西南冷凉高地富士苹果不同采摘期品质分析及对“糖心”形成的影响研究

马勉娣，鲁兴凯，汪 琼，胡志芳，张秀英，张 丹，鲁素君，龚占斌，杜 楠，全 勇，李云国

(昭通市苹果产业发展中心，云南昭通，657000)

云南省昭通市苹果主产区位于昭通市南部的昭阳区和鲁甸县，该区域海拔1 890～2 000 m，属中温带气候，光照充足，昼夜温差大。研究表明昼夜温差大、日照强及冷凉环境下苹果易出现“糖心”[1-2]。近年来昭通苹果栽培面积迅速扩大，2020年栽培面积已达5.01万hm2。富士苹果占总规模的70%以上[3]，研究富士苹果不同采摘期果实品质变化及对“糖心”果实形成的影响，对昭通优质苹果生产栽培和贮藏有重要意义。苹果“糖心”现象被称“水心病”“蜜果病”“糖心病”，是一种生理性病变，主要出现在西北高原干旱地区[4]，多发生在果实维管束周围[5]。由于贮藏过程中容易发生褐变，“糖心”苹果不易长时间贮藏。现有的研究结果表明，苹果品种、成熟度、栽培条件、生长温度、矿物质营养、糖类物质等是苹果出现“糖心”的主要影响因素[6-10]。且不同品种“糖心”果率不同，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”[6]。“糖心”虽然是苹果果实的一种生理性病害，但对于消费者而言，食用这类苹果对身体没有任何伤害，相反还成为富士苹果的最大“卖点”。例如阿克苏地区“糖心”苹果久负盛名，已成为新疆乃至中国农业的名牌产品[11]。但目前对昭通苹果“糖心”形成期及不同采摘时期苹果品质的研究尚处于空白。本研究通过对不同采收期富士苹果的“糖心”果率、成熟度、硬度等理化指标的测定分析，研究不同采收期各项理化指标对“糖心”形成的影响，及各采摘期果实品质分析，进而指导果农在生产上依据鲜销与贮藏来调整果实的采收时间，降低“糖心”对于贮藏质量的影响，提出富士苹果采后用于不同用途的最佳采收期。

1 材料与方法

1.1 样品采集

本研究选取昭阳区洒渔和小龙洞2个乡镇及鲁甸县文屏镇3个地点果园不套袋富士苹果为研究对象，3个地区海拔及气候差异不大。每个地点选取一片常规管理、树势健壮、光照充足、结果稳定、主栽富士品种、树龄为12年生的果园为采样果园，每个果园选取3株树作为采样株，每次的测定样品取自这3个固定采样株，从9月21日到11月24日每7天采样检测1次。取样时在每个样株树冠中部沿东、南、西、北4个方向各随机摘取 3 个苹果，每株12个果，每次取36个样果，测定其相关指标。

1.2 测定项目及方法

各理化指标的测定均采用国家标准 GB /T10651-1989规定的方法进行重复平行测定，求其平均值作为最终的测定结果。对所取36个样果切开果实后调查“糖心”果实出现的情况。“糖心”果率(%)=“糖心”果实数/调查总数×100%。果实成熟度的测定方法采用聂继云等[12]苹果淀粉含量的碘显色反应方法进行测定。果肉硬度(kg/cm2)采用浙江托普仪器有限公司生产的GY-1水果硬度计，在果实胴部选取3个方位去皮测定果肉硬度。可溶性固形物含量(%)采用浙江托普仪器有限公司生产的 WZ-103 手持测糖仪，参照手持糖量计(折光仪)测定法[13]。可溶性糖含量(%)采用王学奎等[12]蒽酮比色法进行测定。可滴定酸含量(%)采用酸碱滴定法测定[12]。

2 结果与分析

2.1 不同时期“糖心”果率

3个地区不同采收期不套袋富士苹果“糖心”果率的调查结果见图 1 。9月21日只有鲁甸地区形成少量“糖心”苹果，“糖心”果率为2.78%，9月28日洒渔和小龙洞陆续开始形成“糖心”，“糖心”果率分别为11.11%和5.56%。10月中旬到11月初这个阶段大部分果实开始形成“糖心”，10月19日3个地区大约有接近一半已形成“糖心”，“糖心”果率依次为洒渔(50%)>鲁甸(47.22%)>小龙洞(41.67%)。11月9日3个地区超过60%已形成“糖心”，“糖心”果率依次为鲁甸(86.11%)>洒渔(66.67%)>小龙洞(61.11%)，此时鲁甸地区“糖心”果率最高，而11月16日后呈下降趋势，11月24日“糖心”果率下降至72.22%。同样小龙洞地区11月16日最高为69.44%，11月24日“糖心”果率下降至61.11%。而洒渔地区“糖心”果率持续增高，11月24日达最高83.33%。出现这种现象可能是鲁甸和小龙洞两个地区苹果成熟较早，11月下旬已处于过熟状态的原因。

图1 富士苹果不同采摘时期“糖心”果率

2.2 “糖心”果率与成熟度的关系

由图2可以看出，随着采收期的延后，3个地区果实成熟度均呈上升的趋势，“糖心”果率也随着果实成熟度的升高而上升，其中，鲁甸成熟最早，其次为小龙洞，洒渔成熟最晚，而鲁甸也最早形成“糖心”，9月28日3个地区的苹果成熟度都超过8.3，已接近完全成熟，此时3个地区都已开始形成“糖心”，10月26日之后3个地区的果实都已完全成熟。10月下旬到11月初平均60%的果实出现“糖心”。由此可以看出，当果实接近完全成熟后，“糖心”苹果开始大量出现。

图2 富士苹果不同采摘期果实成熟度

2.3 不同采摘期果实硬度的变化

果肉硬度不仅影响到鲜食苹果的口感，还与苹果的贮藏性有关，是苹果品质评价的重要指标之一[14]。由图3所示，9月21日采收期开始，洒渔果实硬度最高为11.38 kg/cm2，其次小龙洞(10.76 kg/cm2)、鲁甸(9.87 kg/cm2)，11月24日采收期结束，3个地区果实硬度依次为洒渔(8.59 kg/cm2)>小龙洞(8.21 kg/cm2)>鲁甸(7.42 kg/cm2)。随着采收期的延后，3个地区果实的硬度均呈下降的趋势。洒渔的苹果在不同采摘期硬度均高于小龙洞和鲁甸的，3个地区果实硬度依次为洒渔>小龙洞>鲁甸，从果实硬度上可以看出，随着采收期的延后，果实硬度逐渐下降，果实开始出现“糖心”现象。

2.4 不同采摘期果实可溶性固形物的变化

果实可溶性固形物含量是衡量果品品质的重要指标，绝大部分是碳水化合物，主要由糖构成，苹果果实中可溶性固形物含量直接影响到苹果的营养及口感，同时它还对苹果的贮藏性有一定的影响[15-16]。由图4所示，9月21日开始采摘时，3个地区的可溶性固形物分别依次为小龙洞(12.12%)>鲁甸(11.87%)>洒渔(11.69%)。随着采收期的延后，果实中的可溶性固形物含量均呈上升的趋势，11月24日3个地区果实可溶性固形物均达到最大值，依次为小龙洞(17.28%)>洒渔(16.86%)>鲁甸(15.93%)。随着采收期的延后，果实的可溶性固形物含量不断增加，“糖心”开始形成，10月12日果实的可溶性固形物含量平均达到13.5%以上，这时“糖心”开始大量出现。

图4 富士苹果不同采摘期可溶性固形物

2.5 不同采摘期果实可溶性糖的变化

苹果中的可溶性糖是指各种可被人类消化利用的糖类物质总和，可溶性糖的种类和含量比例是决定苹果甜度与风味品质的关键因素[17]。由图5所示，9月21日开始采摘时，3个地区的可溶性糖含量由高到低依次为鲁甸(11.07%)>小龙洞(11.05%)>洒渔(10.37%)。到11月24日采收期结束，3个地区果实可溶性糖含量均达到最大值，依次为小龙洞(15.96%)>洒渔(15.61%)>鲁甸(14.46%)。随着采收期的延后，果实中的可溶性糖含量不断上升，到10月12日果实中的可溶性糖含量平均达到12.5%以上时，“糖心”开始大量出现。

图5 富士苹果不同采摘期果实可溶性糖

2.6 不同采摘期果实可滴定酸的变化

苹果风味的优劣与可滴定酸含量有很大关系，品质好的鲜食苹果，可滴定酸含量应为 0.2% ～0.5%[18]。如图6所示，9月21日开始采摘时，3个地区的可滴定酸含量依次为小龙洞(0.46%)>洒渔(0.42%)>鲁甸(0.36%)；随着采收期的延后，3个地区果实中的可滴定酸含量持续下降，到11月24日采收期结束，3个地区果实中可滴定酸的含量达到最低，依次为小龙洞(0.31%)>洒渔(0.25%)>鲁甸(0.23%)。由此可以看出，随着采收期的延后，可滴定酸的含量降低，果实更易形成“糖心”。

图6 富士苹果不同采摘期果实可滴定酸

2.7 不同采摘期果实糖酸比的变化

3个地区不同采收期苹果中糖酸比如图7所示，9月21日开始采摘时，3个地区的糖酸比依次为鲁甸(30.75)>洒渔(24.69)>小龙洞(24.02)。随着采收期的延后，果实中的糖酸比不断上升，11月24日采收期结束，3个地区果实糖酸比达到最大，依次为鲁甸(62.87)>洒渔(62.44)>小龙洞(51.48)。由此可以看出，随着采收期的延后，果实中的糖酸比不断上升，到11月12日糖酸比平均达到34.5以上，这时“糖心”开始大量出现。

图7 富士苹果不同采摘期果实糖酸比

3 结论与讨论

3.1 昭通富士苹果不同采摘期对果实“糖心”果率的影响

研究结果表明：昭通不套袋富士苹果“糖心”果实形成较早，且“糖心”果率较高。不套袋富士苹果从9月底陆续开始形成“糖心”，10月中旬到11月上旬是本地区“糖心”形成的关键时期，大部分“糖心”在此阶段开始形成，到10月19日3个地区大约有接近一半已形成“糖心”。11月上旬“糖心”果率平均达到70%以上。而据文献报道，2001 年静宁县富士苹果“糖心”果率在85%以上[19]，2018年新疆阿克苏地区10月底部分地区“糖心”果率达到 100%[20]，以上地域都有高海拔、光照充足、昼夜温差大的共同特征，说明这一特殊品质现象可能与当地的自然环境有关。研究表明，高原冷凉地区由于昼夜温差大、日照强等因素[1，2]，白天积累的糖分不能及时代谢和转化，而成熟的果实细胞对糖分的吸收能力降低，导致糖分积累在细胞间隙，久而久之糖分开始凝聚，就会形成独特的“冰糖心”。

3.2 “糖心”果率与成熟度的关系

研究结果显示：“糖心”果率与果实成熟度密切相关，“糖心”果率随着果实成熟度的升高而上升 。这和前人的研究结果一致[21-22]。9 月21 日开始采摘时，由于鲁甸相比其他2个地区成熟度高，所以只有鲁甸的苹果形成“糖心”，其余2个地区都没有形成“糖心”。10月12日，3个地区的苹果均接近完全成熟，此时大部分果实开始形成“糖心”。11月上旬各个地区“糖心”果率均达到最大。但在采摘后期11月下旬开始鲁甸和小龙洞2个地区的“糖心”果率有较明显的降低。研究表明“糖心”多发生在最佳成熟期之后采摘的果实上，这可能是由于鲁甸和小龙洞果实成熟较早，11月下旬果实处于过熟状态，部分轻微的“糖心”症状消失的原因。

3.3 昭通富士苹果采后用于不同用途的最佳采摘期

昭通“糖心”苹果品质优良，已成为当地的支柱性产业，且长期以鲜果销售为主，供不应求。由于“糖心”出现率随着果实成熟度的升高而上升，造成部分果农为追求“糖心”果采摘过晚，果实出现“糖心”对贮藏有一定影响。研究表明，“糖心”症状轻微的会逐步消失，但过晚采摘导致“糖心”症状严重，在贮存后期易发生褐变[23]，而过早采收的苹果品质不佳，贮藏后期果实品质劣变[24]。

本研究结果显示：9月21日至10月5日这个阶段果实成熟度平均达到8以上，硬度平均为9.5～11 kg/cm2，可溶性固形物12%～13.5%，糖酸比为25～35。一般苹果果实糖酸比在20～60之间多为酸甜适宜[25]，表明这个阶段的果实酸甜可口也较耐贮藏，且“糖心”果率较低，平均低于20%。因此9月下旬到10月初为昭通‘富士’苹果用于贮藏果实的最佳采摘时间。

10月5日至10月26日这个阶段果实基本完全成熟，硬度平均为8.5～10 kg/cm2，可溶性固形物平均为13%～15.5%，糖酸比平均为30～45。李宝江[18]等的研究表明，含糖量较高(可溶性固形物≥14.5%)、可滴定酸含量为0.2%～0.5%、糖酸比30～35的果实酸甜适宜，风味品质好，优质率最高。且这个时期“糖心”果率平均为30%～60%，因此10月初到10月下旬为为昭通富士苹果鲜果销售的最佳采摘时期。

10月26日至11月16日这个阶段果实已完全成熟。硬度平均为8～9 kg/cm2，可溶性固形物平均为14.5%～16.5%，糖酸比平均为40～55。糖酸比越大味感越甜，因此昭通这个时期的富士苹果果肉化渣、风味甜爽浓郁，且这个时期“糖心”果率平均达到60%～85%，因此10 月下旬到 11 月中下旬此阶段为昭通“糖心”苹果的最佳采摘时期。这和鲁兴凯等关于昭通“红富士”苹果鲜食最佳采收时期的研究结果一致[26]。

11月下旬之后，果实已过熟，此时可溶性固形物含量平均在 16%以上 ，糖酸比平均在60以上。而研究表明优质苹果的糖酸比大致为20～60，糖酸比低于 20 风味淡或偏酸，高于60甜味过高，风味均不理想[17]，且此阶段果实硬度平均低于8 kg/cm2，不耐贮藏。“糖心”果率也随成熟度的增加而有所降低。因此昭通富士苹果应在11月下旬之前采摘完。

3.4 果实理化指标与“糖心”形成的关系

本研究进一步分析了各理化指标的变化与“糖心”形成的关系。结果表明，果实硬度的大小对“糖心”形成具有一定的影响，果实硬度越大，细胞壁越厚，越不利于“糖心”的形成。苹果中可溶性固形物含量是衡量果实品质的重要指标，随着采收期的延长，果实的可溶性固形物含量不断上升，当果实的可溶性固形物含量平均达到13.5%以上，“糖心”苹果开始大量出现。苹果中可溶性糖的种类和含量比例是决定果实甜度与风味的关键因素，苹果中的可溶性糖的主要组成成分为果糖、蔗糖、葡萄糖、山梨醇等，其中果糖含量最高，其次为蔗糖和葡萄糖[27，28]，研究表明可溶性糖含量的增加，有利于果实“糖心”的形成。当果实可溶性糖含量达到12.5%且持续增加时，可以促使“糖心”的形成。果实中可滴定酸也是影响果实风味的重要因素，随着采收期的延迟，可滴定酸的含量逐步降低，当可滴定酸含量为 0.2%～0.35%时，果实更易形成“糖心”。而苹果的品质和风味除取决于糖、酸含量外，还取决于糖、酸的配合，即糖酸比，糖酸比在20～60之间多为酸甜适宜。研究表明随着采收期的延迟，果实中的糖酸比不断上升，当糖酸比达到 34.5以上时，果实更容易出现“糖心”现象。