不同激素对阿克苏富士苹果果实糖组分和品质的影响

李 欢 ，李建贵，梁家伟，钱立龙，张俊才，杨根芳，张东亚

（1.新疆农业大学 林业研究所，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830000）

阿克苏富士苹果Malus pumilaMill.由新疆阿克苏红旗坡农场于1986年引进自日本果树试验场盛冈支场，是从‘国光’与‘元帅’杂交的后代培育出的新品种，产地具有得天独厚的光热资源，使得苹果果实个大、含糖量高、香气浓郁、酥脆多汁，尤其是形成了独具特色的“冰糖心”苹果而享誉中外。近年来，有许多学者对阿克苏富士苹果进行过大量的研究，主要集中在果实外观品质如果形、着色以及肥效、产量等问题上，但有关不同激素对阿克苏富士苹果糖分含量等内在品质的研究则相对较少。有研究表明，成熟果实中积累了大量的糖[1]，而生长素、外源赤霉素、脱落酸及细胞分裂素等激素类物质能够在一定程度上促进肉质果实内部糖分的积累[2]，对植物种子萌发[3]、植株营养生长及开花结实[4]都有一定的促进作用。这些糖是果实品质成分和风味物质（如色素、维生素和芳香物质等）合成的基础原料，成为影响果实品质的重要因子[5]。然而甜味常被作为判定苹果内在品质的重要指标之一，其甜度值的大小又取决于果实内糖的种类和含量的多少，糖的种类和含量是果实品质形成的关键因素，也是决定果实商品优劣的重要指标[6]。因此，研究果实内各糖组分的含量及比例显得尤为重要。文中针对该问题展开研究，旨在阐明不同激素对阿克苏富士苹果糖分积累量及与果实品质的关系，为进一步研究阿克苏苹果“冰糖心”、优化苹果果实品质提供基础。

1 试验地概况

试验于2013年在阿克苏地区红旗坡农场进行。阿克苏位于新疆中部，北邻天山山脉，南接塔里木盆地。红旗坡农场位于阿克苏市北部，北纬 41°17′，东经 80°18′，海拔 1 104 m。农场常年种植苹果、香梨、葡萄、核桃等果树，其中苹果种植面积近万公顷。试验地为典型温带干旱型气候区，昼夜温差较大，有效积温高，降水相对稀少且蒸发量大，日照充足，气候相对干燥。无霜期218 d，年均太阳总辐射量约575 kJ/cm2，年日照时数为2 836 h，年均气温12 ℃，年平均降雨量80.8 mm，年蒸发量2 305 mm。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验材料为2003年建园的长富2号红富士苹果，授粉品种为嘎啦，以纺锤形树形为主，株行距为4 m×5 m，整体树势中庸，树形结构合理，具有良好的灌溉条件和栽培管理水平。

2.2 试验设计

在苹果盛花期的4月15日前后，分别喷施激素IAA、GA3和6-BA，每种激素设3个浓度梯度，每个处理选取长势一致、花量适中、无病害的5株树，每株选择高度、朝向一致的枝条3个，挂牌标记为处理1，IAA25 mg/L；处理2，IAA 250 mg/L；处理 3，IAA500 mg/L；处理 4，GA3325 mg/L；处理 5，GA3250 mg/L；处理 6，GA3500 mg/L；处理 7，6-BA25 mg/L；处理 8，6-BA250 mg/L；处理9，6-BA500 mg/L；CK（对照），不喷施任何激素。对上述各处理进行相同的栽培管理。在采收期对经各处理的每株树的每枝随机选果10个，每个处理共150个果，分别进行可溶性总糖、还原糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、甜度值、可滴定酸以及甜酸比等指标的测定。

2.3 试验方法

可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定[7]，还原糖含量采用直接滴定法[8]，果糖含量测定采用间苯二酚比色法[11]，葡萄糖含量测定采用邻甲苯二酚比色法[11]。

总糖的测定：吸取50 mL测还原糖时的果样处理液，于100 mL容量瓶，加入5 mL盐酸，70 ℃水浴15 min，冷却后，加2滴甲基红指示液，用氢氧化钠溶液（200 g/L）中和后，定容至刻度，混合均匀[8]。

测果糖和葡萄糖的前处理，参照王艳颖[10]等的方法并略作改进。准确称取果实匀浆0.5 g于离心管中，加超纯水5 mL，80 ℃水浴10 min，超声提取1 h。使可溶性糖充分浸出，冷却后5 500 r/min离心15 min，上清液过滤到10 mL的容量瓶中，残渣加入3 mL超纯水再提取，合并上清液，超纯水定容后待测。

蔗糖含量＝（可溶性总糖含量－还原糖含量）×0.95[8]；

甜度值＝（葡萄糖×0.7）＋（果糖×1.75）＋蔗糖×1[9]。

2.4 数据处理

所有数据采用Excel2007和SPSS17.0软件进行处理。

3 结果与分析

3.1 不同处理下苹果果实中各糖组分的分布及变化

将试验所得数据进行箱状图分析，如图1所示。不同处理下，各糖组分积累量大小为：总糖＞还原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，均值分别为123.54、102.38、65.01、32.55、13.88 mg/g；其中对各糖分作用最显著的处理分别为：总糖6-BA 250 mg/L，还原糖IAA500 mg/L，蔗糖GA3500 mg/L，果糖GA3250 mg/L，葡萄糖GA3250 mg/L。从分析结果中还可以得出，在不同处理下总糖、果糖和葡萄糖的差异和分布范围较大，而还原糖和蔗糖的分布范围相对较小。

图1 不同处理可溶性糖含量的变化范围及分布Fig. 1 Content range and distribution of soluble sugars in different treatments

3.2 苹果果实中各糖组分的相关关系

苹果果实各糖分之间有着密切的相关性，将苹果果实的各糖组分进行了相关性分析，如表1所示。果糖和甜度值的相关性最高（r＝0.945**）；果糖与总糖之间也表现出极显著的正相关关系（r＝0.651**）；此外，甜度值与葡萄糖、蔗糖以及总糖之间也呈现出显著的正相关关系；然而，酸与甜酸比之间表现出极强的负相关关系（r＝－0.803**），酸与大多数糖都存在一定的负相关关系，但都表现不显著。

表1 可溶性糖组分与酸、甜度值的相关分析†Table 1 Correlation analysis of sugar components, acid value and sweetness value

3.3 不同处理下苹果果实可溶性糖组分的显著性分析

3.3.1 不同处理下苹果果实中各可溶性糖的积累

将不同处理下苹果果实可溶性糖组分进行显著性分析，结果如表2所示。

在IAA，GA3和6-BA这3种激素的作用下，大多都呈现出随着激素浓度的递增各糖分积累量增大的趋势。

表2 不同激素处理下苹果果实各可溶性糖组分的含量†Table 2 Contents of soluble sugars in apple fruit under different hormone treatments

处理8对总糖的作用最显著，处理6的总糖值最小，但也显著高于对照；处理2、4对还原糖的促进作用较小，其含量与对照无差异，而处理3对还原糖的促进作用最显著；IAA处理的蔗糖均值显著低于其他两种激素处理的均值，其中，处理6的作用最显著；GA3处理的果糖均值显著高于其他两种激素处理的均值，作用最显著出现在处理5；而葡萄糖在处理4、7和8中的含量与对照无差异，处理5的作用最显著。

3.3.2 甜度值、酸及甜酸比

将不同处理下苹果果实的甜度值、酸和甜酸比进行了显著性分析，结果如表2所示。在3种激素处理下，处理1和处理7的甜度值显著低于对照，处理5的甜度值最高，在处理3和处理5中，果糖含量在相同的激素处理中相对较大时，相应的甜度值含量也较大；酸含量都在各激素最大浓度的处理中，值较大；甜酸比的变化与糖分积累的变化趋势一致，处理5和处理8中，当总糖、还原糖和果糖含量在同种激素处理中相对较大时，甜酸比也较大。

4 讨论与结论

4.1 讨 论

4.1.1 苹果果实的糖组分及其分布

总糖由还原糖和非还原糖组成，还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等，非还原性糖包括蔗糖、淀粉、纤维素等。而果实中所含单糖主要是葡萄糖和果糖，双糖以蔗糖为主，本试验通过测量具有代表性的总糖、还原糖、蔗糖、果糖以及葡萄糖，来衡量苹果果实中糖的含量。试验结果表明，在所有处理中，各糖分的积累量从大到小的顺序都是总糖＞还原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，其中果糖占还原性糖的比例最大，达45.64%～54.86 %，其次是葡萄糖，占17.04%～33.29 %，蔗糖所占比例最小，仅为8.14%～13.33%。此结论与刘金豹[12]等所提出的苹果果实中果糖含量最高的结论一致，由此说明，各激素处理并没有影响成熟的苹果果实中糖分的分布特点。

试验结果还显示，所有处理中苹果果实的总糖、果糖和葡萄糖的分布范围较大，而还原糖和蔗糖的分布范围相对较小，说明激素处理对总糖、果糖和葡萄糖的影响效果较还原糖和蔗糖显著，使得其变化范围有所扩大，其具体原因还需进一步深入研究。

4.1.2 激素对苹果果实糖组分的影响

3种激素处理对糖的积累都具有一定的促进作用，进一步证实了经生长调节剂处理的果实会使果实内部内源激素受到影响，从而增加其果实内糖的积累量。其中IAA500 mg/L、GA3250 mg/L和6-BA 250 mg/L对各糖分的积累效果最显著；IAA对蔗糖分解的促进作用显著大于其他两种激素，这与夏国海[13]的结论一致；而GA3对果糖合成的促进作用比较显著，此结果与陈发河[14]的研究结果一致。

4.1.3 苹果果实的风味品质

有研究表明，苹果果实的糖酸含量以及糖酸比可决定其风味品质[15]，本试验不仅比较了糖组分和酸含量，更是将甜度值和甜酸比进行了分析，结果表明，甜度值由3种糖按不同比例计算出的结果，不同处理中，这3种糖的含量都不同，因此果实的综合甜味由甜度值来判断更为准确可靠。

相关分析结果显示，果糖和甜度值的相关性水平最强，表明苹果果实的甜度值与果糖积累量的关系最为密切，在IAA500 mg/L和GA3250 mg/L处理中，果糖含量相对较大时，相应的甜度值含量也较大，这种正相关关系也充分说明果糖含量可直接反映出甜度值的大小；同时，果糖与总糖之间也表现出极显著的正相关关系，在IAA500 mg/L，GA3250 mg/L和6-BA250 mg/L处理中，果糖值达到最大时，总糖值也最大，充分说明果糖占总糖的比例最大，是影响总糖含量的关键性因素。以上两结论与姚改芳[9]提出的果糖含量的多少将直接影响果实的甜味的结论一致，也进一步说明了果糖含量对果实口感品质的贡献较大。

甜酸比也是体现苹果果实口感品质的重要指标。经GA3250 mg/L和6-BA250 mg/L处理后各果实糖分的积累效果最显著，含量也相对较高；酸含量随激素浓度的升高而有所提高，相关分析中显示酸含量与甜酸比有极显著的负相关关系。因此甜酸比在该处理下均出现了最大值，表明苹果果实糖分含量与甜酸比有着密切的关系。此结论再一次验证，可溶性糖等味感物是构成果实的风味物质的基础[16]。此外，香味物质等嗅感物质[17]以及与糖代谢相关酶对风味对果实内在品质也有着重要影响[18]。

4.2 结 论

不同激素处理下阿克苏富士苹果果实各糖分的积累量均为：总糖＞还原糖＞果糖＞葡萄糖＞蔗糖，其中果糖占总糖的比例最大，其次是葡萄糖，含量最少的是蔗糖；不同激素处理对糖组分分布影响不明显。

以 IAA500 mg/L、GA3250 mg/L和 6-BA250 mg/L 3个处理对苹果果实各糖分积累的影响最显著，同时也具有较优良的风味品质。其中IAA对蔗糖的分解、GA3对果糖的合成具有较好地促进作用。

苹果果实风味品质可用甜度值来进行综合评价，甜度值的大小又可通过果糖、葡萄糖和蔗糖进行综合分析，其中果糖对甜度值的贡献最大，果糖对总糖的影响最显著。

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