西南冷涼高地富士蘋果不同采摘期品質分析及對“糖心”形成的影響研究

馬勉娣，魯興凱，汪 瓊，胡志芳，張秀英，張 丹，魯素君，龔占斌，杜 楠，全 勇，李云國

(昭通市蘋果產業發展中心，云南昭通，657000)

云南省昭通市蘋果主產區位于昭通市南部的昭陽區和魯甸縣，該區域海拔1 890～2 000 m，屬中溫帶氣候，光照充足，晝夜溫差大。研究表明晝夜溫差大、日照強及冷涼環境下蘋果易出現“糖心”[1-2]。近年來昭通蘋果栽培面積迅速擴大，2020年栽培面積已達5.01萬hm2。富士蘋果占總規模的70%以上[3]，研究富士蘋果不同采摘期果實品質變化及對“糖心”果實形成的影響，對昭通優質蘋果生產栽培和貯藏有重要意義。蘋果“糖心”現象被稱“水心病”“蜜果病”“糖心病”，是一種生理性病變，主要出現在西北高原干旱地區[4]，多發生在果實維管束周圍[5]。由于貯藏過程中容易發生褐變，“糖心”蘋果不易長時間貯藏?，F有的研究結果表明，蘋果品種、成熟度、栽培條件、生長溫度、礦物質營養、糖類物質等是蘋果出現“糖心”的主要影響因素[6-10]。且不同品種“糖心”果率不同，在我國主要栽培的蘋果品種中，富士、王林、新紅星、北斗等品種易形成“糖心”[6]?！疤切摹彪m然是蘋果果實的一種生理性病害，但對于消費者而言，食用這類蘋果對身體沒有任何傷害，相反還成為富士蘋果的最大“賣點”。例如阿克蘇地區“糖心”蘋果久負盛名，已成為新疆乃至中國農業的名牌產品[11]。但目前對昭通蘋果“糖心”形成期及不同采摘時期蘋果品質的研究尚處于空白。本研究通過對不同采收期富士蘋果的“糖心”果率、成熟度、硬度等理化指標的測定分析，研究不同采收期各項理化指標對“糖心”形成的影響，及各采摘期果實品質分析，進而指導果農在生產上依據鮮銷與貯藏來調整果實的采收時間，降低“糖心”對于貯藏質量的影響，提出富士蘋果采后用于不同用途的最佳采收期。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本研究選取昭陽區灑漁和小龍洞2個鄉鎮及魯甸縣文屏鎮3個地點果園不套袋富士蘋果為研究對象，3個地區海拔及氣候差異不大。每個地點選取一片常規管理、樹勢健壯、光照充足、結果穩定、主栽富士品種、樹齡為12年生的果園為采樣果園，每個果園選取3株樹作為采樣株，每次的測定樣品取自這3個固定采樣株，從9月21日到11月24日每7天采樣檢測1次。取樣時在每個樣株樹冠中部沿東、南、西、北4個方向各隨機摘取 3 個蘋果，每株12個果，每次取36個樣果，測定其相關指標。

1.2 測定項目及方法

各理化指標的測定均采用國家標準 GB /T10651-1989規定的方法進行重復平行測定，求其平均值作為最終的測定結果。對所取36個樣果切開果實后調查“糖心”果實出現的情況?！疤切摹惫?%)=“糖心”果實數/調查總數×100%。果實成熟度的測定方法采用聶繼云等[12]蘋果淀粉含量的碘顯色反應方法進行測定。果肉硬度(kg/cm2)采用浙江托普儀器有限公司生產的GY-1水果硬度計，在果實胴部選取3個方位去皮測定果肉硬度?？扇苄怨绦挝锖?%)采用浙江托普儀器有限公司生產的 WZ-103 手持測糖儀，參照手持糖量計(折光儀)測定法[13]?？扇苄蕴呛?%)采用王學奎等[12]蒽酮比色法進行測定?？傻味ㄋ岷?%)采用酸堿滴定法測定[12]。

2 結果與分析

2.1 不同時期“糖心”果率

3個地區不同采收期不套袋富士蘋果“糖心”果率的調查結果見圖 1 。9月21日只有魯甸地區形成少量“糖心”蘋果，“糖心”果率為2.78%，9月28日灑漁和小龍洞陸續開始形成“糖心”，“糖心”果率分別為11.11%和5.56%。10月中旬到11月初這個階段大部分果實開始形成“糖心”，10月19日3個地區大約有接近一半已形成“糖心”，“糖心”果率依次為灑漁(50%)>魯甸(47.22%)>小龍洞(41.67%)。11月9日3個地區超過60%已形成“糖心”，“糖心”果率依次為魯甸(86.11%)>灑漁(66.67%)>小龍洞(61.11%)，此時魯甸地區“糖心”果率最高，而11月16日后呈下降趨勢，11月24日“糖心”果率下降至72.22%。同樣小龍洞地區11月16日最高為69.44%，11月24日“糖心”果率下降至61.11%。而灑漁地區“糖心”果率持續增高，11月24日達最高83.33%。出現這種現象可能是魯甸和小龍洞兩個地區蘋果成熟較早，11月下旬已處于過熟狀態的原因。

圖1 富士蘋果不同采摘時期“糖心”果率

2.2 “糖心”果率與成熟度的關系

由圖2可以看出，隨著采收期的延后，3個地區果實成熟度均呈上升的趨勢，“糖心”果率也隨著果實成熟度的升高而上升，其中，魯甸成熟最早，其次為小龍洞，灑漁成熟最晚，而魯甸也最早形成“糖心”，9月28日3個地區的蘋果成熟度都超過8.3，已接近完全成熟，此時3個地區都已開始形成“糖心”，10月26日之后3個地區的果實都已完全成熟。10月下旬到11月初平均60%的果實出現“糖心”。由此可以看出，當果實接近完全成熟后，“糖心”蘋果開始大量出現。

圖2 富士蘋果不同采摘期果實成熟度

2.3 不同采摘期果實硬度的變化

果肉硬度不僅影響到鮮食蘋果的口感，還與蘋果的貯藏性有關，是蘋果品質評價的重要指標之一[14]。由圖3所示，9月21日采收期開始，灑漁果實硬度最高為11.38 kg/cm2，其次小龍洞(10.76 kg/cm2)、魯甸(9.87 kg/cm2)，11月24日采收期結束，3個地區果實硬度依次為灑漁(8.59 kg/cm2)>小龍洞(8.21 kg/cm2)>魯甸(7.42 kg/cm2)。隨著采收期的延后，3個地區果實的硬度均呈下降的趨勢。灑漁的蘋果在不同采摘期硬度均高于小龍洞和魯甸的，3個地區果實硬度依次為灑漁>小龍洞>魯甸，從果實硬度上可以看出，隨著采收期的延后，果實硬度逐漸下降，果實開始出現“糖心”現象。

2.4 不同采摘期果實可溶性固形物的變化

果實可溶性固形物含量是衡量果品品質的重要指標，絕大部分是碳水化合物，主要由糖構成，蘋果果實中可溶性固形物含量直接影響到蘋果的營養及口感，同時它還對蘋果的貯藏性有一定的影響[15-16]。由圖4所示，9月21日開始采摘時，3個地區的可溶性固形物分別依次為小龍洞(12.12%)>魯甸(11.87%)>灑漁(11.69%)。隨著采收期的延后，果實中的可溶性固形物含量均呈上升的趨勢，11月24日3個地區果實可溶性固形物均達到最大值，依次為小龍洞(17.28%)>灑漁(16.86%)>魯甸(15.93%)。隨著采收期的延后，果實的可溶性固形物含量不斷增加，“糖心”開始形成，10月12日果實的可溶性固形物含量平均達到13.5%以上，這時“糖心”開始大量出現。

圖4 富士蘋果不同采摘期可溶性固形物

2.5 不同采摘期果實可溶性糖的變化

蘋果中的可溶性糖是指各種可被人類消化利用的糖類物質總和，可溶性糖的種類和含量比例是決定蘋果甜度與風味品質的關鍵因素[17]。由圖5所示，9月21日開始采摘時，3個地區的可溶性糖含量由高到低依次為魯甸(11.07%)>小龍洞(11.05%)>灑漁(10.37%)。到11月24日采收期結束，3個地區果實可溶性糖含量均達到最大值，依次為小龍洞(15.96%)>灑漁(15.61%)>魯甸(14.46%)。隨著采收期的延后，果實中的可溶性糖含量不斷上升，到10月12日果實中的可溶性糖含量平均達到12.5%以上時，“糖心”開始大量出現。

圖5 富士蘋果不同采摘期果實可溶性糖

2.6 不同采摘期果實可滴定酸的變化

蘋果風味的優劣與可滴定酸含量有很大關系，品質好的鮮食蘋果，可滴定酸含量應為 0.2% ～0.5%[18]。如圖6所示，9月21日開始采摘時，3個地區的可滴定酸含量依次為小龍洞(0.46%)>灑漁(0.42%)>魯甸(0.36%)；隨著采收期的延后，3個地區果實中的可滴定酸含量持續下降，到11月24日采收期結束，3個地區果實中可滴定酸的含量達到最低，依次為小龍洞(0.31%)>灑漁(0.25%)>魯甸(0.23%)。由此可以看出，隨著采收期的延后，可滴定酸的含量降低，果實更易形成“糖心”。

圖6 富士蘋果不同采摘期果實可滴定酸

2.7 不同采摘期果實糖酸比的變化

3個地區不同采收期蘋果中糖酸比如圖7所示，9月21日開始采摘時，3個地區的糖酸比依次為魯甸(30.75)>灑漁(24.69)>小龍洞(24.02)。隨著采收期的延后，果實中的糖酸比不斷上升，11月24日采收期結束，3個地區果實糖酸比達到最大，依次為魯甸(62.87)>灑漁(62.44)>小龍洞(51.48)。由此可以看出，隨著采收期的延后，果實中的糖酸比不斷上升，到11月12日糖酸比平均達到34.5以上，這時“糖心”開始大量出現。

圖7 富士蘋果不同采摘期果實糖酸比

3 結論與討論

3.1 昭通富士蘋果不同采摘期對果實“糖心”果率的影響

研究結果表明：昭通不套袋富士蘋果“糖心”果實形成較早，且“糖心”果率較高。不套袋富士蘋果從9月底陸續開始形成“糖心”，10月中旬到11月上旬是本地區“糖心”形成的關鍵時期，大部分“糖心”在此階段開始形成，到10月19日3個地區大約有接近一半已形成“糖心”。11月上旬“糖心”果率平均達到70%以上。而據文獻報道，2001 年靜寧縣富士蘋果“糖心”果率在85%以上[19]，2018年新疆阿克蘇地區10月底部分地區“糖心”果率達到 100%[20]，以上地域都有高海拔、光照充足、晝夜溫差大的共同特征，說明這一特殊品質現象可能與當地的自然環境有關。研究表明，高原冷涼地區由于晝夜溫差大、日照強等因素[1，2]，白天積累的糖分不能及時代謝和轉化，而成熟的果實細胞對糖分的吸收能力降低，導致糖分積累在細胞間隙，久而久之糖分開始凝聚，就會形成獨特的“冰糖心”。

3.2 “糖心”果率與成熟度的關系

研究結果顯示：“糖心”果率與果實成熟度密切相關，“糖心”果率隨著果實成熟度的升高而上升 。這和前人的研究結果一致[21-22]。9 月21 日開始采摘時，由于魯甸相比其他2個地區成熟度高，所以只有魯甸的蘋果形成“糖心”，其余2個地區都沒有形成“糖心”。10月12日，3個地區的蘋果均接近完全成熟，此時大部分果實開始形成“糖心”。11月上旬各個地區“糖心”果率均達到最大。但在采摘后期11月下旬開始魯甸和小龍洞2個地區的“糖心”果率有較明顯的降低。研究表明“糖心”多發生在最佳成熟期之后采摘的果實上，這可能是由于魯甸和小龍洞果實成熟較早，11月下旬果實處于過熟狀態，部分輕微的“糖心”癥狀消失的原因。

3.3 昭通富士蘋果采后用于不同用途的最佳采摘期

昭通“糖心”蘋果品質優良，已成為當地的支柱性產業，且長期以鮮果銷售為主，供不應求。由于“糖心”出現率隨著果實成熟度的升高而上升，造成部分果農為追求“糖心”果采摘過晚，果實出現“糖心”對貯藏有一定影響。研究表明，“糖心”癥狀輕微的會逐步消失，但過晚采摘導致“糖心”癥狀嚴重，在貯存后期易發生褐變[23]，而過早采收的蘋果品質不佳，貯藏后期果實品質劣變[24]。

本研究結果顯示：9月21日至10月5日這個階段果實成熟度平均達到8以上，硬度平均為9.5～11 kg/cm2，可溶性固形物12%～13.5%，糖酸比為25～35。一般蘋果果實糖酸比在20～60之間多為酸甜適宜[25]，表明這個階段的果實酸甜可口也較耐貯藏，且“糖心”果率較低，平均低于20%。因此9月下旬到10月初為昭通‘富士’蘋果用于貯藏果實的最佳采摘時間。

10月5日至10月26日這個階段果實基本完全成熟，硬度平均為8.5～10 kg/cm2，可溶性固形物平均為13%～15.5%，糖酸比平均為30～45。李寶江[18]等的研究表明，含糖量較高(可溶性固形物≥14.5%)、可滴定酸含量為0.2%～0.5%、糖酸比30～35的果實酸甜適宜，風味品質好，優質率最高。且這個時期“糖心”果率平均為30%～60%，因此10月初到10月下旬為為昭通富士蘋果鮮果銷售的最佳采摘時期。

10月26日至11月16日這個階段果實已完全成熟。硬度平均為8～9 kg/cm2，可溶性固形物平均為14.5%～16.5%，糖酸比平均為40～55。糖酸比越大味感越甜，因此昭通這個時期的富士蘋果果肉化渣、風味甜爽濃郁，且這個時期“糖心”果率平均達到60%～85%，因此10 月下旬到 11 月中下旬此階段為昭通“糖心”蘋果的最佳采摘時期。這和魯興凱等關于昭通“紅富士”蘋果鮮食最佳采收時期的研究結果一致[26]。

11月下旬之后，果實已過熟，此時可溶性固形物含量平均在 16%以上 ，糖酸比平均在60以上。而研究表明優質蘋果的糖酸比大致為20～60，糖酸比低于 20 風味淡或偏酸，高于60甜味過高，風味均不理想[17]，且此階段果實硬度平均低于8 kg/cm2，不耐貯藏?！疤切摹惫室搽S成熟度的增加而有所降低。因此昭通富士蘋果應在11月下旬之前采摘完。

3.4 果實理化指標與“糖心”形成的關系

本研究進一步分析了各理化指標的變化與“糖心”形成的關系。結果表明，果實硬度的大小對“糖心”形成具有一定的影響，果實硬度越大，細胞壁越厚，越不利于“糖心”的形成。蘋果中可溶性固形物含量是衡量果實品質的重要指標，隨著采收期的延長，果實的可溶性固形物含量不斷上升，當果實的可溶性固形物含量平均達到13.5%以上，“糖心”蘋果開始大量出現。蘋果中可溶性糖的種類和含量比例是決定果實甜度與風味的關鍵因素，蘋果中的可溶性糖的主要組成成分為果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇等，其中果糖含量最高，其次為蔗糖和葡萄糖[27，28]，研究表明可溶性糖含量的增加，有利于果實“糖心”的形成。當果實可溶性糖含量達到12.5%且持續增加時，可以促使“糖心”的形成。果實中可滴定酸也是影響果實風味的重要因素，隨著采收期的延遲，可滴定酸的含量逐步降低，當可滴定酸含量為 0.2%～0.35%時，果實更易形成“糖心”。而蘋果的品質和風味除取決于糖、酸含量外，還取決于糖、酸的配合，即糖酸比，糖酸比在20～60之間多為酸甜適宜。研究表明隨著采收期的延遲，果實中的糖酸比不斷上升，當糖酸比達到 34.5以上時，果實更容易出現“糖心”現象。