋果中可溶性固形物含量相對較低，隨后逐漸升高，這可能是在貯藏后期，蘋果中的碳水化合物、脂類、蛋白質等代謝物發生分解，造成糖分不斷累積的結果[9]。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，蘋果中糖酸比呈先減小后增大的趨勢，這可能是由于高海拔貯藏環境的影響，使得蘋果貯藏初期糖酸比值減小，但在淀粉酶的作用下，蘋果中淀粉不斷轉化形成的還原糖、可溶性糖含量升高，致使后期糖酸比增大[10]。

圖3 貯藏期間“黑鉆”蘋果的可溶性固形物含量Fig.3 Contents of soluble solid in‘Black Diamond’apples during storage

圖4 貯藏期間“黑鉆”蘋果的糖酸比Fig.4 Sugar-acid ratios of‘Black Diamond’apples during storage

2.4 貯藏期間“黑鉆”蘋果的染色分析

由圖5 可知，隨著貯藏時間的延長，蘋果中淀粉的染色面積不斷減少，表明蘋果在貯藏過程中不斷成熟，淀粉逐漸被水解消耗[11]。

圖5 貯藏期間“黑鉆”蘋果的染色分析Fig.5 Staining analysis of‘Black Diamond’apples during storage

2.5 貯藏期間“黑鉆”蘋果“香氣”響應值的變化

表1 顯示了貯藏期間電子鼻10 個傳感器對蘋果“香氣”即揮發性香味物質的響應值變化。由表1 可知，傳感器W5S、W1W 和W2W 對蘋果中“香氣”的響應值較高，表示貯藏期間蘋果的揮發性香味物質主要為氮氧類化合物、無機硫類化合物及有機硫類化合物，這與張鵬等[12]分析貨架期富士蘋果揮發性香味物質的組成成分基本一致，而W1C、W3C、W6S、W5C、W3S 傳感器的響應值均在1.0 左右，表明上述傳感器對蘋果“香氣”不敏感。在貯藏第15天和第20天，蘋果的揮發性香味物質變化不明顯，貯藏25 d時，蘋果的揮發性香味物質響應值最高，且與其他階段差異最大，但在30 d時出現下降，原因可能是貯藏時間過長，使揮發性香味物質大量減少。

表1 “黑鉆”蘋果貯藏期間的電子鼻響應值分析結果Table 1 Analysis result of electronic nose response values of‘Black Diamond’apples during storage

2.6 貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發性香味物質的主成分分析

PCA 分析是通過正交變換，將多個變量轉化成可包含原有指標完整信息的較少變量。圖6 為貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發性香味物質的主成分分析圖。為保證分析方法的可靠性，要求主成分的累計貢獻率達到80%以上。由圖6 可見，第一主成分的貢獻率為96.01%，第二主成分的貢獻率為3.14%，總貢獻率達到99%以上，表明結果涵蓋了樣本的大部分原始信息，所受干擾較小，降維有效。第一主成分可較好地反映原始高維矩陣的主要特征信息。從主成分分析結果可知，數據采集點所在的橢圓區域在圖中既有特定區域分布，又有部分重疊，說明不同貯藏時間下蘋果的揮發性香味物質有所不同，可被電子鼻區分。

圖6 貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發性香味物質的主成分分析Fig.6 Principal component analysis of volatile aroma compounds in‘Black Diamond’apples during storage

2.7 揮發性香味物質的載荷分析

通過觀察不同傳感器在載荷分析圖中的位置，可直觀顯示傳感器對蘋果揮發性香味物質的貢獻率，距離原點越遠的傳感器越有助于揮發性香味物質的分析[13]。基于PCA 分析結果，采用Loading 分析法對各傳感器的響應值進行分析，將距離原點較遠的傳感器歸為重要識別傳感器[14]。由圖7 可知，W1W 傳感器（無機硫類化合物）對第一主成分的貢獻最大，其次為W2W 傳感器（有機硫類化合物）；W5S傳感器（氮氧類化合物）對第二主成分的貢獻最大；其他傳感器距離原點較近，其在揮發性香味物質的判別中僅起一定輔助作用。因此，可以選擇W1W、W2W 和W5S 傳感器分析林芝“黑鉆蘋果”的揮發性香味物質，這與采用電子鼻考察華富蘋果揮發性香味物質變化選用的傳感器種類相近[15]。

圖7 貯藏期間“黑鉆”蘋果整體揮發性香味物質載荷分析Fig.7 Loading analysis of volatile aroma substances in‘Black Diamond’apples during storage

3 結論

通過對林芝“黑鉆”蘋果在高原環境下常溫貯藏期間礦物質元素、VC 和可溶性固形物含量及糖酸比的測定與揮發性香味物質的分析，考察其貯藏期間的品質變化特性。結果表明：隨著貯藏時間的延長，蘋果的可溶性固形物含量、糖酸比均呈先下降后上升的趨勢，VC含量持續下降，礦物質元素含量保持較穩定；電子鼻系統對蘋果貯藏期間揮發性香味物質的分析顯示，不同貯藏時間蘋果的揮發性香味物質差異較大，其中揮發性香味物質第一主成分以無機硫類和有機硫類化合物為主，第二主成分以氮氧類化合物為主；W1W、W2W和W5S傳感器可用于分析林芝“黑鉆”蘋果的揮發性香味物質。后期研究將擴大樣品數量與檢測指標，建立預測模型，以期為高原環境下“黑鉆”蘋果的采后貯藏研究提供借鑒。