柿种质资源果实CO2脱涩特性评价

胡 杰 ，张杨凡，王孟珂，车庆辉，王仁梓，关长飞，杨 勇

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 712100)

柿(DiospyroskakiThunb.;2n=6x=90)原产中国，已有1000a以上的栽培历史，是柿属植物中最具经济价值的栽培种[1]。柿有多种食用形态，鲜脆柿口味甜美，爽脆可口[2]；软柿味美多汁，口感细腻[3]。除此以外，柿具有极高的营养价值，含有许多糖分，蛋白质，维生素C和胡萝卜素等[2]，同时也富含钙、磷、铁、碘等矿质元素，以及果胶、水溶性膳食纤维、单宁、胆碱、芦丁和黄酮类物质等，因此也具有一定的药用价值[4]。由此看来，柿具有极其广阔的市场前景。中国作为其原产国，在产量、栽培面积上均居世界首位[5]。据FAO (2021) 统计，2019年全世界柿树栽培面积99.24万hm2(中国91.49万hm2，占世界的92%) 、柿果年产量427万 t (中国近320.72万 t，占世界的75%)[6]。

然而，在中国已发现的1000余个柿品种中，约99%为涩柿[7]。涩柿中可溶性单宁含量较高，在食用时可溶性单宁与舌粘膜蛋白结合，使人感到强烈的涩味，因此必须经过脱涩方可食用。目前关于柿果实脱涩机理有两种方法：柿果实去除涩味与乙醛直接相关，在脱涩过程中生成的乙醛可促使可溶性单宁转化为不溶性单宁，从而去除涩味[8]；涩味去除与柿果实细胞中一些其他物质有关，在脱涩过程中果肉中的果胶、原生质膜和细胞壁会与多糖发生凝胶反应，构成果胶和单宁复合体，使涩味消失[9]。目前，柿果脱涩常用方法有很多，其中CO2脱涩法操作简单且省时省工，既可以进行大规模的集中脱涩，又可以少量分散脱涩，效率高而且成本较低[10]，同时，脱涩后果实硬度高、色泽好，保持良好的柿果品质[11]，因此CO2脱涩法是目前柿果商业应用最广泛的脱涩方法。

用CO2进行柿果脱涩的原理是：高浓度的CO2造成缺氧状态，进行无氧呼吸产生乙醇，然后再由柿果中的乙醇脱氢酶将乙醇转化为乙醛，乙醛与可溶性单宁发生反应，使可溶性单宁变为不溶性单宁，从而使柿果脱涩[12]。CO2脱涩主要包含脱涩诱导期和自动脱涩期两个明显不同的过程，前者为诱导过程，果实由于暴露在CO2中产生代谢活动；后者为脱涩过程，经历诱导过程的果实在无CO2的条件下，可在空气中自发完成脱涩，即一旦异常的生理代谢被诱导，便能自动进行，这时与CO2是否存在无关[13-14]。冷平等[10]对磨盘柿的研究表明，在22℃、95% CO2处理下，脱涩效果最好且货架期长达7d。选用的CO2浓度和时间等脱涩条件因品种不同均稍有差异[11]，并不是所有的品种均适用于CO2脱涩。本研究拟筛选可以利用CO2进行商品化脱涩处理的优良种质，对柿产业的发展以及涩柿品种的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

以国家柿种质资源圃120份柿资源(表1)为材料。选择八成熟颜色金黄、坚硬且未脱涩、大小均一、无损伤、无病虫害的柿果。

表1 脱涩处理种质资源Table 1 Germplasm resources of de-astringency treatment

1.2 方 法

1.2.1 CO2脱涩处理 采用CTSD法进行脱涩处理，将柿果实装入网兜，放入温度为25 ℃，CO2含量95%的密闭容器中。处理24 h后取出果实，室温放置0 h、12 h、24 h、48 h后进行可溶性固形物含量、硬度和单宁含量的检测。

1.2.2 硬度测定 随机选取3个果实，使用数显式水果硬度计测定果顶及果实赤道面等距4个点的果肉硬度，结果取平均值。

1.2.3 可溶性固形物测定 使用数显折射仪测定果顶及果实赤道面等距4个点的果肉的可溶性固形物，结果取平均值。

1.2.4 单宁定性测定 取直径15 cm左右的滤纸完全浸泡在5%氯化亚铁溶液中30 min，放入55 ℃的烘箱中烘干，备用。取处理后的柿果实，从赤道部切开，将果实切面平整按压在制备好的滤纸上静置15 s后将果实拿开，待染色稳定后拍照记录。

2 结果与分析

2.1 柿果实根据脱涩特性分类

采用欧氏距离对120份种质资源的脱涩时间进行聚类分析。结果表明(图1)，120份种质资源可分为脱涩种质(Ⅰ组)和未脱涩种质(Ⅱ 组)。Ⅰ组可分为易脱涩种质(ⅠA)和难脱涩种质(ⅠB)，其中ⅠB包含ⅠB1(24 h脱涩)和ⅠB2(48 h脱涩)；Ⅱ组包含无法脱涩种质(ⅡA)和返涩种质(ⅡB)。

图1 柿果实不同脱涩类型种质资源聚类图Fig.1 Cluster diagram of persimmon fruit of different types

Ⅰ组有73个种质占总资源的60.83%。其中ⅠA包含‘荥阳水柿’‘隆回软早’‘杭州牛心柿’和‘华阴重台柿’等35份在空气中放置12 h即可完成脱涩的种质，占总脱涩种质的47.96%。ⅠB为‘博爱八月黄’‘什样柿’‘耀县五花柿’等27个放置24 h完成脱涩的种质(ⅠB1)以及‘小广扁柿’‘白日本’‘老柿沟’等11个48 h完成脱涩种质(ⅠB2)，分别占总脱涩种质的36.99%和 15.07%。Ⅱ组有47份种质，占总资源的 39.17%，其中ⅡA包含43个种质如‘临潼挂干柿’、‘从化柿’以及‘地藏柿’等，其特点为经过处理后在空气中放置48 h后仍无法脱涩，占总资源的35.83%；ⅡB包含4个种质：‘朱罐罐’‘都江堰干柿’‘艳果红’和‘红面蛋’，均为返涩种质，占总资源的3.33%(图2)。

图2 柿果实不同脱涩类型种质占比图Fig.2 Proportion of different types of persimmonfruit

2.2 柿各种质资源果实单宁印迹变化

73份可脱涩资源的单宁印迹由深色变为浅色或无色，当单宁印迹变为极浅的紫色或者无色时口尝便不涩。返涩种质在空气中放置24 h时单宁印记较浅，达到可食用水平，继而在空气中放置48 h时返涩，单宁印记颜色加重果实涩味重新出现，易脱涩种质在空气中放置12 h时单宁印迹变为无色；难脱涩种质在空气中放置24、48 h时单宁印记变为浅紫色，达到可食用水平；无法脱涩种质在空气中放置48 h单宁印迹仍然较重，不能食用(图3)。

A. ‘都江堰干柿’返涩种质单宁印迹图；B.‘荥阳水柿’12 h脱涩单宁印迹图；C.‘什样柿’24 h脱涩单宁印迹图；D.‘老柿沟’48 h脱涩单宁印迹图；E.‘从化柿’无法脱涩单宁印迹图

2.3 柿果实硬度变化值聚类分析

采用欧氏距离对完成脱涩的柿果实在整个处理过程中的硬度变化值进行聚类分析，结果(图4)表明：‘华县帽盔柿’单独聚为一类，此种质完成脱涩后在空气中放置48 h时硬度急剧降至0.50 kg/cm2，较在空气中放置0 h下降92.03 %，说明该种质不适合进行CO2处理来完成脱涩；此外，ⅡA中的种质资源变幅较大，最大降低4.5 kg/cm2，ⅡB中的种质资源变幅相对较小，最大仅降低2.96 kg/cm2。

图4 柿果实硬度变化值聚类分析Fig.4 Cluster analysis of persimmon fruit hardness variation

2.4 柿果实各种质脱涩期间硬度及可溶性固形物的变化

对120份种质资源进行硬度及可溶性固形物的测定，发现在73份完成脱涩种质资源中有18份种质资源在48 h内其硬度及可溶性固形物无显著性变化(表2)。‘王后柿’在空气中放置48 h后硬度最大为7.05 kg/cm2；其中‘小红柿’在试验过程中硬度变幅最小，仅变化0.02 kg/cm2；‘秋蒸饼’在空气中放置48 h后可溶性固形物最高为17.88%；‘兰田南王水花柿’‘杭州牛心柿’以及‘照天红’在处理过程种可溶性固形物的变幅较小，仅变化0.05%；‘大二糙’在整个处理过程可溶性固形物呈先下降后上升的趋势，其变幅为0%。

表2 18份柿种质资源果实硬度及可溶性固形物变化Table 2 Changes of hardness and soluble solids in 18 persimmon fruits

(续表2 Continued table 2)

3 讨论与结论

在中国已经发现的1 000余份柿种质资源中，主要为涩柿[7]，如‘富平尖柿’‘磨盘柿’‘恭城水柿’‘干帽盔’等。当涩柿被食用时，会产生强烈的涩感，因此涩柿在食用前需要人工处理进行脱涩，常见的脱涩方法有温水浸泡、石灰水浸泡、乙醇处理和CO2处理等，这些方法各有利弊，张霁红等[15]研究发现，温水脱涩处理的速度快，48 h内可溶性单宁含量迅速降低至涩味完全消失，且可溶性固形物含量变化小，但其操作繁琐，需要保持恒定水温且脱涩时间应该适当，否则容易出现果皮破裂，柿果风味变淡；张超[16]研究表明，将柿果置于石灰水中在室温下浸泡3～4 d涩味即可消失，但用石灰水脱涩除了要考虑脱涩后清洗还要考虑柿果风味和安全性问题；刘佳等[17]发现单独乙醇脱涩容易导致柿果实软化；冷平等[10]发现CO2脱涩既能保持果实原有的风味，又能有效延长柿果实的货架期，可大规模集中脱涩，效率高，成本低，是目前商业上应用最为广泛的方法。

本研究通过对120份柿种质资源在95%的CO2环境中处理24 h，发现大部分柿种质对CO2较为敏感、部分种质不能用CO2脱涩，根据脱色情况可大致分为两大类：脱涩种质和未脱涩种质，再进行细分又可分为4类：易脱涩种质(空气中放置12 h完成脱涩)如‘荥阳水柿’‘蜜蜜罐’‘芦州府’；难脱涩种质(空气中放置24 h 、48 h完成脱涩)如‘小广扁柿’‘什样柿’‘老柿沟’；无法脱涩种质如‘临潼挂干柿’‘从化柿’；返涩种质如‘朱罐罐’‘都江堰干柿’。通过单宁、硬度、可溶性固形物的测定共发现18个适合CO2脱涩的资源：‘上虞方柿’‘兰田南王水花柿’‘么心柿’‘西畴水柿’‘柏东-01’‘松阳扁柿’‘垣曲八月红’‘杭州牛心柿’‘小红柿’‘永济木柿’‘王后柿’‘沙谷1号’‘堂上蜂屋’‘秋蒸饼’‘乾县木娃柿’‘小合柿’‘照天红’‘临潼鸡心黄’。

此外还有部分种质如‘松阳水柿’在脱涩过程中产生褐变，可能与CO2的处理浓度和处理时间有关，这与前人的研究结果一致[18]。‘朱罐罐’‘都江堰干柿’等在脱涩过程中出现了返涩现象，Taira等[19]研究表明，用乙醇对‘平核无’进行脱涩也会出现返涩现象；汪文秀等[20]研究发现柿果实会出现返涩现象，而且影响柿果返涩的主要原因是柿果渣而不是柿果汁，本研究中在CO2脱涩过程中返涩种质是首次被发现，其原因仍需进一步研究。在可脱涩种质中有些种质硬度明显下降，且可溶性固形物不断降低，不利于脱涩后的运输销售，与买旖旎等[21]、刘成红等[22]结果相似。李爽等[23]研究高浓度CO2和1-甲基环丙烯(1-MCP)合并处理，可以一定程度保持‘磨盘’柿的硬度、脆度。因此在后续筛选适于CO2脱涩的种质时，除考虑脱涩难易、脱涩效率和脱涩后果实风味、硬度、贮藏期外，还可以选用合适浓度的1-MCP进行合并处理。