庫爾勒香梨果實生育期品質變化規(guī)律

郭 航,張 瑞,王 智, 喬坤云,閆娜娜, 趙多勇

(1.新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業(yè)科學院農業(yè)質量標準與檢測技術研究所/農業(yè)農村部農產品質量安全風險評估實驗室(烏魯木齊)/新疆農產品質量安全重點實驗室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】新疆庫爾勒香梨果實果香濃郁、酥脆多汁、皮薄無渣、甘甜可口[1]。除核心種植區(qū)新疆巴州外，新疆阿克蘇地區(qū)、甘肅、陜西等地多有種植。不同生態(tài)環(huán)境，種植在不同地區(qū)的庫爾勒香梨呈現(xiàn)出不同的品質。果實膨大期和成熟期是香梨生長和品質形成的關鍵時期[2]，研究果實關鍵生育期糖酸品質的變化規(guī)律，對于改進栽培措施、提高果品品質具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】梨果實品質主要取決于其糖酸的含量及其組成[3]，而果實生育期是果實品質形成的關鍵時期，多有對梨果實生育期糖酸品質變化的研究。李剛波等[4]研究了2種沙梨果實發(fā)育過程中糖含量的變化，指出2種梨果糖、葡萄糖含量變化基本一致，成熟時果糖含量最高，葡萄糖含量最低。姚改芳等[5]分析了98個梨品種果實中可溶性糖組分和含量，指出果實生育期的可溶性糖主要由果糖、葡萄糖、蔗糖和山梨醇組成，其中果糖含量最高。楊盛等[6]測定了玉露香梨發(fā)育過程中糖、酸的含量變化，指出總糖含量呈“慢-快-慢-快”的上升趨勢，總酸含量呈先上升后下降的趨勢，成熟果實中的糖以果糖為主，酸以蘋果酸為主。王芳芳[7]以黃金梨和鴨梨為試材，研究其果實成熟期糖和酸含量的變化，指出可溶性糖、果糖、葡萄糖、蔗糖含量在果實成熟過程中均呈上升趨勢，可滴定酸含量呈先上升后下降的趨勢?！颈狙芯壳腥朦c】目前已有較多對其它品種梨生育期糖酸品質變化規(guī)律的文獻，尚無報道庫爾勒香梨果實2次膨大期和成熟期等關鍵生育期糖酸變化的文獻。亟需研究庫爾勒香梨果實生育期品質變化規(guī)律?！緮M解決的關鍵問題】以不同地區(qū)的庫爾勒香梨為研究對象，測定其在果實關鍵生育期(2次膨大期和成熟期)主要糖和有機酸含量的變化，分析不同產地的差異及其在關鍵生育期的變化規(guī)律。研究庫爾勒香梨果實生育期糖酸含量的變化動態(tài)和庫爾勒香梨果實生育期品質的變化規(guī)律，為香梨的品質調控和合理采收提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 庫爾勒香梨

庫爾勒香梨采自新疆庫爾勒市、阿克蘇市和甘肅酒泉市3個地區(qū)，選取樹齡20 a左右，樹勢相似，管理狀況相近的梨樹，于樹冠中層外圍四面隨機均勻采樣。從花后100 d開始，每10 d采摘1次，直至果實成熟。采樣后清除果實表面的灰塵等雜物，去除果核果蒂，置于高速破壁機中攪拌至均勻的漿狀，于零下22℃的冰箱中保存待測。表1

表1 采樣地點及經(jīng)緯度Table 1 Sampling location and latitude and longitude

1.1.2 試劑與儀器

主要試劑：鹽酸、硫酸銅、亞甲藍、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀等：分析純，天津市致遠化學試劑有限公司；甲醇、乙腈、無水乙醇：色譜純，美國Fisher Scientific公司；果糖、葡萄糖、蔗糖、蘋果酸、檸檬酸和富馬酸等：色譜純，上海山浦化工有限公司。

主要儀器：高效液相色譜儀，WATERS2695型，美國Waters公司；高速破壁機，HR3868型，荷蘭Philips電子公司；分析天平，XSE204型，瑞士Mettler Toledo公司；電子天平，BSA223S型，德國Sartorius公司；電熱恒溫水浴鍋，HHH.S11-6型，中國上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠。

1.2 方 法

1.2.1 還原糖含量測定：參照GB5009.7-2016《食品中還原糖的測定》。

1.2.2 葡萄糖、蔗糖、果糖等糖類物質含量測定：參照GB5009.8-2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定(高效液相色譜法)》。

1.2.3 總酸含量測定：參照GB/T12456-2008《食品中總酸含量的測定》。

1.2.4 檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、丁二酸、富馬酸等有機酸含量測定：參照GB5009.157-2016《食品中有機酸的測定(高效液相色譜法)》。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2019進行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，IBM SPSS26“one-way ANOVA”進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 庫爾勒香梨生育期糖類含量變化和組成

2.1.1 庫爾勒香梨果實糖類組成

研究表明，庫爾勒香梨果實中主要的糖類是果糖和葡萄糖，果糖含量最高，其次是葡萄糖，兩者含量占比之和達到了99%。蔗糖在果實發(fā)育初期無檢出，在成熟后期有少量生成，成熟時其含量占比僅為1%。圖1

圖1 庫爾勒香梨成熟果實主要糖類組成Fig.1 Main sugar composition of ripe fruit of Korla fragrant pear

2.1.2 庫爾勒香梨果實生育期糖類含量的變化

研究表明，在果實生育期，3個地區(qū)庫爾勒香梨果實的還原糖含量變化趨勢無顯著差異。庫爾勒市的香梨在花后100～130 d時還原糖含量相對阿克蘇市和酒泉市最高。至130 d時，3個地區(qū)香梨果實的含量達到同一水平。花后130～140 d，庫爾勒市和阿克蘇市香梨還原糖含量繼續(xù)維持高增長，同期酒泉市的香梨增長趨勢相對較緩。至果實成熟時，庫爾勒市和阿克蘇市香梨的還原糖含量基本相同，約為74 mg/g；而酒泉市香梨的含量則略低，為71 mg/g。

3個地區(qū)香梨的果糖含量與還原糖含量變化動態(tài)一致，均呈增長趨勢。在花后100 d時，庫爾勒市香梨的果糖含量顯著高于阿克蘇市(P<0.05)，但阿克蘇市香梨的增長幅度較大，在130 d時即接近庫爾勒市，在成熟時2地區(qū)香梨果糖含量無顯著差異(P>0.05)。酒泉市與庫爾勒市的香梨的果糖含量在120和140 d時相近，無顯著差異(P>0.05)，但成熟時酒泉市香梨的果糖含量最高。

在果實發(fā)育成熟過程中，3個地區(qū)香梨的葡萄糖含量均呈先上升再下降趨勢。庫爾勒市香梨的葡萄糖含量在花后120 d時達到峰值(阿克蘇和酒泉市在130 d)，隨后均出現(xiàn)了一定幅度的下降。至果實成熟時，庫爾勒市香梨的葡萄糖最高(52.4 mg/g)，阿克蘇市次之(50.9 mg/g)，酒泉市相對最低(49.6 mg/g)，3個地區(qū)無顯著差異(P>0.05)。圖2

圖2 庫爾勒香梨果實生育期糖類含量變化Fig.2 Changes in sugar content of Korla fragrant pear fruits during the growth period

庫爾勒香梨果實中蔗糖含量遠低于果糖和葡萄糖，且含量變化的動態(tài)也完全不同于果糖和葡萄糖。蔗糖在果實發(fā)育前期無檢出，至成熟期才出現(xiàn)了一定程度的積累。阿克蘇和酒泉兩地香梨的蔗糖在成熟初期無檢出，至成熟時才出現(xiàn)了小幅度的增長，最終含量基本一致(0.3 mg/g)。庫爾勒地區(qū)的香梨在花后100 d時即檢出了低含量的蔗糖，成熟時其含量相對阿克蘇和酒泉兩地最高，與兩地差異顯著(P<0.05)。

2.2 庫爾勒香梨生育期主要酸類含量變化和組成

2.2.1 庫爾勒香梨果實主要有機酸組成

研究表明，成熟庫爾勒香梨果實中所含主要的有機酸是：蘋果酸、檸檬酸、酒石酸和丁二酸。其中含量占比最高的酸為蘋果酸，達到了55%，庫爾勒香梨為蘋果酸優(yōu)勢型梨品種。檸檬酸是含量第二高的酸，蘋果酸和檸檬酸是梨果實中最重要的2種有機酸。丁二酸在果實成熟前無檢出，至成熟時含量占比達到了14%。圖3

圖3 庫爾勒香梨成熟果實主要有機酸組成Fig.3 Main organic acid composition of ripe fruit of Korla fragrant pear

2.2.2 庫爾勒香梨果實生育期酸類含量變化

研究表明，在果實生育期，果實中總酸的含量呈下降趨勢。阿克蘇和酒泉兩地香梨發(fā)育初期的總酸含量較多，下降幅度也較大。而庫爾勒市的香梨總酸含量初期相對較低，變化也較為平緩。至果實成熟時，阿克蘇和酒泉地區(qū)香梨總酸含量一致(1.17 mg/g)，庫爾勒地區(qū)香梨的總酸含量相對最高(1.49 mg/g)。

蘋果酸是庫爾勒香梨果實中含量最高的酸，其變化動態(tài)與總酸相似，在整個生育期均呈下降趨勢。至果實成熟時，庫爾勒地區(qū)香梨的蘋果酸含量最高，阿克蘇地區(qū)的香梨中等，酒泉地區(qū)的含量最低。

在果實生長發(fā)育過程中，3個地區(qū)香梨的酒石酸含量均呈先下降后上升趨勢，但下降的幅度及最低點出現(xiàn)的時期不盡相同：庫爾勒地區(qū)在花后110 d，阿克蘇地區(qū)在花后130 d，酒泉地區(qū)在花后140 d。在果實成熟時，庫爾勒地區(qū)的酒石酸含量最高，阿克蘇和酒泉地區(qū)的酒石酸含量相似。

在果實生長成熟過程中，阿克蘇和酒泉2個地區(qū)香梨的檸檬酸含量變化動態(tài)比較相似，皆為先上升后下降。而庫爾勒地區(qū)香梨的變化動態(tài)則不相同，呈現(xiàn)出先下降再上升的走勢。在果實成熟時，庫爾勒地區(qū)香梨的含量最高，阿克蘇地區(qū)的次之，酒泉地區(qū)的最低。

富馬酸是香梨果實中含量最低的有機酸之一。在花后120 d至果實成熟時，3個地區(qū)香梨的富馬酸含量均呈增長趨勢，在果實成熟時達到峰值。在花后100～120 d，庫爾勒地區(qū)香梨的富馬酸含量高于另外2個地區(qū)，但經(jīng)過30余天的發(fā)育，至果實成熟時，3個地區(qū)的含量已趨于一致，均為0.04 mg/g左右。

與其它有機酸不同，在香梨成熟前，果實中的丁二酸無檢出，在成熟時才有少量檢出。其中庫爾勒市香梨的含量最低(0.11 mg/g)，阿克蘇市香梨的含量中等(0.18 mg/g)，酒泉市香梨的含量最高(0.2 mg/g)。圖4

圖4 庫爾勒香梨果實生育期酸類含量變化Fig.4 Changes in the acid content of Korla fragrant pear fruits during the growth period

3 討 論

3.1 庫爾勒香梨糖酸組成

糖類的種類和數(shù)量直接影響水果的風味特征，如甜度、口感等，是影響水果品質的重要因素[8-9]。分析庫爾勒香梨成熟果實的糖含量組成，香梨果實中主要的糖是果糖和葡萄糖，兩者含量占3種糖含量總和的99%。而果糖是天然存在的甜度最高的糖，高占比的果糖含量是庫爾勒香梨較高的甜度，這也與大眾對庫爾勒香梨香甜的品質認知相符。已有研究證實梨果實中的糖類包含山梨醇，山梨醇在梨幼果中含量較高[10]，隨著發(fā)育成熟其含量逐漸降低[11]，是由于山梨醇通過山梨醇脫氫酶轉化為果糖或葡萄糖[12]。試驗測定的葡萄糖含量有可能是葡萄糖和山梨醇二者含量的加和。而庫爾勒香梨果實中的山梨醇的具體含量有待進一步研究測定。

果實中有機酸組分和含量是影響其風味品質形成的重要因素之一[13]。梨果實中有的機酸主要是蘋果酸和檸檬酸，可根據(jù)檸檬酸和蘋果酸的比值將不同品種劃分為蘋果酸優(yōu)勢型和檸檬酸優(yōu)勢型。白梨、砂梨和新疆梨中2種類型都有，但主要是蘋果酸優(yōu)勢型[14-15]。試驗結果表明，蘋果酸是庫爾勒香梨果實中含量最高的有機酸(含量占比為55%)，庫爾勒香梨是蘋果酸優(yōu)勢型梨品種。

3.2 庫爾勒香梨生育期糖酸含量變化規(guī)律

試驗結果表明，果實生育期是庫爾勒香梨各種糖類積累的關鍵時期。雖然發(fā)育初期3個地區(qū)果實中的還原糖含量不同，但整體均大幅增長，至成熟時達到峰值，由于隨著果實的發(fā)育成熟，其所含的淀粉等儲能物質水解生成果糖、葡萄糖、蔗糖等[16]。果糖和葡萄糖是香梨果實中含量較高也是最重要的2種單糖，其含量的變化動態(tài)也基本與還原糖相同。蔗糖在香梨果實中的含量很低，在果實生長期含量很少，幾乎無檢出，在接近成熟時才出現(xiàn)了一定程度的增長，這也與Oanh[17]、于年文等[18]的研究結果一致。影響果實糖含量的因素很多，有海拔、溫度、濕度、晝夜溫差、光照強度等自然因素，也有耕地、施肥、灌溉等因素，通過施肥、疏花疏果、噴灑植物調節(jié)劑等提高果實品質，促進果實糖分積累[19]。水分對于果實膨大和有機物質積累具有重要作用，水分不足會影響果實生長膨大，造成產量降低，水分過高會影響果實中糖類的含量，造成品質的下降，應合理調控香梨的灌溉水量[20]。

果實中總酸的含量隨著果實的成熟而降低，可能是由于果實代謝總酸被消耗而下降，也有果實膨大、水分增加引起的“稀釋”作用[21]。蘋果酸、酒石酸、檸檬酸的變化動態(tài)與總酸相同，皆呈下降走勢。而香梨果實中的富馬酸和丁二酸則在成熟期開始產生并逐漸增加，至果實成熟時達到最大值。

果實中糖酸的含量、組成和比例是決定果實品質和風味的重要因素。實驗表明，種植在不同地區(qū)的庫爾勒香梨果實的糖酸含量和比例不盡相同。例如果實成熟時，庫爾勒地區(qū)香梨的還原糖含量(74 mg/g)與阿克蘇地區(qū)香梨的還原糖含量(73.5 mg/g)無顯著差異(P>0.05)，但前者的總酸含量(1.49 mg/g)高于后者(1.17 mg/g)，因此，兩者的糖酸比相差較多(48∶62)。酒泉地區(qū)的香梨還原糖含量低于阿克蘇地區(qū)，但前者的總酸含量同樣低于后者，兩者的糖酸比非常接近(60∶62)。糖酸含量的不同使得3個地區(qū)香梨的品質也不相同，商品價格也高低不同。

影響果實生長過程中糖酸含量的因素有很多，如土肥條件、光照時長、溫度、濕度等。目前已有部分單一因素對果實糖酸積累的研究，但全面的影響分析目前尚無，還需要進一步研究。

4 結 論

4.1庫爾勒香梨中主要的糖類是果糖和葡萄糖，兩者占3種糖含量的99%；主要的有機酸是蘋果酸、檸檬酸、丁二酸和酒石酸；蘋果酸含量最高，占5種有機酸含量的55%。

4.2在果實2次膨大期和成熟期，還原糖、果糖、葡萄糖含量呈逐漸增長趨勢；蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等主要有機酸含量呈逐漸下降趨勢；糖酸比由花后100 d時的29增至140 d的57。

4.3果實成熟時，阿克蘇地區(qū)香梨的還原糖含量中等，總酸含量最低，糖酸比最高；庫爾勒地區(qū)香梨的總酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、葡萄糖、蔗糖含量最高，糖酸比最低；酒泉地區(qū)香梨的還原糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸含量最低，果糖、丁二酸含量最高，糖酸比中等。庫爾勒市的香梨采收時間在花后140 d，阿克蘇市的香梨在花后140 d，甘肅酒泉香梨在花后150 d。