降温方法对鸭梨冰温贮藏过程中可溶性糖的影响

李刚，晋朝，高露，樊秀花，3，闫师杰，3，李玲，3*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2.天津海天缘生产力促进中心有限责任公司，天津 300403；3.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300392）

鸭梨是我国白梨品系优良主栽品种，因梨梗突起，形似鸭头，故名鸭梨。鸭梨适应性强、丰产性好、果大味美、肉质细脆、汁水丰富、甘甜可口，其维生素C含量丰富，钙、磷、铁等矿物质含量高，糖分含量高，营养价值高。近年来，随着人们生活水平的提高、消费观念的进步，人们更加重视果实品质与营养物质的统一。高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）具有可同时测定多种糖组分的优点，在枸杞[1]、黄果柑[2]、脆枣[3]、甜高粱[4]、西瓜[5]、李子[6]、梨[7]等果实中已有所运用，但应用于鸭梨果实的研究较少。梨果实中的可溶性糖主要有蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇等，其含量在评价果品质量上起着举足轻重的作用[8]。安景舒等[9]分析了全国梨集中种植地的梨果肉中可溶性糖组分（蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇），发现“雪花”、“玉露香”、“红香酥”、“鸭梨”果皮的4种可溶性糖含量由高到低依次为山梨醇＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，果肉的4种可溶性糖中果糖含量最高，其后依次为山梨醇、葡萄糖，蔗糖含量最少。段敏杰等[10]用HPLC测定6个砂梨品种的4种可溶性糖，平均含量由高到低排序为果糖＞山梨醇＞葡萄糖＞蔗糖，其可溶性总糖含量平均值为91.38 mg/g。葛宇等[11]对油梨品系进行研究，发现3份油梨果肉中的可溶性总糖含量为（18.08±0.48）mg/g·FW，可溶性糖含量由高到低为甘露庚糖醇＞甘露庚酮糖＞果糖＞葡萄糖；种子中的可溶性总糖含量为（25.09±1.61）mg/g·FW，成分与果肉相同。

急速降温是采收后直接放入到0℃冷库中贮藏，较缓慢降温易发生冷害、黑心病、失水而造成萎蔫和失重等，影响果实品质风味。缓慢降温是在果蔬预冷后，从高温向低温有计划地降至适宜贮藏温度，该降温方式可防止果蔬冷害、褐变等现象的发生，此降温贮藏技术在桃[12]、猕猴桃[13]、草莓[14]、南果梨[15]等已广泛应用。贮藏前期（0～4 d），急速降温的薄皮甜瓜[16]硬度和可溶性糖含量下降缓慢；在贮藏16 d～20 d，缓慢降温的薄皮甜瓜硬度、可溶性糖含量高于急速降温果实，乙烯释放量低于急速降温果实。张茜等[17]在红香酥梨的研究中发现，急速降温处理较缓慢降温处理对可溶性糖含量的影响较大，贮藏前期进行缓慢降温处理，呼吸强度高，乙烯释放量大，对可溶性糖的消耗较高，贮藏后期（180 d后）缓慢降温处理果的可溶性糖含量明显高于急速降温处理果。本试验建立高效液相色谱法，将早采、中采和晚采的鸭梨，经急速降温和缓慢降温2种方式处理后，测定果肉和果皮中果糖、葡萄糖和蔗糖，旨在为鸭梨的冰温贮藏保鲜及为防治鸭梨褐变、延长鸭梨贮藏时间、提高贮藏品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器设备

鸭梨：产自河北藁城，从固定的8棵树上随机手工采摘无病虫害、无机械损伤、果实大小适中的果实。果实按早期采收、中期采收和晚期采收3种成熟度，分别于盛花期后145、155、165 d采摘。套好网套，装进纸箱后，保存在天津农学院冷库。

乙腈（色谱纯）：天津科威化工技术有限公司；超纯水：天津市施特劳斯环保科技有限公司；葡萄糖标准品、果糖标准品、蔗糖标准品（均为色谱纯）：美国Sigma公司。

1200高效液相色谱仪（配有在线脱气机、四元泵、示差检测器、Chemstation工作站）、Asahipak NH2P-50 4E氨基柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）：美国安捷伦公司；900系列超低温冰箱（-80℃）：美国Thermo公司；5804R高速冷冻离心机：德国Eppendorf公司；进样瓶（带1.5 mL聚四氟乙烯瓶盖）、50 μL微量注射器：美国Supelco公司。

1.2 降温处理方法

急速降温处理果经12℃预冷24 h后直接放入冰温库（-0.50±0.03）℃贮藏；缓慢降温处理果先12℃入库预冷，每5 d降低2℃，30 d后放入冰温库（-0.50±0.03）℃贮藏。

1.3 取样方法

贮藏期间，每隔30 d取样测定、观察1次，每次随机从该处理果箱中抽取鸭梨10个。对于不同处理方法及采用缩略语见表1。

表1 试验不同处理方法及缩略语Table 1 Experiment with different treatments and abbreviations

1.4 测定方法

1.4.1 液相色谱条件

流动相为乙腈∶超纯水=7∶3（体积比），流速为1 mL/min，柱温为35℃时跑基线，稳定后开始进样，进样体积为20 μL。对标准品、样品的出峰时间、出峰面积进行记录。

1.4.2 标准品溶液配制及标准曲线的制作

准确称取蔗糖、果糖和葡萄糖各2.5 g，用乙腈定容至50mL，制成标准储备液并于-18℃保存。分别取各标准储备液 1、2、4、8、16mL，用乙腈定容至 50 mL，配制成标准工作液，配制好的混合标准工作液经0.45 μm滤膜过滤后，上机检测，以糖含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

1.4.3 样品的制备

在超低温冰箱（-80℃）中，取液氮冷冻果肉、果皮组织各2 g，常温（25℃左右）下倒入液氮迅速研磨，研磨至粉末状后转移到10 mL离心管中，加入5 mL超纯水，在4℃下10 000 r/min离心10 min，再用5 mL超纯水将残渣提取1次，将2次上清液合并，用乙腈定容至10 mL，经0.45 μm滤膜过滤后进行测定。样品测定采用保留时间定性、峰面积定量的外标法。

1.5 数据处理

试验结果采用Office Excel 2016进行整理，计算标准差并制图，数据用SPSS 19.0进行方差分析和显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 高效液相色谱测定鸭梨果实中可溶性糖含量方法的建立

2.1.1 糖类物质标准样品的色谱分析

高效液相色谱法可同时定量测定多种物质，目前已广泛应用于糖、酸类物质含量的测定。图1和图2分别为糖标准品与鸭梨样品的高效液相色谱图。

图1 糖类物质标准品的高效液相色谱图Fig.1 High performance liquid chromatogram of sugar standard sample

图2 鸭梨糖类物质的高效液相色谱图Fig.2 High performance liquid chromatogram for the analysis of sugars in Yali pear

由图1和图2可知，鸭梨果实中的糖类主要为果糖、葡萄糖和蔗糖。利用高效液相色谱技术能较好地分离3种糖组分。通过HPLC分析比较标准品与鸭梨样品的保留时间与峰面积，进而测定鸭梨样品中果糖、葡萄糖和蔗糖的含量。

2.1.2 标准曲线绘制

测定5种不同浓度的标准混合溶液，回归方程及相关系数如表2所示。

表2 糖回归方程及相关系数Table 2 Regression analysis of different sugars

由表2可知，该方法分离度较高，在一定范围内有较好的线性关系（r＞0.990），可应用于后续试验。

2.2 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏果肉、果皮果糖含量影响

2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉果糖含量的影响结果见图3。

图3 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉果糖含量的影响Fig.3 Effects of different cooling methods on frutose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由图3可以看出，在整个贮藏过程中，不同降温方式果肉中果糖含量均呈明显下降趋势，晚采果最为明显。果实采摘贮藏0 d时，早、中、晚采果实的果糖含量分别为 148.68、160.61、171.63 mg/g，贮藏 40 d 内，鸭梨果实果肉中果糖含量整体不断增加，但缓慢降温处理的中采果和晚采果在不断下降。在贮藏40 d～120 d，3个采摘期的急速降温处理的果糖含量高于缓慢降温处理，且急速降温处理的果肉果糖含量下降速度较快，缓慢降温处理的果肉果糖含量下降速度较慢。贮藏160 d时，缓慢降温处理的早采果和中采果果糖含量较高。在贮藏过程中，晚采缓慢降温处理果实果肉中果糖的损失始终高于急速降温处理果实，这可能是因为糖类是果实呼吸作用的底物，而缓慢降温处理加快了晚采果实的呼吸作用，因此晚采果实果肉中果糖的含量下降得更快。在贮藏初期，晚采果实的果糖含量最高，果实甜度最高，果味品质良好；在贮藏后期，早采和中采缓慢降温处理保持了较高的果糖含量，从而很好地保持了果实在贮藏期间的质量。

2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮果糖含量的影响结果见图4。

图4 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮果糖含量的影响Fig.4 Effects of different cooling methods on frutose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

从图4可以看出，早、中采梨果皮在160 d的贮藏过程中，果皮中的果糖含量整体先上升后下降，且急速降温处理效果明显。晚采急速降温处理和缓慢降温处理果果皮果糖含量均呈下降趋势，且缓慢降温处理的下降速度较快。在贮藏0 d时，果糖含量在早、中和晚采之间区别不大，分别为 121.03、123.77、129.59 mg/g，贮藏40 d，早采急速降温处理果的果糖含量增加到157.01 mg/g，然后在果实完全成熟后，贮藏80 d时缓慢下降到148.94 mg/g。随着贮藏时间的延长，早采果和中采果经缓慢降温处理果皮果糖含量的下降幅度逐渐减小，中期采收果实的果糖含量下降最不明显，仅从0 d的123.77 mg/g下降到160 d的106.54 mg/g，最大程度地延缓了果糖含量的下降，保持了果实的品质。

2.3 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉、果皮葡萄糖含量的影响

2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉葡萄糖含量的影响结果见图5。

图5 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉葡萄糖含量的影响Fig.5 Effects of different cooling methods on glucose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由图5可知，鸭梨果肉的葡萄糖含量低于果糖，约为果糖含量的15%～26%。在贮藏过程中，葡萄糖含量在果肉中的动态变化与果糖含量基本吻合。采后贮藏0～40 d，早期采收急速降温处理的果实果肉葡萄糖含量从22.25 mg/g积累到35.87 mg/g，然后逐渐减少，40 d后缓慢降温处理的果实葡萄糖含量逐渐高于急速降温处理，80 d后完全高于急速降温处理。这可能是因为水果的呼吸作用促进了水果旺盛的生理代谢，消耗了更多的葡萄糖。早、中采果实中葡萄糖含量的变化趋势相对一致，但在中采果实贮藏160 d期间，急速降温处理和缓慢降温处理果实的葡萄糖含量减少速度最慢，晚采果实的下降速度最快，由于果实完全成熟，呼吸乙烯高峰值到来的较早采和中采果要快，相应的生理代谢比较旺盛，贮藏后期晚采果葡萄糖含量下降速率同样是最快的，而中采缓慢降温处理仅减少了11.44 mg/g，较好地保持了果实的质量，延缓了果实老化的速度。

图6为2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮葡萄糖含量的影响。

图6 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮葡萄糖含量的影响Fig.6 Effects of different cooling methods on glucose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由图6可知，鸭梨果皮葡萄糖含量明显低于果糖含量，当2种降温方法处理不同成熟度的鸭梨时，果皮葡萄糖含量一般呈现先升高后降低的波动变化。贮藏40 d后，早采急速降温处理果实的果皮葡萄糖含量从23.26 mg/g上升到36.20 mg/g，这可能是由于采收较早，鸭梨成熟度不高，冰温促使果实分解和合成更多的糖类物质，以降低其冰点并适应贮藏环境。果皮中葡萄糖含量的变化基本与果肉相同，晚期采收果葡萄糖含量下降速度仍然最快；中采缓慢降温处理果下降速度最慢，可以延缓果实品质的恶化和衰老，保持良好的果实风味。

2.4 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏果肉、果皮蔗糖含量影响

图7为2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉蔗糖含量的影响。

图7 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果肉蔗糖含量的影响Fig.7 Effects of different cooling methods on sucrose of flesh of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

从图7可以看出，不同成熟度鸭梨经2种降温方式处理后果肉蔗糖含量总体呈下降趋势，与果糖和葡萄糖的变化趋势基本一致。贮藏0 d时，早采、中采和晚采的果实果肉蔗糖含量分别为7.93、9.52、12.50 mg/g，表明果肉蔗糖含量随着果实成熟度的提高而增加。随着贮藏时间的延长，贮藏40 d早采急速降温处理的果肉蔗糖含量增加到10.98 mg/g，在贮藏80 d和120 d后减少到7.37 mg/g和7.23 mg/g，贮藏160 d后迅速减少到5.87 mg/g，通过观察和比较可以看出，果实贮藏40 d时呼吸作用和乙烯释放旺盛。晚期采收果在同期经急速降温处理的果肉蔗糖含量一直高于缓慢降温处理果，而中采果实的果肉蔗糖含量变化趋势与早采果实基本相似，贮藏80 d后，缓慢降温处理果实的蔗糖含量高于同期急速降温处理果实，中采缓慢降温处理果实的蔗糖含量下降速度较慢。

图8为2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮蔗糖含量的影响。

图8 2种降温方法对不同成熟度鸭梨冰温贮藏中果皮蔗糖含量的影响Fig.8 Effects of different cooling methods on sucrose of peel of different maturity Yali pear in ice-temperature storage

由图8可知，果实果皮中蔗糖含量在2种处理方式下早采果和中采果呈先上升后下降的趋势，而晚采果整体呈逐渐下降趋势。贮藏0 d时，早采、中采、晚采果实果皮中蔗糖含量分别为8.82、9.21、11.71mg/g，这可能是因为晚采果实发育良好，成熟度较高，体内积累的糖分含量较高。贮藏40d后，早采和中采急速降温处理的果实分别从8.82 mg/g增加到12.28 mg/g和9.21 mg/g增加到10.98 mg/g，这可能是因为果实离开母株时没有完全成熟，果实糖分在贮藏过程中逐渐积累到最大值，直到果实完全成熟，然后随着果实成熟和衰老程度的提高，果实糖分又逐渐下降。贮藏80 d后，3个时期果实果皮中蔗糖含量下降均较快。晚期采收果在同期经急速降温处理的果皮蔗糖含量一直高于缓慢降温处理果，但早、中期采收缓慢降温处理果皮中蔗糖含量比急速降温要高。在160 d时，中采缓慢降温处理果实果皮中蔗糖含量最高，说明中期采收结合缓慢降温处理能有效保持果实的甜度，改善品质和口感，延缓果实衰老。

3 结论与讨论

梨果实发育完全成熟后，其果实可溶性糖组分主要由葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨醇组成，其中含量最高的是果糖[18]。刘清鹤等[19]研究鲁秀梨果实生长发育过程糖分积累情况发现，采后贮藏至30 d时，可溶性总糖依旧呈上升趋势，但随后逐渐下降，本研究发现急降果和缓降果在贮藏40 d内可溶性总糖呈先上升后下降趋势，这与文献报道一致。此外，许多研究中显示采收时间对于果实品质风味的影响十分重要，成熟度一定程度上决定了果实中可溶性糖组分积累的多少，但并不一定果实总糖含量越高风味越好[20]，刘松忠等[7]发现从果实风味指数角度考虑，早熟品种中“雪青”风味最佳，中熟品种中“黄冠”最佳，晚熟品种中则以“雪花梨”为最佳。本试验将早期采收、中期采收和晚期采收的果实可溶性糖和总糖含量对比发现，早采果采后0 d的含量低于晚采果，晚采果实成熟时积累了大量可溶性糖，而中采果介于早采与晚采果之间，风味最佳。

急速降温处理较缓慢降温处理更易引起冰温贮藏期间果实冷害、果实生理代谢的加快、果肉和果皮可溶性糖含量降低、果实品质损失和口感下降；中采缓慢降温处理果的果肉、果皮在贮藏末期可溶性糖含量最高，鸭梨可溶性糖中果糖含量最高，而果糖又是甜度最高的糖类物质。所以中期采收（九月中旬）结合缓慢降温处理的冰温贮藏法可有效地保持果实可溶性糖类物质的积累，延缓果实品质下降，延长果品贮存期和货架期，避免果实风味物质损失。