云南昭通红富士苹果贮藏过程中糖心变化规律研究

马勉娣，全 勇，李云国，唐 昕，吴 冬，黄国嫣，李 超，鲁素君，程安富，邓 芳，鲁兴凯

(1 云南省昭通市苹果产业发展中心，云南昭通，657000；2 云南省昭通市昭阳区植保植检站，云南昭通，657000)

云南省昭通市地处我国西南冷凉高地，当地海拔1 890～2 000 m，属中温带气候，光照充足，昼夜温差大，是我国南方重要的优质苹果生产基地，苹果种植经过了80年的发展，2020年栽培面积达5.01万hm2，红富士苹果占总规模的70%以上。由于当地独特的气候条件及地理环境，红富士苹果在成熟后期易形成糖心，且糖心苹果品质优良[1]。因此，研究不同采摘时期红富士糖心苹果在普通冷藏和气调贮藏过程中的糖心的变化规律及褐变腐烂情况，对昭通红富士苹果采收和贮藏有重要意义。

部分研究认为，苹果糖心现象是一种生理性病变，又称“水心病”“蜜果病”“糖心病”[2]，多发生在果实维管束周围[3]，因品种不同而表现不同。在我国主要栽培的苹果品种中，富士、王林、新红星、北斗等品种易形成糖心[4]。近几年糖心苹果在全国各苹果产区均有发生，关于糖心苹果的发生因素研究较多，大多认为是由于果实缺钙引起的[5-6]，也有人认为主要是昼夜温差大、日照强及冷凉等特殊环境的影响[7-8]，比如新疆阿克苏、甘肃、陕西、云南昭通等地均有糖心苹果出现[1，9-11]，而这些地域都有高海拔、光照充足、昼夜温差大等共同特征，说明这一特殊品质现象可能与当地的自然环境有关。研究认为，糖心症状轻微的可以自吸收[12]，但糖心症状严重的往往导致褐变、腐烂，不耐贮藏[13]。姜远茂[14]研究发现糖心苹果采前1个月左右到贮藏后 1个月之内，如若在气温较高、干燥的环境中1周左右就会腐烂，而有研究表明新疆阿克苏的冰糖心苹果在普通冷藏条件下糖心会逐渐消失，能贮藏6个月，且期间几乎没有出现褐变腐烂现象，其商品性也不受影响[15]。在云南昭通当地特殊的自然条件下形成的糖心苹果不像文献报道的不易贮藏，易发生褐变腐烂，但对于云南昭通糖心苹果在贮藏期间的糖心的变化规律未见报道。本研究通过对不同采摘时期红富士糖心苹果在普通冷藏和气调贮藏过程中的糖心的变化规律及褐变腐烂情况的调查研究，总结糖心苹果在贮藏过程中的变化规律，在实际生产中用于指导果农或企业通过调整贮存方式及贮藏时间，以降低糖心对贮藏质量的影响。通过研究不同糖心指数及糖心果率的富士苹果在贮存中果实褐变的发生规律，总结降低果实褐变的途径，为云南昭通糖心红富士苹果的贮藏提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

本研究以昭通市鲁甸县的不套袋富士苹果为研究对象。选取一片常规管理、树势健壮、光照充足、无病虫害、结果稳定的果园为样本果园，此样本果园主栽富士品种，树龄为10年，株行距3 m×4 m，采取随机取样的方式，共分3次取样，分别是糖心形成初期(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)。每个时期取1 296个样品，分36筐，每个框装果36个。分成两组，气调库和普通冷藏库各18框。

1.2 贮藏环境

普通冷藏：温度为(0±0.5)℃，湿度90%～95%；气调贮藏：温度(0±0.5)℃，湿度90%～95%，氧气5%，二氧化碳低于1.5%。

1.3 糖心果率及糖心指数

1.3.1 糖心果率 糖心果率指样本中糖心果的数量占样本总量的百分比。

糖心果率(%)=糖心果实数/调查总数×100%

1.3.2 糖心指数 糖心指数是表示糖心症状轻重的一种方法。

糖心指数(DI)=∑(各级糖心果数×糖心级数)/(调查总数×最高级)×100

本研究结合实际生产中糖心的发生情况，以及国内外对糖心的研究现状，对苹果糖心的分级标准制订见表1。

表1 苹果糖心的分级标准

1.4 贮藏过程中的糖心变化情况调查

从样品采摘期开始到翌年5月，每20 d取一筐(36个样品)进行横切检测，调查糖心果数、糖心果的级数及褐变情况，从而监测不同采收期的果实贮存后糖心的变化情况。

2 结果与分析

2.1 不同采摘时期果实糖心果率及糖心指数

对前中后3个不同采摘时期果实的糖心果率及糖心指数调查结果如表2所示。随着采摘时期的延长，果实的糖心果率及糖心指数逐渐增加。10月12日采摘前期果实糖心果率最低为36.11%，此阶段果实开始形成糖心，这时的糖心仅仅在果实维管束周围，没有连成片，相应糖心指数最低为16.67；10月12日到11月3日此阶段大部分果实开始形成糖心，到11月3日采摘中期果实糖心果率上升到61.11%，此时糖心呈细长状，分散、少量连片，放射状分布在果核周围，糖心指数为35.42；到11月24日采摘后期果实糖心果率上升为72.22%，此时果实糖心在果核周围呈不规则片状分布，但大部分未延伸到果皮，糖心指数为50.69。

表2 不同采摘时期果实糖心果率及糖心指数

2.2 果实糖心果率的变化规律

3个不同采摘时期的苹果在普通冷藏状态时温度为(0±0.5) ℃，湿度为 90%～95%，气调贮藏状态时温度为(0±0.5) ℃，湿度90%～95%，氧气5%，二氧化碳低于1.5%。试验结果看出，随着贮藏时间的延长，3个时期采摘的果实在2种贮藏过程中糖心果率逐步降低，最后糖心症状完全消失。而前期(10月12日)采摘的果实，贮藏20 d后，普通冷藏中糖心果率从36.11%上升到41.67%，气调贮藏中糖心果率从36.11%上升到50%，糖心果率均有明显增高，这主要是由于采后果实后熟仍在继续，在一定时间内淀粉转化为糖类，糖含量不断积累从而导致糖心的形成。

糖心症状的消失速率与贮藏方式密切相关。在本研究中前期(10月12日)采摘的果实，在普通冷藏中20 d后糖心开始下降，贮藏80 d后糖心完全消失；而气调贮藏40 d后糖心果率开始迅速下降，60 d后下降为22.22%，120 d后糖心完全消失。中期(11月3日)采摘的果实糖心果率为61.11%，在普通冷藏中60～80 d时糖心果率下降最快，贮藏80 d后糖心果率下降为11.11%，120 d后糖心完全消失；而气调贮藏前40 d内糖心果率下降缓慢，40 d后糖心果率快速下降，贮藏180 d后糖心完全消失。后期(11月21日)采摘的果实糖心果率最高为72.22%，经普通冷藏60 d后，糖心果率减少了25%，60～80 d时糖心果率下降最快，140 d后糖心完全消失，经气调贮藏60 d后，糖心果率减少了16.66%，糖心消失变化较普通冷藏缓慢，贮藏200 d后糖心完全消失。结果表明，冷藏状态下的果实与气调状态下的比较，前者糖心消失速率更快。同时采收的果实在普通冷藏状态下比气调状态下糖心症状消失要早40～60 d，且糖心症状完全消失的时间随着采收期的延长而增加(见图1、图2)。

图1 普通冷藏条件下果实糖心果率的变化

图2 气调贮藏条件下果实糖心果率的变化

2.3 果实糖心指数的变化规律

糖心指数是表示糖心轻重程度的一种方法。对不同采摘时期的果实经普通冷藏和气调贮藏2种贮藏方式下果实的糖心指数进行调查。结果看出，随着贮藏时间的延长，果实糖心指数逐渐降低，其中普通冷藏相比气调贮藏糖心指数下降更快。糖心指数为16.67的样果，经普通冷藏80 d后，气调贮藏120 d后，糖心全部消失；糖心指数为35.42的样果，经普通冷藏120 d，气调贮藏180 d，糖心全部消失；糖心指数为50.67的样果，经普通冷藏140 d，气调贮藏200 d，糖心全部消失(见图3、图4)。

图3 普通冷藏条件下果实糖心指数的变化

图4 气调贮藏条件下果实糖心指数的变化

2.4 果实褐变情况

试验结果看出，3个采摘时期的红富士苹果在普通冷藏状态下贮藏80 d、 120 d和140 d的检测过程中，没有发现糖心果实褐变的现象。3个采摘时期的红富士苹果在气调贮藏状态下贮藏 100 d时没有发现糖心果实褐变的现象；气调贮藏 120 d后11月21日采摘的苹果果实出现褐变，褐变的风险为2.78%。随着贮藏时间的增加果实褐变的风险逐渐增加，气调贮藏180 d后褐变风险大于10%；11月1日采摘的苹果气调贮藏160 d后果实开始出现褐变，褐变的风险为2.78%，气调贮藏180 d后褐变的风险为8.33%。研究结果表明，气调贮藏在贮藏后期比普通冷藏果实发生褐变的风险要高，且随着贮藏时间的增加果实褐变的风险逐渐增加(见表3)。

表3 2种贮藏条件下果实褐变腐烂情况 %

3 结论与讨论

3.1 红富士苹果糖心的形成规律

本研究在前期研究基础之上，分别选择糖心形成初期、中期及后期3个时期采样，通过对3个采摘时期糖心形成情况调查，结果表明，随着采收期延长，果实成熟度升高，果实糖心果率逐步明显上升，这和前人的研究结果一致[16-18]。昭通红富士苹果3个时期果实糖心形成情况如下：10月12日果实开始形成糖心，糖心果率达36.11%，这时的糖心仅仅零星散布在果实维管束周围，主要是由于果实成熟期维管束是果实中糖分以及营养物质的运输通道[19]。随着采收期的延长，果实糖心指数明显上升，这和杜艳民关于新疆阿克苏富士苹果糖心指数随着可溶性固形物含量升高而升高的研究结果一致[20]，11月1日随着果实成熟度的增加，糖心果率上升到61.11%，果实中的糖含量不断增加，凝聚在细胞间隙，此时糖心呈细长状，分散、少量连片，放射状分布在果核周围，到11月24日采摘后期，随着果实中糖含量的不断积累，此时糖心果率上升到72.22%，糖心在果核周围呈不规则片状分布，但大部分未延伸到果皮。

3.2 糖心苹果贮藏过程中糖心的变化规律

以往对糖心苹果的发生机理与防治研究较多，而对糖心苹果贮藏中糖心的变化规律的研究较少。本研究对3个不同采摘时期红富士糖心苹果在普通冷藏和气调贮藏过程中糖心变化规律的研究，结果表明，糖心苹果在贮藏过程中糖心症状随着贮藏时间的延长有逐步消失的趋势，这和前人的研究结果一致[21]，且完全消失的时间随着采收期的延长而增加。

糖心症状的消失速率与贮藏方式密切相关，其中同时采收的果实在普通冷藏状态下比气调状态下糖心症状消失要早40～60 d；本研究中3个时期采摘的苹果在普通冷藏状态下均未发生褐变，而气调贮藏在贮藏后期比普通冷藏果实发生褐变的风险要高，这主要是由于气调贮藏中氧气含量低，而果实果心和果肉组织中低的氧气含量，导致乙醇、乙醛和乙酸乙酯的积累从而引发褐变[22-23]，再者，高浓度的CO2下亦可导致果实褐变[24-25]。本研究气调贮藏中随着采收期的延长糖心指数增高，褐变风险逐步上升，可能是由于糖心指数低、糖心症状轻微的果实在贮藏中通过自身的代谢调节，吸收了细胞间隙的液体，糖心症状会减弱或者消失；而糖心指数高症状严重的果实，在贮藏中通过自身的代谢调整不能完全吸收消化细胞间的液体，导致果实代谢过程紊乱，在贮藏后期容易出现果肉褐变的情况[26]。因此，对于糖心果的贮藏应尽量选择普通冷藏或通过延迟气调的方式贮藏。Harker等[27]研究表明，通过加强库内通风及适当调高贮藏温度等措施亦可降低糖心果贮藏期间褐变的风险。

3.3 不同采收期富士苹果的贮藏方式

采收期对果实品质及耐贮性有重要影响。因此，选择适宜的采收期是保证果实商品性及延长贮藏时间的首要条件[28-30]。在本研究中，由于前期(10月12日)采摘的果实糖心果率及糖心指数最低，消失速率最快，普通冷藏80 d后完全消失，气调贮藏120 d后完全消失，且在4个月贮藏时间中未发现褐变的情况，因此，10月12日前采摘或糖心指数为16.67以下的果实可以通过气调长期贮藏。中期(11月1日)采摘的果实经普通冷藏120 d后糖心完全消失，且在整个贮藏期间未发现果实褐变情况，而经气调贮藏180 d后糖心完全消失。但在贮藏120 d后开始出现浓郁的酒精味，140 d后开始出现褐变的情况，且在6个月的贮藏过程中褐变率低于10%，因此，在10月12日至11月1日之间采摘或糖心指数为35.42以下的果实建议采用普通冷藏或短时间气调贮藏的方式。后期(11月21日)采摘的果实经普通冷藏140 d后糖心完全消失，而经气调贮藏200 d后糖心完全消失，但在气调贮藏100 d后开始出现果实褐变的情况，贮藏6个月后腐烂率高于10%。因此，对于后期(11月21日)采摘的果实或糖心指数为50.67以下的果实应以鲜果销售为主。

在本研究中，昭通的糖心果随着贮藏时间的延长糖心症状将逐渐消失，与姜远茂[14]和张鸿[11]报道的水心病不易贮藏，1周左右果实就会褐变腐烂的研究结果不一致。本研究结果表明，昭通糖心苹果是当地特殊的自然条件下形成的产品，果实出现糖心症状是一种果实品质较好的表现。同时，糖心的出现也给果农最佳采摘时间提供依据。因此，关于采前栽培管理措施对苹果品质和糖心发生的影响及其对果肉组织褐变相关基因的表达调控，是今后研究的重点和切入点。