杜孟持，王文燕，于建強(qiáng)，王佳慧，趙玉文，胡大剛

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝科學(xué)與工程學(xué)院/作物生物學(xué)國家重點實驗室/山東省果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，山東 泰安 271018；2.揚州大學(xué) 園藝與植物保護(hù)學(xué)院，江蘇 揚州 225009）

中國是世界上主要的蘋果生產(chǎn)國和消費國，其栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位。其中，嘎啦蘋果（Malus domesticacv.Gala）是我國蘋果中最主要的早熟品種，具有上市早、果實鮮艷、肉質(zhì)金黃、酸甜適口的特點，深受消費者喜愛，也是蘋果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中的重點發(fā)展品種之一［1］。近年來，由嘎啦培育而成的品種成熟期從早熟、中熟到中晚熟，如‘皇家嘎啦’‘帝國嘎啦’‘麗嘎啦’‘紅嘎啦’‘太平洋嘎啦’等品種，呈現(xiàn)品系化栽培［2］?！始腋吕病且环N被廣泛用于蘋果轉(zhuǎn)化的基因型品種。其中，沈陽大學(xué)園藝學(xué)院選用蘋果轉(zhuǎn)化中廣泛應(yīng)用的基因型‘皇家嘎啦’作為種子來源，從‘皇家嘎啦’的離體幼苗無性系中篩選出了具有較高增殖能力、葉形正常、葉面光滑的無性系，命名為‘GL-3’。‘GL-3’蘋果因其具有極高的不定再生能力，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化［3］。

關(guān)于嘎啦蘋果的研究，趙德英等研究了不同中間砧嘎啦蘋果幼樹的樹體形態(tài)和各器官養(yǎng)分分布特征，揭示了樹體矮化與根系礦質(zhì)營養(yǎng)分布和積累之間的關(guān)系［4-5］；陶茹等研究了不同矮化中間砧對嘎啦蘋果果實品質(zhì)的影響［6-7］，以達(dá)到優(yōu)化蘋果品種結(jié)構(gòu)、調(diào)整嘎啦蘋果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的。另外還有研究揭示了植物生長調(diào)節(jié)劑對嘎啦蘋果果形及品質(zhì)的影響［8-9］，以期提高嘎啦蘋果品質(zhì)及其商品價值。孫英杰等研究發(fā)現(xiàn)了采前對乙烯的調(diào)控有效地改變了嘎啦蘋果的采收及貯藏品質(zhì)，采前噴施乙烯抑制劑可以保持果實冷藏期間的質(zhì)地，延緩果實軟化［10］。李猛等通過研究不同采收期對嘎啦蘋果采后果實品質(zhì)的影響，確定了盛花后117 ～120 d 天為嘎啦蘋果的最佳采收期［11］；彭玲等通過滲灌施氮降低氮素?fù)p失，顯著促進(jìn)植株對氮素的吸收利用，優(yōu)化了光合產(chǎn)物在各器官間分配，從而提高蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)［12］。

作為母本的‘皇家嘎啦’，有良好抗逆性、適應(yīng)性，是一種豐產(chǎn)、早果、優(yōu)質(zhì)的蘋果優(yōu)良品種。但目前有關(guān)采收鮮食‘GL-3’蘋果品質(zhì)分析評價方面的研究較少，將‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果選為研究對象，分析蘋果的品質(zhì)差異，為確定‘GL-3’蘋果的品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于 2020—2021 年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室進(jìn)行。以‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果果實為試驗材料，自2021 年4 月中旬起，分別采收盛花后30、60、90 和120 d 的果實進(jìn)行試驗。挑選果型、大小、顏色相似且表面無病害和機(jī)械傷痕的蘋果進(jìn)行實驗，每次采樣隨機(jī)取10 個蘋果，設(shè)置為5 個重復(fù)。

1.2 試驗方法

1.2.1 生物學(xué)及外觀品質(zhì)測定 單果重用百分之一電子天平測定，單位為g。果形指數(shù)以果實縱徑和橫徑比值表示，果實縱、橫徑使用精度為 0.02 mm的游標(biāo)卡尺測量。蘋果硬度測定采用Zhang 等的方法并略加改進(jìn)。使用英國 Stable MicroSystems 公司生產(chǎn)的TA.XT plus 型質(zhì)構(gòu)儀測定果實硬度。每次隨機(jī)選取5 個果實，在果實赤道面隨機(jī)選取距離相等的3 個點進(jìn)行測定，取平均值。所測硬度數(shù)值用質(zhì)構(gòu)儀Texture Exponent 32 軟件自動分析計算，硬度單位為kg/cm。

1.2.2 果實營養(yǎng)品質(zhì)測定 可溶性固形物拓普TD-35 數(shù)字折光儀測定，單位為%。可滴定酸根據(jù)酸堿中和原理［13］采用滴定法測定，單位為%。固酸比為可溶性固形物含量與可滴定酸含量之比。植物可溶性糖使用植物可溶性糖試劑盒（KT-2-Y，科銘，蘇州，中國）測定，單位為mg/g。淀粉含量使用植物淀粉含量測試盒（DF-2-Y，科銘，蘇州，中國）進(jìn)行測定，單位為mg/g。蘋果酸和檸檬酸含量使用超高效液相色譜儀（島津LC-30ANexera UHPLC）測定［14］，單位為mg/g。果糖、蔗糖和葡萄糖使用毛細(xì)管電泳儀（Beckman Instruments Inc,Palo Alto,CA,USA）測定［15］，單位為mg/g。植物總酚的測定采用福林酚法［13］，單位為mg/g。蘋果香氣的提取與檢測參考王傳增等［16］的方法并略加改進(jìn)，使用日本Shimadzu 公司生產(chǎn)的 GC/MSQP2010 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行香氣物質(zhì)的檢測，萃取頭選用 SPME 纖維萃取頭 50/30 μm DVB/CAR/ PDMS，各指標(biāo)測定時均做5 個重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

本試驗按照完全隨機(jī)實驗設(shè)計。用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用GraphPad Prism 6.01軟件（GraphPad Software Inc., San Diego, CA, USA）繪圖。試驗數(shù)據(jù)用SPSS 20.0（SPSS Inc., Chicago,IL, USA）統(tǒng)計軟件進(jìn)行顯著性分析(Duncan’s 多重比較法)和相關(guān)性分析，并以選取的主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，將各處理主成分得分和相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)構(gòu)建綜合評價模型，計算各處理的綜合評價得分，P＜ 0.05 為顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果果實的單果質(zhì)量

單果質(zhì)量是蘋果外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的重要評價指標(biāo)之一，果樹的生長環(huán)境和坐果量對單果質(zhì)量有著顯著影響，但它主要受果樹品質(zhì)的遺傳特性控制。單果質(zhì)量越大，蘋果的經(jīng)濟(jì)價值也就越高。由表1可知，‘皇家嘎啦’蘋果的單果重平均值為137.9 g，‘GL-3’蘋果的單果重平均值為129.2 g，二者無顯著性差異?！始腋吕病汀瓽L-3’蘋果平均單果重量均達(dá)到中型果的高檔優(yōu)質(zhì)果品質(zhì)量要求。

表1 2 種蘋果外觀品質(zhì)和硬度Table 1 Two kinds of apple appearance quality and hardness

2.2 蘋果果實的果形指數(shù)

果形指數(shù)是果實縱徑與橫徑的比值，是果實發(fā)育前期細(xì)胞分裂導(dǎo)致的結(jié)果［17］，它能反映形狀與體積之間的關(guān)系，是衡量果實品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)之一［18］。由表1 可知。‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果果形指數(shù)集中在0.90 ～1.00 之間，為橢圓形。

2.3 蘋果果實硬度

果實硬度指果肉的抗壓能力，是評價蘋果食用品質(zhì)和貯藏品質(zhì)的指標(biāo)。果肉硬度較大，口感爽脆，耐貯藏性高，能有效減少果實在采摘、包裝、運輸過程中的機(jī)械損傷［19］。由表1 可知，‘皇家嘎啦’蘋果硬度相較于‘GL-3’有顯著差異，是其1.3 倍。

注：不同字母表示在P＜0.05 水平上差異顯著，下同。

2.4 蘋果果實可溶性固形物含量和淀粉含量的變化

可溶性固形物作為果實重要的食用品質(zhì)指標(biāo)之一，是將果樹光合作用產(chǎn)物轉(zhuǎn)運并儲藏在果實內(nèi)，能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等物質(zhì)的總稱，其中可溶性糖占主要比例。

可溶性糖主要包括果糖、葡萄糖和蔗糖等，由圖1A 可知，在盛花后30 ～120 d，‘皇家嘎啦’蘋果的果糖含量均呈上升趨勢。在盛花后30 ～60 d 時‘GL-3’蘋果果糖呈上升趨勢，盛花后60 ～120 d 時果糖含量無顯著變化，在盛花后120 d 時二者果糖含量為85.41 和51.01 mg/g。由圖1B 可知，在盛花后30 ～60 d，‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果葡萄糖含量均呈下降趨勢，在盛花后60 ～120 d，二者均呈上升趨勢，在各時期‘皇家嘎啦’蘋果的葡萄糖含量均高于‘GL-3’蘋果。在盛花后120 d 時，兩者含量分別為31.94 和21.17 mg/g。由圖1C 可知，在盛花后30 ～90 d，‘皇家嘎啦’蘋果和‘GL-3’蘋果蔗糖含量在各時期均為顯著變化，在盛花后90 ～120 d，二者蔗糖含量均上升，且‘皇家嘎啦’蘋果蔗糖含量高于‘GL-3’蘋果，二者含量分別為17.42 和11.10 mg/g。

圖1 2 種蘋果果實在盛花后各時期的果糖含量（A）、葡萄糖含量（B）、蔗糖含量（C）、可溶性糖含量（D）、可溶性固形物含量（E）和淀粉含量（F）Fig.1 The contents of fructose (A), glucose (B), sucrose (C), soluble sugar (D), soluble solid (E) and starch (F) of two kinds of apple fruits in each period after flowering

在測定以上3 種可溶性糖的基礎(chǔ)上，還測定了總的可溶性糖的含量，由圖1D 可知，在盛花后30 ～90 d，‘皇家嘎啦’果實中的可溶性糖含量上升，盛花后90 ～120 d，可溶性糖含量基本保持不變，其中，在盛花后30 ～60 d，可溶性糖含量上升最快。‘GL-3’果實在盛花后30 ～120 d 的可溶性糖含量呈上升趨勢。‘皇家嘎啦’果實的可溶性含量在盛花后30 ～120 d 均高于‘GL-3’蘋果，其中在盛花后120 d 的二者分別為126.56 和85.03 m/g。

可溶性固形物不僅直接影響蘋果的食用品質(zhì)，也左右果實的商品價值及貯運性能等。由圖1E 可知，在盛花后30 ～90 d，‘皇家嘎啦’蘋果的可溶性固形物含量略高于‘GL-3’蘋果，在盛花后120 d 時，前者顯著高于后者，二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為13.02%和12.98%。由圖1F 可知，在盛花后30 ～90 d，2 種蘋果品種的淀粉均呈上升趨勢，其每個時期‘皇家嘎啦’蘋果的淀粉含量均顯著低于‘GL-3’蘋果，盛花后90 d 的二者淀粉含量分別為30.17 和34.76 mg/g。盛花后90 ～120 d，果實內(nèi)淀粉含量下降，此時‘皇家嘎啦’蘋果淀粉含量高于‘GL-3’蘋果，分別為24.93 和21.45 mg/g。

2.5 蘋果果實可滴定酸含量的變化

蘋果中可滴定酸含量是蘋果風(fēng)味及食用品質(zhì)的評價指標(biāo)。由圖2A 可知，在盛花后30 ～120 d，‘皇家嘎啦’蘋果和‘GL-3’蘋果的可滴定酸含量呈下降趨勢，在盛花后30 ～60 d，可滴定酸含量下降速度較快：在盛花后30 d，‘皇家嘎啦’蘋果的可滴定酸含量顯著高于‘GL-3’蘋果，至果實成熟期（盛花后120 d），‘皇家嘎啦’蘋果和‘GL-3’蘋果可滴定酸含量降至最低。

圖2 2 種蘋果果實在盛花后各時期的可滴定酸含量（A）、蘋果酸含量（B）和檸檬酸含量（C）Fig.2 Titratable acid content (A), malic acid content (B) and citric acid content (C) of two kinds of apple fruits in each period after flowering

果品中可滴定酸主要包括蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、草酸等多種有機(jī)酸，蘋果的可滴定酸主要是蘋果酸，它是蘋果內(nèi)在品質(zhì)評價的重要指標(biāo)，直接影響果實的風(fēng)味和品質(zhì)［20］。由圖2B 可知，在盛花后30 ～120 d，‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果蘋果酸含量均呈下降趨勢，每個時期都無顯著差異，在盛花后120 d 的蘋果酸含量分別為2.43 和2.24 mg/g。由圖2C 可知,在盛花后30 ～120 d，2 種果實的檸檬酸含量均呈下降趨勢，‘皇家嘎啦’果實內(nèi)的檸檬酸含量在盛花后120 d 略高于‘GL-3’蘋果，二者分別為0.20 和0.18 mg/g，其余時期均無顯著差異。

2.6 蘋果果實的固酸比

固酸比，也稱糖酸比，指可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)與可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值，是評價果實風(fēng)味品質(zhì)的主要指標(biāo)之一。由圖3 可知，在盛花后30 ～120 d，‘皇家嘎啦’蘋果和‘GL-3’蘋果的固酸比比值呈上升趨勢，二者比值在40 ～60 之間，無顯著差異。

圖3 2 種蘋果果實在盛花后各時期的固酸比Fig.3 Solid acid ratio of two kinds of apple fruits in each period after flowering

2.7 植物總酚含量

蘋果的總酚含量以及酚類單體物質(zhì)的組成與蘋果加工產(chǎn)品的品質(zhì)密切相關(guān)［21］。由圖4 可知，在盛花后30 ～120 d，‘皇家嘎啦’蘋果和‘GL-3’蘋果的總酚含量呈下降趨勢，這是由于蘋果在果實的發(fā)育過程中，綠原酸、兒茶素、表兒茶素等多酚含量均呈下降趨勢［22］；在盛花后120 d，兩者無顯著差異，總酚含量分別為0.76 和0.69 mg/g。

圖4 2 種蘋果果實在盛花后各時期的總酚含量Fig.4 Total phenolic content of two kinds of apple fruits in each period after flowering

2.8 揮發(fā)性香氣成分

香氣是蘋果的重要品質(zhì)指標(biāo)，目前已報道蘋果的香氣成分達(dá)300 多種，包括酯類、醇類、醛類、酮類等［23］。蘋果的香氣受品種、成熟度、地理生態(tài)因子、采前采后調(diào)控措施等因素影響，揮發(fā)性成分的濃度和組成差異可形成“酯香”型、“醇香”型等不同的香氣類型。揮發(fā)性香氣成分 GC-MS 分析結(jié)果如表2 所示。

表2 兩種蘋果果實在盛花后各時期的香氣成分Table 2 Aroma components of two kinds of apple fruits at each stage after flowering

由表2 可知，在采收期（盛花后120 d）的‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果分別檢測到30 種香氣成分和22 種香氣成分，其中主要成分為乙酸丁酯、乙酸己酯、鄰苯二甲酸二乙酯、正己醇、正己醛和（E）-2-己烯醛。其中乙酸丁酯、乙酸己酯等酯類物質(zhì)可以為蘋果提供豐富的果香味和甜味［24-25］，而正己醇、正己醛和（E）-2-己烯醛，這些醇類和醛類物質(zhì)使蘋果呈現(xiàn)出典型的蘋果味和強(qiáng)烈清快的生青味［26-27］?！瓽L-3’蘋果中乙酸丁酯、乙酸己酯等酯類物質(zhì)顯著高于‘皇家嘎啦’蘋果，而正己醇、正己醛和（E）-2-己烯醛等醇類和醛類物質(zhì)‘GL-3’蘋果顯著低于‘皇家嘎啦’蘋果。使得‘GL-3’蘋果有更豐富的果香味和甜味，更少的蘋果味和生青味。

3 討論與結(jié)論

果實品質(zhì)是衡量園藝產(chǎn)品商品性最重要的評價標(biāo)準(zhǔn)，直接影響到產(chǎn)品的價格和銷量。果實品質(zhì)可以劃分為外在品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，果實的外在品質(zhì)主要取決于果實質(zhì)量、果實果形指數(shù)等; 果實的內(nèi)在品質(zhì)主要表現(xiàn)在果肉的風(fēng)味和質(zhì)地，即主要取決于果實的香氣和糖酸等營養(yǎng)成分［28］。

果實的果形指數(shù)是評價蘋果果實外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，實驗結(jié)果表明，‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果的果實外形大都為橢圓形，二者的果形指數(shù)無顯著性差異，在實際觀察中也發(fā)現(xiàn)這2 個品種沒有顯著差異。硬度作為評價果實品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，果肉細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞間的結(jié)合力、細(xì)胞構(gòu)成物的機(jī)械強(qiáng)度和細(xì)胞的膨壓都會影響果實的硬度。前人研究表明，果實硬度和果肉中的原果膠含量有關(guān)，隨著果實的成熟，原果膠被分解為果膠（或果膠酶），果肉細(xì)胞變松弛，果實的硬度也逐漸降低［29-30］。另外，果實成熟過程中，淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖也是造成果實硬度降低的原因。試驗結(jié)果顯示，‘皇家嘎啦’的果實硬度相較于‘GL-3’蘋果高31%，由此可以推測出，‘皇家嘎啦’有更好的貯藏性能。

可溶性固形物是包括可溶性糖、酸以及纖維素等成分，是評價蘋果內(nèi)部品質(zhì)的重要參數(shù)，蘋果可溶性固形物含量的有效檢測對于蘋果的生產(chǎn)、流通以及品質(zhì)至關(guān)重要［31］。本研究測定了‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果在盛花后120 d 的可溶性固形物含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)‘皇家嘎啦’蘋果的可溶性固形物含量顯著高于‘GL-3’蘋果?？傻味ㄋ岷恳彩窃u價果實品質(zhì)的重要指標(biāo)，而有機(jī)酸是主要的可滴定酸。隨著蘋果果實的生長發(fā)育，有機(jī)酸會逐漸積累，含量升高，而當(dāng)果實成熟、衰老時，有機(jī)酸因參與三羧酸循環(huán)、糖酵解反應(yīng)以及糖原異生作用等，含量表現(xiàn)出降低的趨勢［32］。‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果這2 種蘋果的可滴定酸含量在盛花后隨時間增加而逐漸降低，這與許寶峰等研究結(jié)果相似。他認(rèn)為蘋果在未成熟前，果內(nèi)含大量的可滴定酸，在果實成熟的過程中，可滴定酸降低。究其原因可能是部分的可滴定酸被果內(nèi)的一些生化酶催化成糖，也可能是在果實的生理過程中，部分的有機(jī)酸轉(zhuǎn)化成了 CO2和 H2O，消耗了果實內(nèi)的有機(jī)酸［33］。據(jù)賈定賢等的研究報道，風(fēng)味優(yōu)良蘋果的固酸比多為20 ～60，偏高者風(fēng)味趨甜，偏低者風(fēng)味偏酸［34］。成熟后的‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果的固酸比在40 ～60 之間，屬于風(fēng)味優(yōu)良的蘋果品種。果實中的有機(jī)酸是影響果實風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，蘋果果實中以蘋果酸為主［35］。史娟［36］的研究發(fā)現(xiàn)，不同中間砧嫁接的果實中蘋果酸、檸檬酸含量在盛花后30 d 至果實采收呈現(xiàn)下降的趨勢。在本研究中，‘皇家嘎啦’和‘GL-3’蘋果中的蘋果酸和檸檬酸含量隨著果實的生長逐漸減少，該結(jié)果與其一致。

蘋果果實中含有的糖類主要是淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖和少量的山梨醇，其中除淀粉外均為可溶性糖，可溶性糖中以果糖最甜［37］?？扇苄蕴堑脑黾邮固O果的風(fēng)味品質(zhì)有了很大的提高，淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖也被作為果實成熟的標(biāo)志［38］?！始腋吕病O果和‘GL-3’蘋果的可溶性糖含量、果糖含量、蔗糖含量、葡萄糖含量均隨著果實的生長逐漸增加，而淀粉含量在盛花后30 ～90 d 呈上升趨勢，在盛花后90 ～120 d 下降。這是由于蘋果在生理發(fā)育期中淀粉大量累積，果實步入成熟時，淀粉酶，蔗糖合成酶活性變高，淀粉被水解成為葡萄糖，果糖，蔗糖等可溶性糖［39］。

本研究選取山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗站‘皇家嘎啦’和‘GL-3’2 個蘋果品種，在對果實的單果質(zhì)量、果實縱橫徑、果實硬度、可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、固酸比、可溶性糖、淀粉、蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸、總酚、香氣15 項可量化的單因素品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了對比分析?！始腋吕病O果與‘GL-3’蘋果均為嘎啦系蘋果，由試驗結(jié)果表明，‘皇家嘎啦’蘋果果肉偏脆，有典型的蘋果味和強(qiáng)烈清快的生青味，比‘GL-3’蘋果有更好貯藏性能?！瓽L-3’蘋果果肉偏軟，但有更豐富的果香味和甜，對需要培育果香味蘋果提供了研究方向。另外，‘GL-3’蘋果具有更強(qiáng)的再生能力，成枝能力強(qiáng)，可能有更高的畝產(chǎn)，這需要進(jìn)一步的研究。