精准控温对阿克苏苹果采后生理品质的影响

李孟洁，董成虎，纪海鹏，陈存坤,3，于晋泽,3，张娜*，梁丽雅

1(天津农学院 食品科学与生物工程学院，天津，300384)2(天津市农业科学院 农产品保鲜与加工技术研究所 (国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津))，农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津，300384)3(天津国嘉农产品保鲜生产力促进有限公司，天津，300384) 4(天津农学院 农学与资源环境学院，天津，300384)

阿克苏红富士苹果(MaluspumilaMill.)产自新疆阿克苏地区，该地属暖温带干旱气候[1]，日照时间长、昼夜温差大[2-3]，得天独厚的气候条件和地理环境使阿克苏生产出的苹果果实个大、含糖量高、果香浓郁、酥脆多汁，富含维生素C、纤维素、果胶等营养物质，尤其是其独具特色的“冰糖心”，受到消费者的广泛喜爱[4-5]。然而阿克苏红富士苹果因含糖量高采后易褐变[6]，呼吸强度高消耗大量营养物质，且呼吸跃变后果实硬度急剧下降，这些因素都会严重影响苹果果实品质，降低苹果的商品价值。

果实采后贮藏过程中的营养品质与贮藏条件有很大的关系，温度是影响果实品质的一个重要因素[7]，果实由于品种、生长环境、栽培条件等不同，对贮藏条件的要求也不相同[8-9]。李秀芳等[10]研究发现低温可以延缓花青苷采后降解、推迟酶活性峰的时间，保持红富士苹果的色泽；还有学者[11]研究表明适宜的低温能维持“金红”苹果果实较高的能量水平、抑制果实褐变，延缓衰老，其中2 ℃贮藏效果最好，0 ℃次之；高华等[12]认为秦阳苹果最适宜的贮藏温度为0～1 ℃。目前对阿克苏富士苹果贮藏的研究有不同激素处理、不同采收期等[13-14]，但有关温度对其内在品质的研究则相对较少，同时目前阿克苏苹果生产中大多数采用(0±0.5) ℃贮藏，存在糖心快速流失的现象，因此有必要进一步利用近冰点贮藏技术原理，采用精准控温处理，提高果实贮藏品质，减缓糖心消失。

本试验在前期研究基础上，通过比较(-2±0.5)、(0±0.5)、(2±0.5) ℃ 3种不同贮藏温度对阿克苏苹果贮藏过程中果实呼吸强度、硬度、可溶性固形物(total soluble solid，SSC)、可滴定酸(total acid，TA)、丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量以及多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)、过氧化物酶(peroxidase，POD)活性以及“糖心”消失率的变化情况，以期得到贮藏阿克苏苹果的最佳贮藏温度，为阿克苏红富士苹果的精准贮藏提供一定的技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试苹果为红富士品种，采于新疆阿克苏红旗坡农场一个管理良好的果园，采收后立即空运至国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)，挑选成熟度均匀、果形完好、无病虫害及机械损伤的果实进行试验。

无水醋酸钠、愈创木酚，天津市光复发展有限公司；三氯乙酸、冰醋酸、邻苯二酚、聚乙二醇6 000，天津市光复精细化工研究所；Triton X-100、聚乙烯吡咯烷酮、酚酞指示剂、质量分数30% H2O2，天津市江天统一科技有限公司；NaOH，天津市风船化学试剂科技有限公司；2-硫代巴比妥酸，上海弘顺生物科技有限公司；NaCl，天津市福晨化学试剂厂。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

H528451型糖度计，日本ATAGO爱宕公司；残氧仪Check Point O2/CO2，东莞市谱标实验器材科技有限公司；TA-XT plus型物性测定仪，英国Stable Micro Systems；FA1004型电子天平，上海荆轲天平有限公司；DK-98-IIA型电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；HR/T20M型台式高速冷冻离心机，湖南赫西仪器装备有限公司；UV-2600型紫外可见分光光度计，岛津仪器(苏州)有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 处理方法

将挑选好的果实随机分为3组，分别置于(-2±0.5)、(0±0.5)、(2±0.5) ℃ 3座不同温度的精准控温冷库中进行贮藏。每个处理12箱苹果(每箱果重7.5 kg)，每隔15 d随机取样测定相关指标，同时取果肉样品用液氮进行冻样，放置于-80 ℃冰箱进行保存以备使用，连续测定3个月。

1.3.2 测试指标与方法

1.3.2.1 呼吸强度的测定

每次随机选取3个苹果，设3个平行，称重后放入密闭保鲜盒(2 500 mL)，在贮藏温度下密闭2 h，用残氧仪测量保鲜盒内苹果的呼吸强度[15]。重复3次，单位为mg CO2/(kg·h)。

1.3.2.2 硬度的测定

参照肖子寒等[16]的方法，采用质构仪进行检测，每次随机取样5个苹果，每个苹果在赤道阴阳两面取2个测量点，用P/2探头(探头直径为2 mm)进行穿刺测量。结果取平均值，单位为kg/cm2。

1.3.2.3 SSC含量的测定

每次随机选取3个苹果，进行清洗、去皮，取果肉放入榨汁机中榨汁，用8层纱布过滤，滤液待用。用蒸馏水清洗糖度计检测镜，用滴管吸取滤液滴入检测镜中检测，记录数据，重复3次，结果取平均值。

1.3.2.4 TA含量的测定

参照胡云峰等[17]的方法，用酸碱滴定法进行测定。

1.3.2.5 MDA含量的测定

称取1.0 g苹果样品于研磨中，加入5.0 mL 10 g/L 三氯乙酸溶液研磨成匀浆后，4 ℃、10 000×g离心15 min，过滤上清液备用。取2.0 mL上清液(空白管中加入2.0 mL 100 g/L三氯乙酸溶液)，加入2.0 mL 6.7 g/L硫代巴比妥酸，混合均匀后沸水浴20 min，取出冷却至室温。分别测定其在450、532、600 nm处的吸光度值。每组处理重复测定3次。

反应混合液中MDA的含量按公式(1)计算:

c/(μmol·L-1)=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

(1)

每克果蔬样品中MDA含量按公式(2)计算：

(2)

式中：c，反应混合液中MDA的含量，μmol/L；V，样品提取液总体积，mL；VS，测定时所取样品提取液体积，mL；m，样品质量，g。

1.3.2.6 PPO活性的测定

参考曹建康等[18]的方法测定。

1.3.2.7 POD的测定

参考曹建康等[18]的方法测定。

1.3.2.8 糖心果率

每次测定取30个果实，沿果实赤道处切开，观察计算糖心果率，按公式(3)所示：

(3)

1.4 数据处理

用Excel 2010计算3次重复试验的平均值和标准误差；用SPSS Statistic 19进行差异显著性检验，采用Duncan法，显著水平为P<0.05；用Origin 2018进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 贮藏温度对阿克苏苹果呼吸强度的影响

采后果实脱离母体的养分供给，需要通过呼吸作用来维持生命活动，呼吸强度是反应植物体新陈代谢的一个重要指标[19]，呼吸越强营养物质消耗的越快。苹果为呼吸跃变型果实，如图1所示，在贮藏前期，果实呼吸增长缓慢，30 d以后果实呼吸强度大幅度增加，在45 d时达到峰值，-2、0、2 ℃贮藏下的苹果呼吸峰值分别为：7.13、7.03、6.77 mgCO2/(kg·h)，3个处理组之间有显著差异(P<0.05)；45 d后呼吸强度逐渐降低。在整个贮藏期，-2 ℃下贮藏的苹果呼吸强度低于其他2个处理组，减少了营养物质的消耗，对呼吸的重要底物——糖类的维持是有利的。

图1 贮藏温度对阿克苏苹果呼吸强度的影响Fig.1 Effect of different storage temperature on respiratory intensity of Aksu apple注：不同字母表示同一时间不同处理组之间存在显著性差异(P<0.05)(下同)

2.2 贮藏温度对阿克苏苹果硬度的影响

硬度是苹果耐贮藏性的一个重要指标，随着果实成熟度不断增加，果实细胞中的果胶和纤维素等被分解[20]，硬度逐渐下降。如图2所示，随着贮藏时间的延长，硬度呈现下降的趋势。贮藏15 d时，-2 ℃处理组硬度分别为2、0 ℃处理组的1.09、1.06倍，显著高于其他2个处理组(P<0.05)。在整个贮藏期间，-2 ℃处理组的硬度均高于其他2个处理组，显著高于2 ℃处理组(P<0.05)，表明-2 ℃贮藏更有利于维持果实硬度，可能因为果胶酶等活性受到抑制[21]。

图2 贮藏温度对阿克苏苹果硬度的影响Fig.2 Effect of different storage temperature on firmness of Aksu apple

2.3 贮藏温度对阿克苏苹果SSC含量的影响

SSC是影响苹果风味的主要指标之一[22]。如图3所示，在贮藏期间，不同温度下贮藏的苹果SSC含量均呈现先升高后降低的趋势；贮藏前期随着果实的成熟，淀粉逐渐转化为糖类，是SSC增加的重要原因；贮藏后期随着果实衰老和呼吸跃变期的到来，糖类作为主要的呼吸底物被逐渐消耗[21]，SSC逐渐下降。在整个贮藏期间，不同温度贮藏下的苹果SSC均有显著差异(P<0.05)，-2 ℃下处理组的SSC较高。

图3 贮藏温度对阿克苏苹果可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effect of different storage temperature on the soluble solids content of Aksu apple

2.4 贮藏温度对阿克苏苹果TA含量的影响

如图4所示，在整个贮藏期内阿克苏苹果的TA含量随贮藏时间的延长呈下降趋势。在贮藏初期，阿克苏苹果可滴定酸含量最高为0.55%；从15 d开始，不同温度下贮藏的苹果可滴定酸含量出现显著性差异(P<0.05)。贮藏前期，不同温度下贮藏的苹果可滴定酸含量下降趋势大致相同，贮藏到60～75 d时，2 ℃贮藏的苹果的可滴定酸含量下降幅度增大，可能是温度较高，到后期可滴定酸含量消耗地较快所致。在整个贮藏期，-2 ℃贮藏下的果实可滴定酸含量一直保持在较高水平。

图4 贮藏温度对阿克苏苹果可滴定酸含量的影响Fig.4 Effect of different storage temperature on the soluble solids content of Aksu apple

2.5 贮藏温度对阿克苏苹果MDA含量的影响

MDA含量在一定程度上反映着果蔬细胞的衰老程度[23]，含量越高说明其内部细胞衰老程度越高，细胞损伤程度越深。如图5所示，随着贮藏时间延长，MDA逐渐累积，2 ℃与0 ℃处理组MDA含量快速积累，在贮藏15 d时，与-2 ℃处理组就有了显著差异(P<0.05)。-2 ℃贮藏下的MDA含量最低，此温度贮藏有利于减少阿克苏苹果膜脂过氧化程度，贮藏末期，2、0、-2 ℃贮藏MDA含量分别为0.177、0.169、0.153 μmol/100 g。

图5 贮藏温度对阿克苏苹果丙二醛含量的影响Fig.5 Effect of different storage temperature on malondialdehyde content of Aksu apple

2.6 贮藏温度对阿克苏苹果PPO活性的影响

PPO广泛存在于植物体之中，可氧化酚类物质为醌类物质，引起果实褐变[24]。如图6所示，随着贮藏时间的延长，PPO活性总体呈上升的趋势，2 ℃下贮藏的苹果PPO活性一直增加；0 ℃贮藏的苹果PPO活性增加幅度也较大，但显著低于2 ℃(P<0.05)；-2 ℃贮藏的果实前期PPO增长的缓慢，45 d之后才有较大幅度的增长，说明-2 ℃有利于抑制PPO活性的增加，延缓果肉褐变从而保持果实品质[25]，有利于果实的贮藏。

图6 贮藏温度对阿克苏苹果PPO活性的影响Fig.6 Effect of different storage temperature on PPO activity of Aksu apple

2.7 贮藏温度对阿克苏苹果POD活性的影响

图7 贮藏温度对阿克苏苹果POD活性的影响Fig.7 Effect of different storage temperature on POD activity of Aksu apple

2.8 贮藏温度对阿克苏苹果糖心果率的影响

如图8所示，随着贮藏时间的延长，糖心果率呈逐渐下降的趋势。-2 ℃贮藏条件下糖心果率变化范围为96.6%～43.3%，而2 ℃贮藏果实的糖心果率在96.6%～30%；2 ℃贮藏条件下的糖心果率在贮藏期间快速下降，糖心果率最低，其次为0 ℃；-2 ℃贮藏的果实在贮藏期间糖心果率一直高于其他2个处理，说明-2 ℃有利于减缓糖心的消失，这可能与此温度下果实呼吸强度较低有关。

图8 贮藏温度对阿克苏苹果糖心果率的影响Fig.8 Effect of storage temperature on the percentage of sweet core fruit of Aksu apple

3 讨论与结论

贮藏温度是影响采后果蔬品质的重要因素，阿克苏地区因其特殊的自然环境，生产出来的苹果有独特的“冰糖心”，为了更好地维持其采后糖心品质，本试验研究了不同贮藏温度对阿克苏苹果品质的影响。本研究发现，随着贮藏温度的降低，苹果糖心率越高，糖心消失地越慢，-2 ℃贮藏条件下苹果糖心率最高，可能因为-2 ℃贮藏下的苹果，呼吸强度最低，糖类作为呼吸重要的底物，呼吸强度小有利于减少果实糖类的消耗。酶活性的高低受温度影响很大，不同的酶有不同的特性，酶特性也会因果蔬品种的不同而有所变化，本研究发现随着贮藏时间的延长，阿克苏苹果PPO和POD活性逐渐升高，-2 ℃贮藏更有利于POD活性的增加、减少自由基对果实的伤害。贮藏环境温度波动也会影响果实贮藏品质[27]，李媛[28]研究发现，温度波动越小，石榴贮藏品质越好，且温度波动小有利于减小石榴冷害的发生；刘佳等[29]在黄瓜上也有类似的发现；张洁等[30]发现，(4±0.05) ℃下贮藏的鲜切苹果，比其他较大波动温度下贮藏的鲜切苹果保持了更好的品质。本试验将苹果置于精准控温装置下进行贮藏，减小了温度波动对果实品质的影响，有力地证明了在一定温度范围内，随着贮藏温度的降低，阿克苏苹果糖心率越高，硬度也维持在较高状态，有利于较好地保持阿克苏苹果的商品价值。本试验结果表明，较低的温度可以保持阿克苏苹果较高的硬度和SSC含量，在一定程度上抑制阿克苏苹果PPO活性，有利于减少果肉褐变，延缓糖心的消失，提高贮藏品质。