鮮切蘋果冷藏期間品質(zhì)與褐變生理變化關(guān)系

郭 丹，韓英群，魏 鑫，郝 義

(遼寧省果樹科學(xué)研究所，遼寧 營(yíng)口 115009)

隨著消費(fèi)者健康意識(shí)不斷提高和生活節(jié)奏不斷加快，對(duì)水果品質(zhì)、新鮮度、營(yíng)養(yǎng)及食用便利性要求也越來越高，鮮切水果產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生并得以快速發(fā)展。然而，鮮切水果在加工過程中不可避免地造成果實(shí)水分散失、營(yíng)養(yǎng)損耗、表面褐變等一系列生理生化變化。其中，褐變是鮮切水果保鮮中普遍存在的問題，不僅縮短鮮切水果的貨架期，降低商品價(jià)值，也制約了鮮切水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1-2]。影響鮮切水果褐變程度的因素包括品種、成熟度、溫度、氣體環(huán)境等，適宜的褐變抑制處理能提高鮮切水果的抗褐變性能[3-4]。目前研究認(rèn)為，鮮切水果褐變的條件為底物、酶和氧氣。酚類物質(zhì)是引起果實(shí)褐變的主要底物，不同種類果實(shí)酶促褐變的底物不同，同一類果實(shí)在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段其底物也可能不同[5-6]。果實(shí)酶促褐變起主要作用的酶包括苯丙氨酸解氨酶(Phenylalamine ammonia lyase，PAL)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase，PPO)和過氧化物酶(Peroxidase，POD)，其因存在狀態(tài)、活力大小、催化特性等的不同，對(duì)果實(shí)褐變影響差異顯著[7]。有必要針對(duì)不同果品品種進(jìn)行褐變生理研究以掌握果實(shí)鮮切后酶促褐變生理機(jī)制，并從中尋求適宜鮮切和加工的抗褐變品種。

蘋果是一種適合鮮切工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的水果，褐變是鮮切蘋果主要的質(zhì)量問題之一，如何控制鮮切蘋果褐變是其保鮮研究中亟待解決的關(guān)鍵問題[8]。目前對(duì)蘋果褐變的研究主要集中在果實(shí)鮮切和加工過程的褐變發(fā)生機(jī)制和控制方法上[9-11]。但目前尚未見不同品種切后冷藏期間品質(zhì)、褐變生理變化規(guī)律與差異分析以及品種抗褐變的生理原因等相關(guān)報(bào)道。近年來，國(guó)內(nèi)蘋果育種工作取得了顯著成就，遼寧省果樹科學(xué)研究所選育并備案了岳陽(yáng)紅、岳帥、望山紅、秋富紅、岳華、岳冠、岳蘋等一系列優(yōu)良中晚熟蘋果新品種。本研究以尋求自育品種中優(yōu)良抗褐變品種為目的，將蘋果鮮切后在4 ℃溫度下貯藏，分析不同品種果實(shí)貯藏期間品質(zhì)、褐變影響指標(biāo)及酶活性變化規(guī)律，為篩選抗褐變、適合鮮切和加工的蘋果新品種提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用的岳陽(yáng)紅、岳帥、望山紅、秋富紅、岳華、岳冠、岳蘋7個(gè)蘋果品種,在2018年9月13日至10月19日，于成熟時(shí)采自遼寧省果樹科學(xué)研究所蘋果示范園,分別選取樹冠中部靠外圍無病蟲害、無機(jī)械損傷、大小均勻、著色程度一致的果實(shí)。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理 每個(gè)品種隨機(jī)挑選30個(gè)新鮮果實(shí)，蒸餾水洗凈、擦干，果實(shí)去皮、去核，縱向切分成1.0～1.5 cm厚度果片，每30片放入塑料保鮮盒中，每個(gè)品種為1個(gè)處理，每個(gè)處理5盒，重復(fù)3次，置于4 ℃展示柜中冷藏，冷藏期間每4 d測(cè)定相關(guān)指標(biāo)的變化。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定

1.2.2.1 失重率 測(cè)定貯藏時(shí)和測(cè)定時(shí)的果實(shí)質(zhì)量，計(jì)算失重率。

1.2.2.2 可溶性固形物(Total soluble solid，TSS)、可滴定酸(Titritable acidity，TA)含量 采用PAL-BX/ACID5糖酸度計(jì)，取果肉部分勻漿過濾測(cè)定TSS、TA含量。

1.2.2.3 褐變強(qiáng)度 參考齊海萍等[12]的方法，取約2 g果肉，按1∶10比例加蒸餾水，低溫下勻漿2 min，過濾后取濾液于25 ℃保溫5 min測(cè)定褐變強(qiáng)度，結(jié)果以O(shè)D410 nm×10表示。

1.2.2.4 類黃酮、總酚含量 采用1%鹽酸-甲醇比色法[13]測(cè)定，以每1 g果蔬組織在波長(zhǎng)280 nm處吸光度值表示總酚含量，即OD280 nm/g；在波長(zhǎng)325 nm處吸光度值表示類黃酮含量，即OD325 nm/g。

1.2.2.5 PPO活性 稱取去皮果肉5.0 g，以0.1 mol/L、pH值5.5的乙酸-乙酸鈉提取緩沖液研磨，采用鄰苯二酚比色法[13]測(cè)定，以每1 min反應(yīng)體系在420 nm處吸光度值增加0.01時(shí)所需的酶量為1個(gè)活性單位。

1.2.2.6 POD活性 稱取去皮果肉5.0 g，以0.1 mol/L、pH值5.5的乙酸-乙酸鈉提取緩沖液研磨，采用愈創(chuàng)木酚比色法[13]測(cè)定，以每1 min反應(yīng)體系在470 nm處吸光度值增加0.01時(shí)所需的酶量為1個(gè)活性單位。

1.2.2.7 PAL活性 稱取去皮果肉5.0 g，以0.1 mol/L、pH值8.8的硼酸-硼砂提取緩沖液研磨，采用苯丙氨酸比色法[13]測(cè)定，以每1 min反應(yīng)體系在290 nm處吸光度值增加0.01時(shí)所需的酶量為1個(gè)活性單位。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與制圖，采用SPSS 20.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果鮮切后冷藏期間的品質(zhì)變化

2.1.1 蘋果鮮切后冷藏期間的失重率變化 從圖1可以看出，各品種蘋果切后冷藏期間失重率不斷升高，切后冷藏至12 d時(shí)各品種失重率由高到低依次為望山紅、秋富紅、岳陽(yáng)紅、岳冠、岳華、岳蘋、岳帥，各品種失重率在3.80%～5.24%。其中，望山紅、秋富紅、岳陽(yáng)紅之間失重率差異顯著且均顯著高于岳冠、岳華、岳蘋、岳帥(P<0.05)，岳冠、岳華間差異不顯著(P>0.05)，但顯著高于岳帥(P<0.05)，岳冠、岳華與岳蘋間差異未達(dá)顯著水平(P>0.05)。

2.1.2 蘋果鮮切后冷藏期間的TSS、TA含量變化 由圖2可知，各品種蘋果鮮切時(shí)TSS含量由高到低依次為秋富紅、岳華、岳帥、岳蘋、望山紅、岳冠、岳陽(yáng)紅。冷藏0 d時(shí)，岳蘋和望山紅TSS含量間無顯著差異(P>0.05)，其余品種均呈顯著性差異(P<0.05)，除岳帥冷藏期間TSS含量降低6.4%外，其余品種TSS含量均升高，升幅在13.3%～21.3%，升幅最大的為望山紅，其次是岳冠，秋富紅和岳蘋升幅較小，這可能是因?yàn)榍泻骉SS分解速率不及果實(shí)失水萎蔫速率。切后冷藏至12 d時(shí)，各品種TSS含量由高到低依次為秋富紅、岳華、望山紅、岳冠、岳蘋、岳陽(yáng)紅、岳帥，除岳蘋和岳陽(yáng)紅之間無顯著差異外(P>0.05)，其余各品種TSS含量均呈顯著性差異(P<0.05)。各品種蘋果鮮切時(shí)TA含量由高到低依次為岳冠、岳華、秋富紅、望山紅、岳陽(yáng)紅、岳蘋、岳帥，各品種TA含量均達(dá)顯著性差異(P<0.05)，冷藏12 d后，岳冠、岳華、秋富紅、望山紅、岳陽(yáng)紅、岳蘋、岳帥TA降幅分別為18.8%、24.0%、39.6%、22.5%、39.3%、40.8%、71.8%，TA含量由高到低為岳冠、岳華、望山紅、秋富紅、岳陽(yáng)紅、岳蘋、岳帥，各品種間仍呈顯著性差異(P<0.05)。

圖1 蘋果鮮切后冷藏期間失重率的變化Fig.1 Changes in weight loss rate of fresh-cut apples during cold storage period

圖2 蘋果鮮切后冷藏期間TSS、TA含量的變化Fig.2 Changes in total soluble solid,titratable acid contents of fresh-cut apples during cold storage period

2.2 蘋果鮮切后冷藏期間褐變影響指標(biāo)變化

2.2.1 蘋果鮮切后冷藏期間褐變強(qiáng)度變化 褐變強(qiáng)度反應(yīng)鮮切蘋果褐變程度，由圖3可知，各品種蘋果鮮切后冷藏期間果肉褐變強(qiáng)度均不斷升高。切分時(shí)，各品種褐變強(qiáng)度由高到低為岳蘋、岳陽(yáng)紅、岳華、秋富紅、岳帥、岳冠、望山紅。各品種切后冷藏12 d后，各品種果肉褐變強(qiáng)度增幅由小到大為岳華、岳帥、岳冠、岳陽(yáng)紅、岳蘋、望山紅、秋富紅，增幅分別為27.0%、29.8%、32.9%、33.0%、48.3%、57.1%、58.1%。切后冷藏12 d時(shí)，各品種褐變強(qiáng)度為8.87%～15.1%，由高到低為岳蘋、秋富紅、岳陽(yáng)紅、望山紅、岳華、岳帥、岳冠，除岳帥和岳冠之間差異不顯著外(P>0.05)，其余各品種之間褐變強(qiáng)度均呈顯著性差異(P<0.05)。

2.2.2 蘋果鮮切后冷藏期間總酚、類黃酮的含量的變化 從圖4可以看出，鮮切時(shí)，各品種總酚含量由高到低為秋富紅、岳陽(yáng)紅、岳蘋、望山紅、岳冠、岳華、岳帥，各品種間差異顯著(P<0.05)。冷藏12 d后總酚含量增幅為8.1%～87.4%， 岳帥增幅最大， 秋

富紅、 望山紅增幅小。切后冷藏至12 d后， 總酚含量由高到低依次為岳陽(yáng)紅、秋富紅、岳蘋、望山紅、岳冠、岳華、岳帥，其中，岳陽(yáng)紅與秋富紅、岳華與岳帥差異不顯著(P>0.05)，其余呈顯著性差異(P<0.05)。切分時(shí)岳陽(yáng)紅、秋富紅、岳蘋類黃酮含量較高且三者差異顯著(P<0.05)，其余品種含量低且差異不顯著(P>0.05)。冷藏期間各品種類黃酮含量不斷升高，冷藏12 d時(shí)各品種類黃酮含量增值在0.11～0.57 OD325 nm/g，岳帥增值最小，岳陽(yáng)紅增值最大。切后冷藏12 d后，類黃酮含量由高到低為秋富紅、岳陽(yáng)紅、岳蘋、望山紅、岳冠、岳華、岳帥，各品種間均呈顯著性差異(P<0.05)。

圖3 蘋果鮮切后冷藏期間褐變強(qiáng)度的變化Fig.3 Changes in browning degree of fresh-cut apples during cold storage period

圖4 蘋果鮮切后冷藏期間總酚、類黃酮含量的變化Fig.4 Changes in total phenol,falconoid contents of fresh-cut apples during cold storage period

2.3 蘋果鮮切后冷藏期間PPO、POD、PAL活性變化

從圖5可知，切后冷藏期間秋富紅、岳蘋、望山紅PPO活性較高，岳帥、岳冠PPO活性較低。其中，岳帥PPO活性變化小，始終顯著低于其他品種(P<0.05)。鮮切時(shí)除岳陽(yáng)紅與岳冠PPO活性差異不顯著(P>0.05)，其余各品種間PPO活性均呈顯著性差異(P<0.05)，切后冷藏期間，除岳帥外，各品種切后冷藏期間均有明顯的PPO活性高峰。切后冷藏12 d時(shí)，除岳蘋PPO活性高于秋富紅外，其余品種PPO活性高低與切分時(shí)順序相同，岳蘋與秋富紅，望山紅與岳華PPO活性差異不顯著(P>0.05)，其余品種差異顯著(P<0.05)。各品種切分時(shí)POD活性較低，切后冷藏期間POD活性不斷升高。岳陽(yáng)紅、岳帥、望山紅、秋富紅、岳華、岳冠、岳蘋切分時(shí)POD活性分別為0.007 3、0.002 7、0.014 9、0.014 7、0.010 2、0.030 9、0.031 6 U/(min·g)。切后冷藏至12 d后，各品種POD活性分別升至切分時(shí)的96、1 272、63、60、109、44和18倍，除望山紅與秋富紅，岳陽(yáng)紅與岳蘋POD活性差異不顯著外(P>0.05)，其余品種呈顯著性差異(P<0.05)。

各品種鮮切時(shí)PAL活性較低，為2.4～9.0 U/(h·g)，冷藏期間PAL活性不斷升高。切后冷藏至12 d時(shí)，各品種PAL活性由高到低依次為岳帥、岳陽(yáng)紅、岳華、岳冠、望山紅、秋富紅、岳蘋。其中，岳帥切后冷藏期間PAL活性一直顯著高于其他品種(P<0.05)，岳華與岳陽(yáng)紅、岳冠PAL活性間無顯著差異(P<0.05)，岳陽(yáng)紅、岳冠間差異顯著(P<0.05)，秋富紅與望山紅、岳蘋無顯著差異(P>0.05)，望山紅、岳蘋間差異顯著(P<0.05)。

2.4 蘋果鮮切后冷藏期間品質(zhì)、生理的指標(biāo)相關(guān)性分析

由表1可知，供試品種鮮切后果肉褐變強(qiáng)度與類黃酮含量和失重率極顯著正相關(guān)，褐變強(qiáng)度與可滴定酸含量極顯著負(fù)相關(guān)；總酚含量與類黃酮含量、PPO活性極顯著正相關(guān)；類黃酮含量與PPO活性、TSS含量顯著正相關(guān)；PPO活性與TSS含量極顯著正相關(guān)，與POD、PAL活性顯著負(fù)相關(guān)；POD活性與TA含量顯著負(fù)相關(guān)，與PAL活性和失重率極顯著正相關(guān)；PAL活性與失重率極顯著正相關(guān)，與TA含量顯著負(fù)相關(guān)；TSS含量與失重率顯著正相關(guān)。

圖5 蘋果鮮切后冷藏期間PPO、POD、PAL活性變化 Fig.5 Changes in PPO,POD,PAL activities of fresh-cut apples during cold storage period

表1 蘋果鮮切后冷藏期間品質(zhì)、生理指標(biāo)的相關(guān)性分析Tab.1 Correlation analysis in quality and physiological indexes of fresh-cut apples during cold storage period

3 結(jié)論與討論

果實(shí)失重率反映果實(shí)新鮮度，當(dāng)失重率達(dá)鮮切水果總質(zhì)量的4%～6%時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)明顯的萎蔫和起皺現(xiàn)象，并引發(fā)一系列的不良生理反應(yīng)[14]。TSS和TA是果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響果品風(fēng)味，采后作為呼吸基質(zhì)被消耗，導(dǎo)致果品營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)降低、風(fēng)味減弱[15]。本研究中，蘋果鮮切后果肉失重率、TSS含量總體增加，TA含量總體降低，共同導(dǎo)致果實(shí)營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味和感官品質(zhì)裂變。各品種切后冷藏12 d，果實(shí)開始出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，失去商品價(jià)值。因此，本研究認(rèn)為，鮮切蘋果的適宜冷藏期最長(zhǎng)為12 d。鮮切冷藏期間,望山紅、秋富紅褐變強(qiáng)度增幅較高，褐變程度較重，屬于不抗褐變品種。岳帥、岳冠、岳華、岳陽(yáng)紅褐變強(qiáng)度增幅較低，褐變程度較輕，屬于抗褐變品種。其中，岳華、岳陽(yáng)紅2個(gè)品種鮮切時(shí)果肉底色重，造成冷藏后果肉顏色相對(duì)較深，鮮切后外觀商品性較差。

總酚和黃酮類作為果實(shí)內(nèi)的活性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有抗氧化性，不但影響果實(shí)褐變，對(duì)人體健康也有積極作用。本研究表明，各品種蘋果鮮切后總酚和類黃酮含量總體均呈上升趨勢(shì)，為褐變提供了底物，使果實(shí)褐變度不斷增加，這與張佳俊等[16]測(cè)定不同品種桃果漿貯存過程中總酚、類黃酮含量變化趨勢(shì)一致。鮮切后褐變強(qiáng)度增加幅度低的岳帥和岳華總酚和類黃酮含量均低于其他品種，其中岳帥果肉白且褐變強(qiáng)度增幅低，褐變強(qiáng)度增幅最大的秋富紅總酚和類黃酮含量均較高。這與李淑玲等[17]研究發(fā)現(xiàn)蘋果褐變度與總酚等含量呈正相關(guān)的結(jié)果一致。

酚類物質(zhì)酶促氧化是果實(shí)褐變的關(guān)鍵，PPO、POD和PAL是影響果實(shí)褐變的關(guān)鍵酶[18]。PPO使酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致果實(shí)褐變，POD是果實(shí)褐變的保護(hù)酶，但在H2O2存在時(shí)也可通過催化酚類物質(zhì)、類黃酮的氧化聚合導(dǎo)致果實(shí)褐變[19]，PAL可參與苯丙氨酸代謝生成羧酸，再經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)變形成酶促反應(yīng)底物酚，加速褐變[20]。蘋果經(jīng)切分后，酶和底物的區(qū)域化結(jié)構(gòu)被打破，生理活動(dòng)加劇，PPO、POD和PAL活性升高，引發(fā)果肉褐變，嚴(yán)重影響其感官質(zhì)量及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[21]。本研究中，抗褐變的品種岳帥和岳冠具有較低水平的PPO活性，較高水平的POD、PAL活性，不抗褐變的望山紅、秋富紅、岳蘋PPO活性較高，POD、PAL活性較低，其中，岳帥PPO活性低，POD、PAL活性較高，而褐變強(qiáng)度最大的岳蘋除PPO活性略低于秋富紅外，POD和PAL活性均最低。這與楊巍等[22]研究認(rèn)為褐變抑制處理效果最好的蘋果具有最低的PPO活性和最高的POD活性的結(jié)果一致，也與張佳俊等[16]研究認(rèn)為抗褐變的桃品種具有較低水平的PPO、較高水平的POD結(jié)果相符，但與白永亮等[23]認(rèn)為抗褐變的香蕉品種具有較低的PPO和POD活性的結(jié)果不完全一致，其原因可能是不同品種果品具有不同的褐變生理及酶活性變化機(jī)制。

本研究中選定的指標(biāo)均影響鮮切蘋果貯期品質(zhì)與褐變，對(duì)各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果表明，果肉褐變強(qiáng)度與類黃酮含量和失重率極顯著正相關(guān)，與總酚含量和PPO活性顯著正相關(guān)，與TA含量極顯著負(fù)相關(guān)，說明PPO是影響參試品種果實(shí)鮮切褐變的主導(dǎo)酶，這與馮立娟等[24]在石榴上的研究結(jié)果相一致。

本研究供試品種中，岳帥、岳冠為抗褐變品種，適合鮮切及加工；秋富紅、望山紅、岳蘋不抗褐變，不適合鮮切和加工；岳華和岳陽(yáng)紅抗性中等，但果肉底色深，冷藏后果肉顏色相對(duì)較深，也不適合鮮切及加工。但是，本研究只進(jìn)行了褐變底物總酚、類黃酮含量的測(cè)定與分析，今后可以進(jìn)行不同種類酚類組成和含量的測(cè)定與分析，深入探討褐變底物的差異對(duì)果實(shí)褐變程度的影響。此外，本研究分析了不同蘋果品種切后品質(zhì)和褐變生理差異，今后可進(jìn)一步分析不同護(hù)色劑對(duì)果實(shí)褐變的影響，以確定影響鮮切蘋果褐變的關(guān)鍵因素及褐變的適宜抑制措施。