不同激素對(duì)阿克蘇富士蘋果果實(shí)糖組分和品質(zhì)的影響

李 歡 ，李建貴，梁家偉，錢立龍，張俊才，楊根芳，張東亞

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 林業(yè)研究所，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000）

阿克蘇富士蘋果Malus pumilaMill.由新疆阿克蘇紅旗坡農(nóng)場(chǎng)于1986年引進(jìn)自日本果樹試驗(yàn)場(chǎng)盛岡支場(chǎng)，是從‘國(guó)光’與‘元帥’雜交的后代培育出的新品種，產(chǎn)地具有得天獨(dú)厚的光熱資源，使得蘋果果實(shí)個(gè)大、含糖量高、香氣濃郁、酥脆多汁，尤其是形成了獨(dú)具特色的“冰糖心”蘋果而享譽(yù)中外。近年來，有許多學(xué)者對(duì)阿克蘇富士蘋果進(jìn)行過大量的研究，主要集中在果實(shí)外觀品質(zhì)如果形、著色以及肥效、產(chǎn)量等問題上，但有關(guān)不同激素對(duì)阿克蘇富士蘋果糖分含量等內(nèi)在品質(zhì)的研究則相對(duì)較少。有研究表明，成熟果實(shí)中積累了大量的糖[1]，而生長(zhǎng)素、外源赤霉素、脫落酸及細(xì)胞分裂素等激素類物質(zhì)能夠在一定程度上促進(jìn)肉質(zhì)果實(shí)內(nèi)部糖分的積累[2]，對(duì)植物種子萌發(fā)[3]、植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)及開花結(jié)實(shí)[4]都有一定的促進(jìn)作用。這些糖是果實(shí)品質(zhì)成分和風(fēng)味物質(zhì)（如色素、維生素和芳香物質(zhì)等）合成的基礎(chǔ)原料，成為影響果實(shí)品質(zhì)的重要因子[5]。然而甜味常被作為判定蘋果內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其甜度值的大小又取決于果實(shí)內(nèi)糖的種類和含量的多少，糖的種類和含量是果實(shí)品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素，也是決定果實(shí)商品優(yōu)劣的重要指標(biāo)[6]。因此，研究果實(shí)內(nèi)各糖組分的含量及比例顯得尤為重要。文中針對(duì)該問題展開研究，旨在闡明不同激素對(duì)阿克蘇富士蘋果糖分積累量及與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系，為進(jìn)一步研究阿克蘇蘋果“冰糖心”、優(yōu)化蘋果果實(shí)品質(zhì)提供基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2013年在阿克蘇地區(qū)紅旗坡農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。阿克蘇位于新疆中部，北鄰天山山脈，南接塔里木盆地。紅旗坡農(nóng)場(chǎng)位于阿克蘇市北部，北緯 41°17′，東經(jīng) 80°18′，海拔 1 104 m。農(nóng)場(chǎng)常年種植蘋果、香梨、葡萄、核桃等果樹，其中蘋果種植面積近萬公頃。試驗(yàn)地為典型溫帶干旱型氣候區(qū)，晝夜溫差較大，有效積溫高，降水相對(duì)稀少且蒸發(fā)量大，日照充足，氣候相對(duì)干燥。無霜期218 d，年均太陽總輻射量約575 kJ/cm2，年日照時(shí)數(shù)為2 836 h，年均氣溫12 ℃，年平均降雨量80.8 mm，年蒸發(fā)量2 305 mm。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2003年建園的長(zhǎng)富2號(hào)紅富士蘋果，授粉品種為嘎啦，以紡錘形樹形為主，株行距為4 m×5 m，整體樹勢(shì)中庸，樹形結(jié)構(gòu)合理，具有良好的灌溉條件和栽培管理水平。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在蘋果盛花期的4月15日前后，分別噴施激素IAA、GA3和6-BA，每種激素設(shè)3個(gè)濃度梯度，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)一致、花量適中、無病害的5株樹，每株選擇高度、朝向一致的枝條3個(gè)，掛牌標(biāo)記為處理1，IAA25 mg/L；處理2，IAA 250 mg/L；處理 3，IAA500 mg/L；處理 4，GA3325 mg/L；處理 5，GA3250 mg/L；處理 6，GA3500 mg/L；處理 7，6-BA25 mg/L；處理 8，6-BA250 mg/L；處理9，6-BA500 mg/L；CK（對(duì)照），不噴施任何激素。對(duì)上述各處理進(jìn)行相同的栽培管理。在采收期對(duì)經(jīng)各處理的每株樹的每枝隨機(jī)選果10個(gè)，每個(gè)處理共150個(gè)果，分別進(jìn)行可溶性總糖、還原糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、甜度值、可滴定酸以及甜酸比等指標(biāo)的測(cè)定。

2.3 試驗(yàn)方法

可滴定酸含量采用NaOH滴定法測(cè)定[7]，還原糖含量采用直接滴定法[8]，果糖含量測(cè)定采用間苯二酚比色法[11]，葡萄糖含量測(cè)定采用鄰甲苯二酚比色法[11]。

總糖的測(cè)定：吸取50 mL測(cè)還原糖時(shí)的果樣處理液，于100 mL容量瓶，加入5 mL鹽酸，70 ℃水浴15 min，冷卻后，加2滴甲基紅指示液，用氫氧化鈉溶液（200 g/L）中和后，定容至刻度，混合均勻[8]。

測(cè)果糖和葡萄糖的前處理，參照王艷穎[10]等的方法并略作改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取果實(shí)勻漿0.5 g于離心管中，加超純水5 mL，80 ℃水浴10 min，超聲提取1 h。使可溶性糖充分浸出，冷卻后5 500 r/min離心15 min，上清液過濾到10 mL的容量瓶中，殘?jiān)尤? mL超純水再提取，合并上清液，超純水定容后待測(cè)。

蔗糖含量＝（可溶性總糖含量－還原糖含量）×0.95[8]；

甜度值＝（葡萄糖×0.7）＋（果糖×1.75）＋蔗糖×1[9]。

2.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel2007和SPSS17.0軟件進(jìn)行處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理下蘋果果實(shí)中各糖組分的分布及變化

將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行箱狀圖分析，如圖1所示。不同處理下，各糖組分積累量大小為：總糖＞還原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，均值分別為123.54、102.38、65.01、32.55、13.88 mg/g；其中對(duì)各糖分作用最顯著的處理分別為：總糖6-BA 250 mg/L，還原糖IAA500 mg/L，蔗糖GA3500 mg/L，果糖GA3250 mg/L，葡萄糖GA3250 mg/L。從分析結(jié)果中還可以得出，在不同處理下總糖、果糖和葡萄糖的差異和分布范圍較大，而還原糖和蔗糖的分布范圍相對(duì)較小。

圖1 不同處理可溶性糖含量的變化范圍及分布Fig. 1 Content range and distribution of soluble sugars in different treatments

3.2 蘋果果實(shí)中各糖組分的相關(guān)關(guān)系

蘋果果實(shí)各糖分之間有著密切的相關(guān)性，將蘋果果實(shí)的各糖組分進(jìn)行了相關(guān)性分析，如表1所示。果糖和甜度值的相關(guān)性最高（r＝0.945**）；果糖與總糖之間也表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系（r＝0.651**）；此外，甜度值與葡萄糖、蔗糖以及總糖之間也呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系；然而，酸與甜酸比之間表現(xiàn)出極強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系（r＝－0.803**），酸與大多數(shù)糖都存在一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，但都表現(xiàn)不顯著。

表1 可溶性糖組分與酸、甜度值的相關(guān)分析?Table 1 Correlation analysis of sugar components, acid value and sweetness value

3.3 不同處理下蘋果果實(shí)可溶性糖組分的顯著性分析

3.3.1 不同處理下蘋果果實(shí)中各可溶性糖的積累

將不同處理下蘋果果實(shí)可溶性糖組分進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果如表2所示。

在IAA，GA3和6-BA這3種激素的作用下，大多都呈現(xiàn)出隨著激素濃度的遞增各糖分積累量增大的趨勢(shì)。

表2 不同激素處理下蘋果果實(shí)各可溶性糖組分的含量?Table 2 Contents of soluble sugars in apple fruit under different hormone treatments

處理8對(duì)總糖的作用最顯著，處理6的總糖值最小，但也顯著高于對(duì)照；處理2、4對(duì)還原糖的促進(jìn)作用較小，其含量與對(duì)照無差異，而處理3對(duì)還原糖的促進(jìn)作用最顯著；IAA處理的蔗糖均值顯著低于其他兩種激素處理的均值，其中，處理6的作用最顯著；GA3處理的果糖均值顯著高于其他兩種激素處理的均值，作用最顯著出現(xiàn)在處理5；而葡萄糖在處理4、7和8中的含量與對(duì)照無差異，處理5的作用最顯著。

3.3.2 甜度值、酸及甜酸比

將不同處理下蘋果果實(shí)的甜度值、酸和甜酸比進(jìn)行了顯著性分析，結(jié)果如表2所示。在3種激素處理下，處理1和處理7的甜度值顯著低于對(duì)照，處理5的甜度值最高，在處理3和處理5中，果糖含量在相同的激素處理中相對(duì)較大時(shí)，相應(yīng)的甜度值含量也較大；酸含量都在各激素最大濃度的處理中，值較大；甜酸比的變化與糖分積累的變化趨勢(shì)一致，處理5和處理8中，當(dāng)總糖、還原糖和果糖含量在同種激素處理中相對(duì)較大時(shí)，甜酸比也較大。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

4.1.1 蘋果果實(shí)的糖組分及其分布

總糖由還原糖和非還原糖組成，還原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麥芽糖等，非還原性糖包括蔗糖、淀粉、纖維素等。而果實(shí)中所含單糖主要是葡萄糖和果糖，雙糖以蔗糖為主，本試驗(yàn)通過測(cè)量具有代表性的總糖、還原糖、蔗糖、果糖以及葡萄糖，來衡量蘋果果實(shí)中糖的含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，在所有處理中，各糖分的積累量從大到小的順序都是總糖＞還原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，其中果糖占還原性糖的比例最大，達(dá)45.64%～54.86 %，其次是葡萄糖，占17.04%～33.29 %，蔗糖所占比例最小，僅為8.14%～13.33%。此結(jié)論與劉金豹[12]等所提出的蘋果果實(shí)中果糖含量最高的結(jié)論一致，由此說明，各激素處理并沒有影響成熟的蘋果果實(shí)中糖分的分布特點(diǎn)。

試驗(yàn)結(jié)果還顯示，所有處理中蘋果果實(shí)的總糖、果糖和葡萄糖的分布范圍較大，而還原糖和蔗糖的分布范圍相對(duì)較小，說明激素處理對(duì)總糖、果糖和葡萄糖的影響效果較還原糖和蔗糖顯著，使得其變化范圍有所擴(kuò)大，其具體原因還需進(jìn)一步深入研究。

4.1.2 激素對(duì)蘋果果實(shí)糖組分的影響

3種激素處理對(duì)糖的積累都具有一定的促進(jìn)作用，進(jìn)一步證實(shí)了經(jīng)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理的果實(shí)會(huì)使果實(shí)內(nèi)部?jī)?nèi)源激素受到影響，從而增加其果實(shí)內(nèi)糖的積累量。其中IAA500 mg/L、GA3250 mg/L和6-BA 250 mg/L對(duì)各糖分的積累效果最顯著；IAA對(duì)蔗糖分解的促進(jìn)作用顯著大于其他兩種激素，這與夏國(guó)海[13]的結(jié)論一致；而GA3對(duì)果糖合成的促進(jìn)作用比較顯著，此結(jié)果與陳發(fā)河[14]的研究結(jié)果一致。

4.1.3 蘋果果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)

有研究表明，蘋果果實(shí)的糖酸含量以及糖酸比可決定其風(fēng)味品質(zhì)[15]，本試驗(yàn)不僅比較了糖組分和酸含量，更是將甜度值和甜酸比進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，甜度值由3種糖按不同比例計(jì)算出的結(jié)果，不同處理中，這3種糖的含量都不同，因此果實(shí)的綜合甜味由甜度值來判斷更為準(zhǔn)確可靠。

相關(guān)分析結(jié)果顯示，果糖和甜度值的相關(guān)性水平最強(qiáng)，表明蘋果果實(shí)的甜度值與果糖積累量的關(guān)系最為密切，在IAA500 mg/L和GA3250 mg/L處理中，果糖含量相對(duì)較大時(shí)，相應(yīng)的甜度值含量也較大，這種正相關(guān)關(guān)系也充分說明果糖含量可直接反映出甜度值的大小；同時(shí)，果糖與總糖之間也表現(xiàn)出極顯著的正相關(guān)關(guān)系，在IAA500 mg/L，GA3250 mg/L和6-BA250 mg/L處理中，果糖值達(dá)到最大時(shí)，總糖值也最大，充分說明果糖占總糖的比例最大，是影響總糖含量的關(guān)鍵性因素。以上兩結(jié)論與姚改芳[9]提出的果糖含量的多少將直接影響果實(shí)的甜味的結(jié)論一致，也進(jìn)一步說明了果糖含量對(duì)果實(shí)口感品質(zhì)的貢獻(xiàn)較大。

甜酸比也是體現(xiàn)蘋果果實(shí)口感品質(zhì)的重要指標(biāo)。經(jīng)GA3250 mg/L和6-BA250 mg/L處理后各果實(shí)糖分的積累效果最顯著，含量也相對(duì)較高；酸含量隨激素濃度的升高而有所提高，相關(guān)分析中顯示酸含量與甜酸比有極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。因此甜酸比在該處理下均出現(xiàn)了最大值，表明蘋果果實(shí)糖分含量與甜酸比有著密切的關(guān)系。此結(jié)論再一次驗(yàn)證，可溶性糖等味感物是構(gòu)成果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)的基礎(chǔ)[16]。此外，香味物質(zhì)等嗅感物質(zhì)[17]以及與糖代謝相關(guān)酶對(duì)風(fēng)味對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)也有著重要影響[18]。

4.2 結(jié) 論

不同激素處理下阿克蘇富士蘋果果實(shí)各糖分的積累量均為：總糖＞還原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，其中果糖占總糖的比例最大，其次是葡萄糖，含量最少的是蔗糖；不同激素處理對(duì)糖組分分布影響不明顯。

以 IAA500 mg/L、GA3250 mg/L和 6-BA250 mg/L 3個(gè)處理對(duì)蘋果果實(shí)各糖分積累的影響最顯著，同時(shí)也具有較優(yōu)良的風(fēng)味品質(zhì)。其中IAA對(duì)蔗糖的分解、GA3對(duì)果糖的合成具有較好地促進(jìn)作用。

蘋果果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)可用甜度值來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，甜度值的大小又可通過果糖、葡萄糖和蔗糖進(jìn)行綜合分析，其中果糖對(duì)甜度值的貢獻(xiàn)最大，果糖對(duì)總糖的影響最顯著。

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