两种贮藏条件下冰糖心红富士苹果品质变化

周文静，李文胜，王安丽，吴泽珍，胡安鸿

(1.新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052；2.阿克苏地区林业科学研究所，新疆阿克苏 843000)

0 引 言

【研究意义】新疆阿克苏地区属暖温带干旱气候、日照充足、昼夜温差大、无霜期长，独特的地理环境和气候条件有利苹果生长和品质提升，造就出独特品质的冰糖心富士苹果，冰糖心富士苹果，成为新疆苹果的标志产品。近年苹果栽培面积不断扩大，2019年栽培面积已达2.93×104hm2。研究红富士糖心果和无糖心果在常温和4℃贮藏过程中的品质变化，为阿克苏冰糖心红富士苹果生产栽培和贮藏有重要意义。【前人研究进展】有研究认为冰糖心苹果是一种生理病害，又称水心病、蜜病或者糖化病，因品种不同而表现程度不同[1-5]。姜远茂等[6]研究发现水心病苹果苹果酸含量较低，并有醇积累，且不耐贮藏，在采前1个月至贮藏1个月容易发生褐变腐烂，在气温较高、干燥的环境中1周左右就会腐烂，而在新疆特殊的自然条件下可以贮藏1～2个月。张鸿等[7]研究发现，富士苹果在9月下旬水心病发病较轻，10月中旬以后症状严重，1周左右果实就会腐烂变质。也有人认为是受日照、温差以及经纬度等特殊环境的影响，糖分积累不同形成的特殊产品。如四川大凉山、云南昭通、甘肃、陕北、山东、新疆阿克苏等地区均有冰糖心苹果出现[3-4,8]，这些地域有一定的共同特征，高海拔、光照充足、昼夜温差大的地方，有利于果实糖分的积累和沉淀形成冰糖心苹果。【本研究切入点】冰糖心红富士苹果每年都会以不同的概率出现，有些年份全树果实都会形成冰糖心。糖心集中于果核周围且不发展至外果皮，与水心病的偶发性并不完全一致。阿克苏冰糖心苹果在冷库条件下可存放6个月，期间冰糖心也会逐渐消失，但没有出现褐变腐烂现象，其商品性也没有受影响。研究糖心果和无糖心果在常温和4℃贮藏过程中的品质变化。【拟解决的关键问题】测定常温和4℃冷藏条件下冰糖心红富士苹果内外在品质，分析冰糖心苹果贮藏品质变化，为阿克苏冰糖心红富士苹果生产栽培与贮藏提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验地位于阿克苏地区红旗坡农场新疆农业大学苹果国家良种基地，E80°20′41″，N41°17′22″。该区域为暖温带干旱性气候，光照、温度和土壤条件优越，昼夜温差大，极有利于苹果的生长、开花、结实。试验区平均海拔1 200 m，日照丰富，年日照达2 600 h，年均气温7.9～11.2℃，无霜期228 d。

材料选择光照充足，树势健壮，无病虫害，结果稳定，常规水肥管理的当地主栽红富士品种，树龄为6 a，株行距为3 m×4 m，采取随机取样的方式，采收后运回实验室检测和取样。样品分别放置在常温(20～25)℃和4℃冷藏。

1.2 方 法

1.2.1 果实糖心果率和糖心指数

苹果运回贮藏26 d后，每个处理随机选取20个果实，每隔1周调查糖心果数并计算糖心果率和糖心指数。表1

表1 苹果糖心级别划分Table 1 Grading of apple sugar core

(1)

糖心果率=(糖心果的数量/调查果的总数量)×100%。

(2)

1.2.2 品质指标测定

果形指数(纵径/横径)是衡量果实外在品质的指标之一。a*值正值的变化表示果皮红色的变化。b*值正值的变化表示果皮黄色的变化。贮藏第26 d以后分别统计了常温和4℃贮藏富士的糖心果率和糖心指数。果实按糖心果和无糖心果分别测定其品质，果实纵横经采用电子游标卡尺进行测量，并计算果形指数(纵径与横径的比值)；单果重用电子天平(精度0.01 g)测定；果实硬度用浙江托普云农科技股份有限公司生产的GY-1型果实硬度计测定；果皮色泽的指标L*、a*、b*值采用深圳三恩驰科技有限公司生产的NH310色差仪进行测定；可溶性固形物含量用日本艾拓生产的PAL-1数显糖度仪测定；果糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇、用高效液相色谱法测定。

1.3 数据处理

试验数据用Excel 2010和SPSS 21. 0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 果实糖心果率和糖心指数

研究表明,随着贮藏时间的延长，糖心果率和糖心指数呈下降趋势；4℃冷藏的的糖心果率和糖心指数均高于常温的，4℃冷藏的果实第60 d时仍然有糖心，糖心果率和糖心指数分别为27.50%和0.03%，而常温贮藏的果实的糖心已完全消失，糖心果率和糖心指数为均为0。图1,表2

图1 两种储藏条件下果实糖心果率变化Fig.1 Changes in fruit sugar core rate under two storage conditions

2.2 外在品质变化

2.2.1 果形指数

研究表明,随着贮藏时间的延长，无糖心果和糖心果果形指数变化不大，4℃冷藏的无糖心果果形指数变化范围为0.83～0.89，糖心果为0.84～0.88；常温贮藏的无糖心果果形指数变化范围为0.84～0.87，糖心果为0.83～0.88，不同贮藏条件下无糖心果和糖心果果形指数差异不显著(P<0.05)。图2

表2 两种贮藏条件下糖心指数变化Table 2 Changes in sugar core index under two storage conditions

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2.2.2 单果重

研究表明,随着贮藏时间的延长，贮藏的果实单果重呈下降的趋势。常温贮藏的果实单果重低于4℃冷藏；4℃冷藏第60 d的糖心果单果重比第26 d的下降了8.73%，无糖心果单果重下降了15.68%，下降幅度比糖心果大。常温贮藏的无糖心果在第26～34 d和第54～60 d期间单果重下降较快，分别下降了21.98和31.52 g；糖心果在贮藏第34～47 d时单果重下降31.73 g。两种条件下贮藏的糖心果和无糖心果单果重差异不显著(P<0.05)。图3

2.2.3 果实色差

研究表明,4℃冷藏第26、40、47和60 d无糖心果和糖心果的光泽度(L*)无显著差异，仅在贮藏第34 d和第54 d时存在差异显著；贮藏第34 d的无糖心果L*值高于糖心果，而其他贮藏阶段无糖心果L*值均低于糖心果。常温贮藏的糖心果和无糖心果L*值随着贮藏时间的延长逐渐升高，果皮亮度有所提高；无糖心果贮藏第60 d时L*值比贮藏第26 d时提高了3.2，糖心果提高了7.42，但糖心果和无糖心果L*值差异不显著(P<0.05)。图4

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研究表明,4℃冷藏的无糖心果和糖心果a*值差异不显著，变化范围在21.71～26.53；贮藏第54 d时无糖心果和糖心果a*值达到最大，分别为26.53和24.38。随着贮藏时间的延长，常温贮藏的无糖心果和糖心果a*值缓慢下降后又上升，无糖心果a*值在贮藏第40 d时最低，贮藏第54 d时达最高，分别为23.70和26.84；糖心果a*值在贮藏第34 d时最低，在贮藏第47 d时最高，分别为22.27和24.30。图5

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研究表明,4℃冷藏的糖心果b*值随着贮藏时间的延长呈先上升后下降的趋势，峰值出现在贮藏第54 d时，为21.66；无糖心果的b*值变化不明显，变化范围15.65～17.38。随着贮藏时间的延长常温贮藏的糖心果b*值呈上升趋势，无糖心果b*值呈升高下降升高的变化，整个贮藏期糖心果b*始终高于无糖心果；糖心果贮藏第60 d时b*值比贮藏第26 d时升高了9.49；无糖心果变化不大，变化范围在18.08～20.61；在贮藏第47 d和第54 d时无糖心果和糖心果b*值差异显著(P<0.05)。图6

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2.3 内在品质变化

2.3.1 硬度

研究表明,随着贮藏时间的延长，果实硬度均呈下降趋势，4℃冷藏的果实硬度高于常温贮藏的果实。4℃冷藏的糖心果的硬度始终低于无糖心果，在贮藏第34 d和第40 d时差异显著；贮藏第60 d的糖心果和无糖心果的硬度比贮藏第26 d的硬度分别降低了1.26 和1.42 kg/cm2。常温贮藏第40～54 d的糖心果硬度比无糖心果下降速率快，分别下降了0.29和1.38 kg/cm2，但二者差异不显著(P<0.05)。图7

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2.3.2 可溶性固形物含量

研究表明,随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的糖心果和无糖心果在距果核0～1 cm处可溶性固形物含量呈先下降后上升的变化，糖心果在距果核0～1 cm处可溶性固形物含量一直低于无糖心果；贮藏第34 d时二者的可溶性固形物含量最低，分别为11.97%和12.94%；而常温贮藏的糖心果和无糖心果在距果核0～1 cm处可溶性固形物含量呈下降的趋势，糖心果在距果核0～1 cm处可溶性固形物含量始终低于无糖心果；无糖心果贮藏第54 d时距果核0～1 cm处可溶性固形物含量比第26 d时下降了2.52%，糖心果下降了2.77%，二者下降幅度相差不大。图8

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研究表明，随着贮藏时间的延长，4℃冷藏无糖心果在距果核1～2 cm处可溶性固形物含量呈先下降后上升的变化，糖心果表现为“W”型趋势，二者都在贮藏第34 d时出现最低值，分别为13.9%和12.58%；糖心果和无糖心果的可溶性固形物含量仅在贮藏第40 d时差异不显著，其他阶段均差异显著；而常温贮藏无糖心果和糖心果在距果核1～2 cm处可溶性固形物含量呈下降的趋势，无糖心果贮藏第60 d时距果核1～2 cm处可溶性固形物含量比贮藏第26 d时下降了2.27%，糖心果下降了2.87%。贮藏期间无糖心果在距果核1～2 cm处的可溶性固形物含量都高于糖心果(P<0.05)。图9

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研究表明,随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的无糖心果和糖心果在距果核2～3 cm处可溶性固形物含量呈“W”型变化，二者均在贮藏第34 d时出现最低值，分别为15.03%和13.45%；贮藏第54 d时糖心果和无糖心果的可溶性固形物含量差异不显著，其他阶段差异显著；贮藏期间在距果核2～3 cm处无糖心果的可溶性固形物含量高于糖心果，而常温贮藏的无糖心果和糖心果在距果核2～3 cm处的可溶性固形物含量均呈下降的趋势，分别下降了2.49%和3.87%。糖心果在距果核2～3 cm处的可溶性固形物含量前期下降缓慢，至贮藏第47 d后下降较快，无糖心果的贮藏第40 d后下降较快。图10

随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的无糖心果和糖心果在近果皮处可溶性固形物含量呈先下降后上升的变化，二者均在贮藏第34 d时出现最低值，分别为15.60%和15.47%；在贮藏第26 d和贮藏第60 d时无糖心果和糖心果在近果皮处可溶性固形物含量差异显著；贮藏期间无糖心果在近果皮处可溶性固形物含量高于糖心果。常温贮藏的无糖心果和糖心果在近果皮处可溶性固形物含量呈下降的趋势，分别下降了3.25%和4.12%，无糖心果在近果皮处可溶性固形物含量下降速率较平缓，糖心果在贮藏第47 d前缓慢下降，之后下降较快。图11

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2.3.3 可溶性糖含量

研究表明,随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的无糖心果果糖含量呈下降上升下降的变化，糖心果呈上升-下降-上升-下降波动；贮藏第54 d无糖心果的果糖含量达最大值，为114 mg/g，而糖心果在贮藏第60 d时达最大值，为111 mg/g，二者果糖含量在贮藏第40 d和第54 d时差异不显著；常温贮藏的无糖心果和糖心果果糖含量呈上升趋势，糖心果果糖含量在贮藏第34 d后高于无糖心果，但差异不显著(P<0.05)。图12

葡萄糖是苹果果实中主要的可溶性糖，4℃冷藏的无糖心果的葡萄糖含量呈上升下降上升下降的变化，贮藏第54 d时达到峰值79.00 mg/g；糖心果的葡萄糖含量表现为先升高后下降的变化，贮藏第54 d时也达到最大，为83.00 mg/g；糖心果葡萄糖含量在贮藏34 d后高于无糖心果，且差异显著。常温贮藏下无糖心果葡萄糖含量呈先上升后下降变化，贮藏第40 d时达最大值，为92.00 mg/g；糖心果葡萄糖含量呈上升趋势，贮藏34 d后上升较快，贮藏第54 d时糖心果葡萄糖含量高于无糖心果且差异显著(P<0.05)。图13

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研究表明,随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的无糖心果蔗糖含量呈先升后降变化，峰值出现在贮藏第34 d时，为43.00 mg/g；糖心果蔗糖含量呈下降-上升-下降变化，无糖心果和糖心果在贮藏第34～47 d时蔗糖含量差异显著。常温贮藏无糖心果蔗糖含量呈先升后下降变化，在贮藏第40 d时达最大，为32.00 mg/g；糖心果蔗糖含量变化不大，变化范围在8.0～11.0 mg/g；无糖心果和糖心果在贮藏期间蔗糖含量差异显著(P<0.05)。图14

随着贮藏时间的延长，4℃冷藏的无糖心果山梨醇含量呈下降-上升-下降变化，而糖心果山梨醇含量呈上升-下降-上升-下降波动。贮藏到第54 d二者都达到最大值，分别为65.00和70.00 mg/g，且差异显著；贮藏第26～54 d二者山梨醇含量差别不大。常温贮藏无糖心果山梨醇含量呈先升后降变化，而糖心果呈下降上升下降的变化，最低值出现在贮藏第34 d，分别为46.00和42.00 mg/g，二者在贮藏34 d后糖心果山梨醇含量低于无糖心果且差异显著(P<0.05)。图15

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3 讨 论

水心病苹果突出特征是在果实成熟后期会在果实内部形成半透明状组织，而这种现象在贮藏过程中会逐渐消失[9-10]，有些严重的情况贮藏后期果肉会发生褐变，影响了果实的品质、商品性和储运性[11-12]。试验研究发现，常温和4℃贮藏过程中，糖心果没有褐变腐烂的现象，这与姜远茂[6]在新疆特殊的自然条件下可以贮藏1～2个月，张鸿的10月中旬以后症状严重，1周左右果实就会腐烂变质的研究结果不一致。

苹果的风味是由果实的外在品质和内在品质一同决定的，包含单果重、果形指数、色泽、硬度、糖、酸等多种物质综合作用的结果[13]。消费者对苹果的认可度由果实大小、色泽、食用品质及口感共同决定[14]，其中果实色泽是吸引消费者的首要指标[15]，其次是果实大小。研究结果显示，4℃冷藏和常温贮藏的糖心果和无糖心果的果形指数、单果重、a*值差异不显著，说明贮藏过程中糖心果和无糖心果在外在品质上无差异，冰糖心的存在并未影响果实的外在品质。

果实质地是评价果实口感和外观等指标的决定性因素，良好的质地体现了果实的商品价值[16]。硬度是反应果实对外部压力的抵抗能力的大小，是衡量果实耐贮性和贮藏效果的指标，较高的硬度可以有效的减少机械损伤，避免因机械损伤而引起的果肉组织的变质腐烂等不良影响[17-18]。试验两种贮藏条件贮藏后期糖心果硬度低于无糖心果实，糖心的存在可能降低了苹果贮藏期间的硬度，但没有显著性差异。在两种贮藏条件下，贮藏结束时，糖心果和无糖心果的硬度均下降了，这与王艳聪[19]的研究结果一致。Jha等[20]研究表明，苹果果实贮藏期可溶性固形物增加，酸和光泽度下降，试验结果显示,常温贮藏的糖心果和无糖心果可溶性固形物含量均呈下降趋势，与其研究结果相反；试验两种贮藏条件下果实光泽度变化不大，与其光泽度下降的结果也不一致，可能因为与其贮藏的环境不同所致。杜艳民等[21]研究碳水化合物、矿质元素及活性氧代谢与富士苹果水心发生的关系中得出果实可溶性固形物含量越高，水心指数越高的结论，试验分别测了无糖心果和糖心果距果核不同距离的可溶性固形物含量，结果表明，无糖心果可溶性固形物含量高于糖心果，果实可溶性固形物含量近果皮最高，距果核0～1 cm处最低，而糖心基本出现在距果核0～2 cm处，此处的可溶性固形物含量低于近果皮和距果核2～3 cm处，与杜艳民等[21]研究结果不同。

果实的糖酸组分及含量是苹果内在品质和商品性的重要指标，它直接影响果实的酸甜风味和口感[22-23]。果实中的的可溶性糖包含果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇，Bowen和Watkins[24]研究发现,水心病果实中山梨糖醇和蔗糖含量较高，葡萄糖和果糖含量较低。而研究中，发现两种贮藏条件下，糖心果的蔗糖含量均低于无糖心果；常温贮藏34 d后的糖心果的山梨醇含量低于无糖心果，4℃冷藏至60 d时糖心果的山梨醇含量高于无糖心果；冷藏初期果糖和葡萄糖、常温果糖含量糖心果低于无糖心果，但贮藏结束时与贮藏初期相反，与其结果存在一定的差异。这与Marlow和Loescher[25]、Bowen和Watkins[24]、Yamada和Kobayashi[26]、Yamada等[27]发现受水心病影响组织的山梨醇含量高于未受影响组织的结果不一致。这可能是因为山梨醇在贮藏期间伴随着水心的消失在山梨醇脱氢酶和山梨醇氧化酶的作用下逐渐转化为果糖和葡萄糖等物质[28]。Marlow和Loescher[25]指出没有证据表明山梨醇代谢与“水心病”之间存在任何因果关系。

4 结 论

富士苹果在阿克苏每年都形成冰糖心，在贮藏过程中，常温贮藏第54 d的苹果糖心完全消失，而4℃冷藏的苹果部份仍有糖心，至贮藏第60 d果实没有出现褐变及腐烂现象。糖心果和无糖心果的果形指数、单果重和a*值变化不大且差异不显著。冰糖心富士苹果的可溶性固形物含量和山梨醇含量也与水心病研究结果不一致，贮藏期间糖心果的可溶性固形物含量始终低于无糖心果，由外果皮至果核逐渐降低；4℃冷藏条件下糖心果、无糖心果山梨醇含量在第26～54 d差别不大，常温贮藏第34 d后无糖心果山梨醇含量高于糖心果且差异显著，并不是糖心处最高。低温贮藏可以延缓糖心的消失，此过程中糖心并没有扩大；可溶性固形物含量和山梨醇含量也并不是糖心处最高。冰糖心果实商品性没有受到影响，其独特风味反而受到消费者的喜爱，这与水心病症状在贮藏过程症状会扩大，会褐变腐烂、有苦涩味等有较大区别，认为冰糖心和水心病存在差异。