林芝“黑鉆”蘋果的貯藏特性分析

徐丹丹

（西藏農(nóng)牧學(xué)院，西藏 林芝 860000）

蘋果含有豐富的礦物質(zhì)和維生素等營養(yǎng)成分，具有較高的營養(yǎng)價值，為全球消費者青睞的水果。采摘后的蘋果因溫度、氧氣等多種因素的影響，使其在貯藏過程中發(fā)生一系列復(fù)雜變化[1-2]，隨著蘋果中有機酸和淀粉持續(xù)地轉(zhuǎn)化為糖及其他風(fēng)味成分，其酸味降低。由于自身的蒸騰作用，水分和營養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗，使蘋果果實皺縮、品質(zhì)下降、口感變差、風(fēng)味變淡，商品價值降低[3-4]。西藏自治區(qū)林芝市巴宜區(qū)布久鄉(xiāng)杰麥村地處北緯26°52′～30°40′，東經(jīng)92°09′～98°47′，該地區(qū)所產(chǎn)的林芝“黑鉆”蘋果是高原蘋果中主要品種之一。目前對“富士”“紅星”等品系蘋果的貯藏期品質(zhì)研究較多，但評估方式均較為單一，且尚未發(fā)現(xiàn)對高原環(huán)境下林芝“黑鉆”蘋果貯藏期品質(zhì)研究的報道。本研究以林芝“黑鉆”蘋果為研究對象，分析常溫下不同貯藏時間蘋果中礦物質(zhì)元素、可溶性糖、可溶性固形物含量及糖酸比，并利用電子鼻考察其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，以期為高原常溫環(huán)境下“黑鉆”蘋果的貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

“黑鉆”蘋果，于10 月下旬采摘于林芝市藏漢情園農(nóng)場；厚度為0.03 mm 的聚乙烯保鮮袋（18 cm×20.8 cm）。

偏磷酸、草酸、碘酸鉀、碳酸氫鈉、碘結(jié)晶，濟寧銘優(yōu)化工有限公司；2,6-二氯靛酚鈉，山東誠泰化工有限公司；碘化鉀，茂名市雄大化工有限公司；抗壞血酸（食品級），西安木森生物工程有限公司。其他試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

PAL-1 型迷你數(shù)顯糖度計、PAL-BX/ACID 181型糖酸度計，日本ATAGO 公司；L-550 型離心機，湘儀離心機儀器有限公司；018-80 型原子吸收分光光度計，日本日立公司；JA21002 型精密電子天平、L3-C1 型榨汁機，上海浦予工業(yè)科技有限公司；PEN3 型電子鼻，德國Airsense 公司；xt-500a 型304 不銹鋼粉碎機，永康紅太陽機電有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

挑選成熟度一致，無機械損傷和病蟲害的“黑鉆”蘋果果實作為試驗材料。將供試蘋果裝入打孔的聚乙烯保鮮袋內(nèi)，每袋5個，于（25±2）℃、相對濕度75%～80%下貯藏30 d，每5 d取1次樣，每次隨機取5個果實測定礦物質(zhì)元素、VC、可溶性固形物含量及糖酸比，并使用電子鼻測定其揮發(fā)性香味物質(zhì)。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 礦物質(zhì)元素含量

蘋果清洗削皮后，將果肉粉碎放入烘箱中100 ℃烘干至恒重。稱取0.05～0.25 g至消解罐中，加入消解劑（10 mL質(zhì)量分數(shù)為0.2%的硝酸溶液），置于電熱板上進行預(yù)消解后，采用原子吸收分光光度計測定樣品中鈣、鎂、鉀含量，每組樣品重復(fù)測定5次，結(jié)果取平均值[5]。

1.2.2.2 VC含量

稱取100 g 果肉榨汁，過濾，移取20 mL 濾液至100 mL容量瓶中，加入20 g/L偏磷酸溶液定容，搖勻。取10 mL樣品溶液至錐形瓶內(nèi)，用0.10 mg/mL 2,6-二氯靛酚鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈粉紅色15 s不褪色，同時做空白試驗，根據(jù)消耗的滴定液體積，按照下式計算樣品中VC 含量[6]。平行測定5 次，結(jié)果取平均值。

式中：X為樣品中VC含量，mg/100 g；V為樣品滴定消耗的染料體積，mL；V0為空白滴定消耗的染料體積，mL；T為滴定度，mg/mL；D為稀釋倍數(shù)；m為樣品質(zhì)量，g。

1.2.2.3 可溶性固形物含量、糖酸比測定及蘋果染色與揮發(fā)性香味物質(zhì)分析

可溶性固形物含量：使用手持式糖度計進行測定；糖酸比：使用糖酸度計測定；淀粉染色分析：首先將蘋果沿赤道面切開后，將其中任意一半置于含有碘溶液的培養(yǎng)皿中1 min，通過碘液的染色面積來評定蘋果的成熟度等級[7]；揮發(fā)性香味物質(zhì)：使用電子鼻進行分析[8]。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5 軟件進行圖表繪制；電子鼻所測得的結(jié)果采用設(shè)備配套的Winmuster 軟件進行主成分分析（PCA）和載荷分析（LA）。試驗結(jié)果為5 次測定結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏期間“黑鉆”蘋果礦物質(zhì)元素含量變化

圖1 為貯藏期間蘋果中鈣、鎂、鉀3 種主要礦物質(zhì)元素的含量變化。由圖1可以看出，整個貯藏期間鉀元素含量相對較高，而鈣、鎂含量相對較低。貯藏30 d 時，蘋果中鉀、鈣、鎂元素的含量均比初值增加，但差異均不明顯，表明“黑鉆”蘋果在30 d 的貯藏期中礦物質(zhì)含量穩(wěn)定。

圖1 貯藏期間“黑鉆”蘋果鉀含量（A）和鈣、鎂含量（B）Fig.1 Contents of potassium(A)and calcium and magnesium(B)in‘Black Diamond’apples during storage

2.2 貯藏期間“黑鉆”蘋果VC含量變化

由圖2 可知，在貯藏初期，蘋果的VC 含量較高。隨著貯藏時間的延長，VC 含量逐漸降低。貯藏10 d時，蘋果的VC 含量僅為13.72 mg/100 g。VC 是蘋果中的重要營養(yǎng)成分，采后易氧化分解，說明需采用保鮮手段以維持蘋果中的VC含量。

圖2 貯藏期間“黑鉆”蘋果的VC含量Fig.2 Contents of VC in‘Black Diamond’apples during storage

2.3 貯藏期間“黑鉆”蘋果可溶性固溶物含量和糖酸比變化

由圖3 可知，在貯藏初期，蘋果中可溶性固形物含量相對較低，隨后逐漸升高，這可能是在貯藏后期，蘋果中的碳水化合物、脂類、蛋白質(zhì)等代謝物發(fā)生分解，造成糖分不斷累積的結(jié)果[9]。由圖4可知，隨著貯藏時間的延長，蘋果中糖酸比呈先減小后增大的趨勢，這可能是由于高海拔貯藏環(huán)境的影響，使得蘋果貯藏初期糖酸比值減小，但在淀粉酶的作用下，蘋果中淀粉不斷轉(zhuǎn)化形成的還原糖、可溶性糖含量升高，致使后期糖酸比增大[10]。

圖3 貯藏期間“黑鉆”蘋果的可溶性固形物含量Fig.3 Contents of soluble solid in‘Black Diamond’apples during storage

圖4 貯藏期間“黑鉆”蘋果的糖酸比Fig.4 Sugar-acid ratios of‘Black Diamond’apples during storage

2.4 貯藏期間“黑鉆”蘋果的染色分析

由圖5 可知，隨著貯藏時間的延長，蘋果中淀粉的染色面積不斷減少，表明蘋果在貯藏過程中不斷成熟，淀粉逐漸被水解消耗[11]。

圖5 貯藏期間“黑鉆”蘋果的染色分析Fig.5 Staining analysis of‘Black Diamond’apples during storage

2.5 貯藏期間“黑鉆”蘋果“香氣”響應(yīng)值的變化

表1 顯示了貯藏期間電子鼻10 個傳感器對蘋果“香氣”即揮發(fā)性香味物質(zhì)的響應(yīng)值變化。由表1 可知，傳感器W5S、W1W 和W2W 對蘋果中“香氣”的響應(yīng)值較高，表示貯藏期間蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)主要為氮氧類化合物、無機硫類化合物及有機硫類化合物，這與張鵬等[12]分析貨架期富士蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)的組成成分基本一致，而W1C、W3C、W6S、W5C、W3S 傳感器的響應(yīng)值均在1.0 左右，表明上述傳感器對蘋果“香氣”不敏感。在貯藏第15天和第20天，蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)變化不明顯，貯藏25 d時，蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)響應(yīng)值最高，且與其他階段差異最大，但在30 d時出現(xiàn)下降，原因可能是貯藏時間過長，使揮發(fā)性香味物質(zhì)大量減少。

表1 “黑鉆”蘋果貯藏期間的電子鼻響應(yīng)值分析結(jié)果Table 1 Analysis result of electronic nose response values of‘Black Diamond’apples during storage

2.6 貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)的主成分分析

PCA 分析是通過正交變換，將多個變量轉(zhuǎn)化成可包含原有指標(biāo)完整信息的較少變量。圖6 為貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)的主成分分析圖。為保證分析方法的可靠性，要求主成分的累計貢獻率達到80%以上。由圖6 可見，第一主成分的貢獻率為96.01%，第二主成分的貢獻率為3.14%，總貢獻率達到99%以上，表明結(jié)果涵蓋了樣本的大部分原始信息，所受干擾較小，降維有效。第一主成分可較好地反映原始高維矩陣的主要特征信息。從主成分分析結(jié)果可知，數(shù)據(jù)采集點所在的橢圓區(qū)域在圖中既有特定區(qū)域分布，又有部分重疊，說明不同貯藏時間下蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)有所不同，可被電子鼻區(qū)分。

圖6 貯藏期間“黑鉆”蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)的主成分分析Fig.6 Principal component analysis of volatile aroma compounds in‘Black Diamond’apples during storage

2.7 揮發(fā)性香味物質(zhì)的載荷分析

通過觀察不同傳感器在載荷分析圖中的位置，可直觀顯示傳感器對蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)的貢獻率，距離原點越遠的傳感器越有助于揮發(fā)性香味物質(zhì)的分析[13]。基于PCA 分析結(jié)果，采用Loading 分析法對各傳感器的響應(yīng)值進行分析，將距離原點較遠的傳感器歸為重要識別傳感器[14]。由圖7 可知，W1W 傳感器（無機硫類化合物）對第一主成分的貢獻最大，其次為W2W 傳感器（有機硫類化合物）；W5S傳感器（氮氧類化合物）對第二主成分的貢獻最大；其他傳感器距離原點較近，其在揮發(fā)性香味物質(zhì)的判別中僅起一定輔助作用。因此，可以選擇W1W、W2W 和W5S 傳感器分析林芝“黑鉆蘋果”的揮發(fā)性香味物質(zhì)，這與采用電子鼻考察華富蘋果揮發(fā)性香味物質(zhì)變化選用的傳感器種類相近[15]。

圖7 貯藏期間“黑鉆”蘋果整體揮發(fā)性香味物質(zhì)載荷分析Fig.7 Loading analysis of volatile aroma substances in‘Black Diamond’apples during storage

3 結(jié)論

通過對林芝“黑鉆”蘋果在高原環(huán)境下常溫貯藏期間礦物質(zhì)元素、VC 和可溶性固形物含量及糖酸比的測定與揮發(fā)性香味物質(zhì)的分析，考察其貯藏期間的品質(zhì)變化特性。結(jié)果表明：隨著貯藏時間的延長，蘋果的可溶性固形物含量、糖酸比均呈先下降后上升的趨勢，VC含量持續(xù)下降，礦物質(zhì)元素含量保持較穩(wěn)定；電子鼻系統(tǒng)對蘋果貯藏期間揮發(fā)性香味物質(zhì)的分析顯示，不同貯藏時間蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)差異較大，其中揮發(fā)性香味物質(zhì)第一主成分以無機硫類和有機硫類化合物為主，第二主成分以氮氧類化合物為主；W1W、W2W和W5S傳感器可用于分析林芝“黑鉆”蘋果的揮發(fā)性香味物質(zhì)。后期研究將擴大樣品數(shù)量與檢測指標(biāo)，建立預(yù)測模型，以期為高原環(huán)境下“黑鉆”蘋果的采后貯藏研究提供借鑒。