云南昭通紅富士蘋(píng)果貯藏過(guò)程中糖心變化規(guī)律研究

馬勉娣，全 勇，李云國(guó)，唐 昕，吳 冬，黃國(guó)嫣，李 超，魯素君，程安富，鄧 芳，魯興凱

(1 云南省昭通市蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，云南昭通，657000；2 云南省昭通市昭陽(yáng)區(qū)植保植檢站，云南昭通，657000)

云南省昭通市地處我國(guó)西南冷涼高地，當(dāng)?shù)睾０? 890～2 000 m，屬中溫帶氣候，光照充足，晝夜溫差大，是我國(guó)南方重要的優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果生產(chǎn)基地，蘋(píng)果種植經(jīng)過(guò)了80年的發(fā)展，2020年栽培面積達(dá)5.01萬(wàn)hm2，紅富士蘋(píng)果占總規(guī)模的70%以上。由于當(dāng)?shù)鬲?dú)特的氣候條件及地理環(huán)境，紅富士蘋(píng)果在成熟后期易形成糖心，且糖心蘋(píng)果品質(zhì)優(yōu)良[1]。因此，研究不同采摘時(shí)期紅富士糖心蘋(píng)果在普通冷藏和氣調(diào)貯藏過(guò)程中的糖心的變化規(guī)律及褐變腐爛情況，對(duì)昭通紅富士蘋(píng)果采收和貯藏有重要意義。

部分研究認(rèn)為，蘋(píng)果糖心現(xiàn)象是一種生理性病變，又稱(chēng)“水心病”“蜜果病”“糖心病”[2]，多發(fā)生在果實(shí)維管束周?chē)鶾3]，因品種不同而表現(xiàn)不同。在我國(guó)主要栽培的蘋(píng)果品種中，富士、王林、新紅星、北斗等品種易形成糖心[4]。近幾年糖心蘋(píng)果在全國(guó)各蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，關(guān)于糖心蘋(píng)果的發(fā)生因素研究較多，大多認(rèn)為是由于果實(shí)缺鈣引起的[5-6]，也有人認(rèn)為主要是晝夜溫差大、日照強(qiáng)及冷涼等特殊環(huán)境的影響[7-8]，比如新疆阿克蘇、甘肅、陜西、云南昭通等地均有糖心蘋(píng)果出現(xiàn)[1，9-11]，而這些地域都有高海拔、光照充足、晝夜溫差大等共同特征，說(shuō)明這一特殊品質(zhì)現(xiàn)象可能與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境有關(guān)。研究認(rèn)為，糖心癥狀輕微的可以自吸收[12]，但糖心癥狀嚴(yán)重的往往導(dǎo)致褐變、腐爛，不耐貯藏[13]。姜遠(yuǎn)茂[14]研究發(fā)現(xiàn)糖心蘋(píng)果采前1個(gè)月左右到貯藏后 1個(gè)月之內(nèi)，如若在氣溫較高、干燥的環(huán)境中1周左右就會(huì)腐爛，而有研究表明新疆阿克蘇的冰糖心蘋(píng)果在普通冷藏條件下糖心會(huì)逐漸消失，能貯藏6個(gè)月，且期間幾乎沒(méi)有出現(xiàn)褐變腐爛現(xiàn)象，其商品性也不受影響[15]。在云南昭通當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀粭l件下形成的糖心蘋(píng)果不像文獻(xiàn)報(bào)道的不易貯藏，易發(fā)生褐變腐爛，但對(duì)于云南昭通糖心蘋(píng)果在貯藏期間的糖心的變化規(guī)律未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)對(duì)不同采摘時(shí)期紅富士糖心蘋(píng)果在普通冷藏和氣調(diào)貯藏過(guò)程中的糖心的變化規(guī)律及褐變腐爛情況的調(diào)查研究，總結(jié)糖心蘋(píng)果在貯藏過(guò)程中的變化規(guī)律，在實(shí)際生產(chǎn)中用于指導(dǎo)果農(nóng)或企業(yè)通過(guò)調(diào)整貯存方式及貯藏時(shí)間，以降低糖心對(duì)貯藏質(zhì)量的影響。通過(guò)研究不同糖心指數(shù)及糖心果率的富士蘋(píng)果在貯存中果實(shí)褐變的發(fā)生規(guī)律，總結(jié)降低果實(shí)褐變的途徑，為云南昭通糖心紅富士蘋(píng)果的貯藏提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本研究以昭通市魯?shù)榭h的不套袋富士蘋(píng)果為研究對(duì)象。選取一片常規(guī)管理、樹(shù)勢(shì)健壯、光照充足、無(wú)病蟲(chóng)害、結(jié)果穩(wěn)定的果園為樣本果園，此樣本果園主栽富士品種，樹(shù)齡為10年，株行距3 m×4 m，采取隨機(jī)取樣的方式，共分3次取樣，分別是糖心形成初期(10月12日)、糖心形成中期(11月3日)和糖心形成后期(11月24日)。每個(gè)時(shí)期取1 296個(gè)樣品，分36筐，每個(gè)框裝果36個(gè)。分成兩組，氣調(diào)庫(kù)和普通冷藏庫(kù)各18框。

1.2 貯藏環(huán)境

普通冷藏：溫度為(0±0.5)℃，濕度90%～95%；氣調(diào)貯藏：溫度(0±0.5)℃，濕度90%～95%，氧氣5%，二氧化碳低于1.5%。

1.3 糖心果率及糖心指數(shù)

1.3.1 糖心果率 糖心果率指樣本中糖心果的數(shù)量占樣本總量的百分比。

糖心果率(%)=糖心果實(shí)數(shù)/調(diào)查總數(shù)×100%

1.3.2 糖心指數(shù) 糖心指數(shù)是表示糖心癥狀輕重的一種方法。

糖心指數(shù)(DI)=∑(各級(jí)糖心果數(shù)×糖心級(jí)數(shù))/(調(diào)查總數(shù)×最高級(jí))×100

本研究結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中糖心的發(fā)生情況，以及國(guó)內(nèi)外對(duì)糖心的研究現(xiàn)狀，對(duì)蘋(píng)果糖心的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制訂見(jiàn)表1。

表1 蘋(píng)果糖心的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 貯藏過(guò)程中的糖心變化情況調(diào)查

從樣品采摘期開(kāi)始到翌年5月，每20 d取一筐(36個(gè)樣品)進(jìn)行橫切檢測(cè)，調(diào)查糖心果數(shù)、糖心果的級(jí)數(shù)及褐變情況，從而監(jiān)測(cè)不同采收期的果實(shí)貯存后糖心的變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采摘時(shí)期果實(shí)糖心果率及糖心指數(shù)

對(duì)前中后3個(gè)不同采摘時(shí)期果實(shí)的糖心果率及糖心指數(shù)調(diào)查結(jié)果如表2所示。隨著采摘時(shí)期的延長(zhǎng)，果實(shí)的糖心果率及糖心指數(shù)逐漸增加。10月12日采摘前期果實(shí)糖心果率最低為36.11%，此階段果實(shí)開(kāi)始形成糖心，這時(shí)的糖心僅僅在果實(shí)維管束周?chē)?，沒(méi)有連成片，相應(yīng)糖心指數(shù)最低為16.67；10月12日到11月3日此階段大部分果實(shí)開(kāi)始形成糖心，到11月3日采摘中期果實(shí)糖心果率上升到61.11%，此時(shí)糖心呈細(xì)長(zhǎng)狀，分散、少量連片，放射狀分布在果核周?chē)?，糖心指?shù)為35.42；到11月24日采摘后期果實(shí)糖心果率上升為72.22%，此時(shí)果實(shí)糖心在果核周?chē)什灰?guī)則片狀分布，但大部分未延伸到果皮，糖心指數(shù)為50.69。

表2 不同采摘時(shí)期果實(shí)糖心果率及糖心指數(shù)

2.2 果實(shí)糖心果率的變化規(guī)律

3個(gè)不同采摘時(shí)期的蘋(píng)果在普通冷藏狀態(tài)時(shí)溫度為(0±0.5) ℃，濕度為 90%～95%，氣調(diào)貯藏狀態(tài)時(shí)溫度為(0±0.5) ℃，濕度90%～95%，氧氣5%，二氧化碳低于1.5%。試驗(yàn)結(jié)果看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，3個(gè)時(shí)期采摘的果實(shí)在2種貯藏過(guò)程中糖心果率逐步降低，最后糖心癥狀完全消失。而前期(10月12日)采摘的果實(shí)，貯藏20 d后，普通冷藏中糖心果率從36.11%上升到41.67%，氣調(diào)貯藏中糖心果率從36.11%上升到50%，糖心果率均有明顯增高，這主要是由于采后果實(shí)后熟仍在繼續(xù)，在一定時(shí)間內(nèi)淀粉轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)，糖含量不斷積累從而導(dǎo)致糖心的形成。

糖心癥狀的消失速率與貯藏方式密切相關(guān)。在本研究中前期(10月12日)采摘的果實(shí)，在普通冷藏中20 d后糖心開(kāi)始下降，貯藏80 d后糖心完全消失；而氣調(diào)貯藏40 d后糖心果率開(kāi)始迅速下降，60 d后下降為22.22%，120 d后糖心完全消失。中期(11月3日)采摘的果實(shí)糖心果率為61.11%，在普通冷藏中60～80 d時(shí)糖心果率下降最快，貯藏80 d后糖心果率下降為11.11%，120 d后糖心完全消失；而氣調(diào)貯藏前40 d內(nèi)糖心果率下降緩慢，40 d后糖心果率快速下降，貯藏180 d后糖心完全消失。后期(11月21日)采摘的果實(shí)糖心果率最高為72.22%，經(jīng)普通冷藏60 d后，糖心果率減少了25%，60～80 d時(shí)糖心果率下降最快，140 d后糖心完全消失，經(jīng)氣調(diào)貯藏60 d后，糖心果率減少了16.66%，糖心消失變化較普通冷藏緩慢，貯藏200 d后糖心完全消失。結(jié)果表明，冷藏狀態(tài)下的果實(shí)與氣調(diào)狀態(tài)下的比較，前者糖心消失速率更快。同時(shí)采收的果實(shí)在普通冷藏狀態(tài)下比氣調(diào)狀態(tài)下糖心癥狀消失要早40～60 d，且糖心癥狀完全消失的時(shí)間隨著采收期的延長(zhǎng)而增加(見(jiàn)圖1、圖2)。

圖1 普通冷藏條件下果實(shí)糖心果率的變化

圖2 氣調(diào)貯藏條件下果實(shí)糖心果率的變化

2.3 果實(shí)糖心指數(shù)的變化規(guī)律

糖心指數(shù)是表示糖心輕重程度的一種方法。對(duì)不同采摘時(shí)期的果實(shí)經(jīng)普通冷藏和氣調(diào)貯藏2種貯藏方式下果實(shí)的糖心指數(shù)進(jìn)行調(diào)查。結(jié)果看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)糖心指數(shù)逐漸降低，其中普通冷藏相比氣調(diào)貯藏糖心指數(shù)下降更快。糖心指數(shù)為16.67的樣果，經(jīng)普通冷藏80 d后，氣調(diào)貯藏120 d后，糖心全部消失；糖心指數(shù)為35.42的樣果，經(jīng)普通冷藏120 d，氣調(diào)貯藏180 d，糖心全部消失；糖心指數(shù)為50.67的樣果，經(jīng)普通冷藏140 d，氣調(diào)貯藏200 d，糖心全部消失(見(jiàn)圖3、圖4)。

圖3 普通冷藏條件下果實(shí)糖心指數(shù)的變化

圖4 氣調(diào)貯藏條件下果實(shí)糖心指數(shù)的變化

2.4 果實(shí)褐變情況

試驗(yàn)結(jié)果看出，3個(gè)采摘時(shí)期的紅富士蘋(píng)果在普通冷藏狀態(tài)下貯藏80 d、 120 d和140 d的檢測(cè)過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)糖心果實(shí)褐變的現(xiàn)象。3個(gè)采摘時(shí)期的紅富士蘋(píng)果在氣調(diào)貯藏狀態(tài)下貯藏 100 d時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)糖心果實(shí)褐變的現(xiàn)象；氣調(diào)貯藏 120 d后11月21日采摘的蘋(píng)果果實(shí)出現(xiàn)褐變，褐變的風(fēng)險(xiǎn)為2.78%。隨著貯藏時(shí)間的增加果實(shí)褐變的風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加，氣調(diào)貯藏180 d后褐變風(fēng)險(xiǎn)大于10%；11月1日采摘的蘋(píng)果氣調(diào)貯藏160 d后果實(shí)開(kāi)始出現(xiàn)褐變，褐變的風(fēng)險(xiǎn)為2.78%，氣調(diào)貯藏180 d后褐變的風(fēng)險(xiǎn)為8.33%。研究結(jié)果表明，氣調(diào)貯藏在貯藏后期比普通冷藏果實(shí)發(fā)生褐變的風(fēng)險(xiǎn)要高，且隨著貯藏時(shí)間的增加果實(shí)褐變的風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加(見(jiàn)表3)。

表3 2種貯藏條件下果實(shí)褐變腐爛情況 %

3 結(jié)論與討論

3.1 紅富士蘋(píng)果糖心的形成規(guī)律

本研究在前期研究基礎(chǔ)之上，分別選擇糖心形成初期、中期及后期3個(gè)時(shí)期采樣，通過(guò)對(duì)3個(gè)采摘時(shí)期糖心形成情況調(diào)查，結(jié)果表明，隨著采收期延長(zhǎng)，果實(shí)成熟度升高，果實(shí)糖心果率逐步明顯上升，這和前人的研究結(jié)果一致[16-18]。昭通紅富士蘋(píng)果3個(gè)時(shí)期果實(shí)糖心形成情況如下：10月12日果實(shí)開(kāi)始形成糖心，糖心果率達(dá)36.11%，這時(shí)的糖心僅僅零星散布在果實(shí)維管束周?chē)饕怯捎诠麑?shí)成熟期維管束是果實(shí)中糖分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸通道[19]。隨著采收期的延長(zhǎng)，果實(shí)糖心指數(shù)明顯上升，這和杜艷民關(guān)于新疆阿克蘇富士蘋(píng)果糖心指數(shù)隨著可溶性固形物含量升高而升高的研究結(jié)果一致[20]，11月1日隨著果實(shí)成熟度的增加，糖心果率上升到61.11%，果實(shí)中的糖含量不斷增加，凝聚在細(xì)胞間隙，此時(shí)糖心呈細(xì)長(zhǎng)狀，分散、少量連片，放射狀分布在果核周?chē)?1月24日采摘后期，隨著果實(shí)中糖含量的不斷積累，此時(shí)糖心果率上升到72.22%，糖心在果核周?chē)什灰?guī)則片狀分布，但大部分未延伸到果皮。

3.2 糖心蘋(píng)果貯藏過(guò)程中糖心的變化規(guī)律

以往對(duì)糖心蘋(píng)果的發(fā)生機(jī)理與防治研究較多，而對(duì)糖心蘋(píng)果貯藏中糖心的變化規(guī)律的研究較少。本研究對(duì)3個(gè)不同采摘時(shí)期紅富士糖心蘋(píng)果在普通冷藏和氣調(diào)貯藏過(guò)程中糖心變化規(guī)律的研究，結(jié)果表明，糖心蘋(píng)果在貯藏過(guò)程中糖心癥狀隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)有逐步消失的趨勢(shì)，這和前人的研究結(jié)果一致[21]，且完全消失的時(shí)間隨著采收期的延長(zhǎng)而增加。

糖心癥狀的消失速率與貯藏方式密切相關(guān)，其中同時(shí)采收的果實(shí)在普通冷藏狀態(tài)下比氣調(diào)狀態(tài)下糖心癥狀消失要早40～60 d；本研究中3個(gè)時(shí)期采摘的蘋(píng)果在普通冷藏狀態(tài)下均未發(fā)生褐變，而氣調(diào)貯藏在貯藏后期比普通冷藏果實(shí)發(fā)生褐變的風(fēng)險(xiǎn)要高，這主要是由于氣調(diào)貯藏中氧氣含量低，而果實(shí)果心和果肉組織中低的氧氣含量，導(dǎo)致乙醇、乙醛和乙酸乙酯的積累從而引發(fā)褐變[22-23]，再者，高濃度的CO2下亦可導(dǎo)致果實(shí)褐變[24-25]。本研究氣調(diào)貯藏中隨著采收期的延長(zhǎng)糖心指數(shù)增高，褐變風(fēng)險(xiǎn)逐步上升，可能是由于糖心指數(shù)低、糖心癥狀輕微的果實(shí)在貯藏中通過(guò)自身的代謝調(diào)節(jié)，吸收了細(xì)胞間隙的液體，糖心癥狀會(huì)減弱或者消失；而糖心指數(shù)高癥狀嚴(yán)重的果實(shí)，在貯藏中通過(guò)自身的代謝調(diào)整不能完全吸收消化細(xì)胞間的液體，導(dǎo)致果實(shí)代謝過(guò)程紊亂，在貯藏后期容易出現(xiàn)果肉褐變的情況[26]。因此，對(duì)于糖心果的貯藏應(yīng)盡量選擇普通冷藏或通過(guò)延遲氣調(diào)的方式貯藏。Harker等[27]研究表明，通過(guò)加強(qiáng)庫(kù)內(nèi)通風(fēng)及適當(dāng)調(diào)高貯藏溫度等措施亦可降低糖心果貯藏期間褐變的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 不同采收期富士蘋(píng)果的貯藏方式

采收期對(duì)果實(shí)品質(zhì)及耐貯性有重要影響。因此，選擇適宜的采收期是保證果實(shí)商品性及延長(zhǎng)貯藏時(shí)間的首要條件[28-30]。在本研究中，由于前期(10月12日)采摘的果實(shí)糖心果率及糖心指數(shù)最低，消失速率最快，普通冷藏80 d后完全消失，氣調(diào)貯藏120 d后完全消失，且在4個(gè)月貯藏時(shí)間中未發(fā)現(xiàn)褐變的情況，因此，10月12日前采摘或糖心指數(shù)為16.67以下的果實(shí)可以通過(guò)氣調(diào)長(zhǎng)期貯藏。中期(11月1日)采摘的果實(shí)經(jīng)普通冷藏120 d后糖心完全消失，且在整個(gè)貯藏期間未發(fā)現(xiàn)果實(shí)褐變情況，而經(jīng)氣調(diào)貯藏180 d后糖心完全消失。但在貯藏120 d后開(kāi)始出現(xiàn)濃郁的酒精味，140 d后開(kāi)始出現(xiàn)褐變的情況，且在6個(gè)月的貯藏過(guò)程中褐變率低于10%，因此，在10月12日至11月1日之間采摘或糖心指數(shù)為35.42以下的果實(shí)建議采用普通冷藏或短時(shí)間氣調(diào)貯藏的方式。后期(11月21日)采摘的果實(shí)經(jīng)普通冷藏140 d后糖心完全消失，而經(jīng)氣調(diào)貯藏200 d后糖心完全消失，但在氣調(diào)貯藏100 d后開(kāi)始出現(xiàn)果實(shí)褐變的情況，貯藏6個(gè)月后腐爛率高于10%。因此，對(duì)于后期(11月21日)采摘的果實(shí)或糖心指數(shù)為50.67以下的果實(shí)應(yīng)以鮮果銷(xiāo)售為主。

在本研究中，昭通的糖心果隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)糖心癥狀將逐漸消失，與姜遠(yuǎn)茂[14]和張鴻[11]報(bào)道的水心病不易貯藏，1周左右果實(shí)就會(huì)褐變腐爛的研究結(jié)果不一致。本研究結(jié)果表明，昭通糖心蘋(píng)果是當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀粭l件下形成的產(chǎn)品，果實(shí)出現(xiàn)糖心癥狀是一種果實(shí)品質(zhì)較好的表現(xiàn)。同時(shí)，糖心的出現(xiàn)也給果農(nóng)最佳采摘時(shí)間提供依據(jù)。因此，關(guān)于采前栽培管理措施對(duì)蘋(píng)果品質(zhì)和糖心發(fā)生的影響及其對(duì)果肉組織褐變相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控，是今后研究的重點(diǎn)和切入點(diǎn)。