李昌宝,孙 健,李 丽,零东宁,何雪梅,李杰民,刘国明,郑凤锦,唐雅园,盛金凤

(广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007)

贮藏温度对香蕉糖酸组分的影响

李昌宝,孙 健*,李 丽,零东宁,何雪梅,李杰民,刘国明,郑凤锦,唐雅园,盛金凤

(广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007)

以“桂蕉6号”香蕉果实为对象,研究两种贮藏温度对其糖酸组分的影响。采用高效液相色谱法(HPLC)测定香蕉在室温(25 ℃)与低温(15 ℃)两种贮藏温度条件下糖酸组分含量的差异性。结果表明:贮藏温度显著影响(p<0.05)香蕉果实的蔗糖、葡萄糖、果糖、总糖、柠檬酸、总酸含量;在室温和低温贮藏条件下,其糖组分含量变化幅度较大,蔗糖增长幅度分别为74.66%、35.952%,葡萄糖增长幅度分别为62.30%、36.54%,果糖增长幅度分别为83.22%、57.65%,总糖增长幅度分别为73.731%、39.440%,而其有机酸组分及含量的变化相对缓和;在不同贮藏温度下,香蕉果实的糖酸组分含量存在一定差异,与室温贮藏相比,低温贮藏能有效抑制糖组分的增长速度。

香蕉,糖酸,组分,含量,差异性

香蕉属芭蕉科(Musaceae)芭蕉属(Musa)[1]水果,是热带、亚热带发展中国家的重要作物之一[2]。我国是世界第二大香蕉主产国[3],主要分布在广东、广西、福建、海南、台湾、云南、四川、贵州等省[4]。香蕉富含矿质营养元素钙、锌、铁以及维生素A、C和B6等,钾的含量较高(400 mg/100 g)[5]。我国中医认为香蕉性冷,具润滑大肠、通大便的作用。随着国民生活水平的不断提高,对香蕉果实品质和风味的要求也越来越高,尤其是香蕉出口创汇方面要求较为严格。香蕉果实中的有机酸、糖组分及含量协同构成并决定果实的品质和风味,研究香蕉果实的糖酸组分对了解果实品质形成机理及其调控具有重要的理论意义[6-7]。高温贮藏加速了果实的软化腐烂,低温贮藏是目前水果保鲜最有效、应用最广泛的方法之一,对水果贮藏品质与风味保持具有一定的作用[8-9]。目前,研究者已针对水果糖酸组分及其对水果甜酸风味的影响开展了大量研究[10-12],多侧重于对不同资源类型果实中糖酸组分的分析;周兆禧[13]等人测定3种香蕉成熟果实中糖酸组分及含量,发现成熟香蕉果实中含有丰富的糖酸物质,并以积累蔗糖、苹果酸为主;周慧娟[14]等人探讨了不同类型桃果实糖酸代谢的差异性,在室温和低温贮藏期间,其果糖组分及含量的变化均缓和,而其果酸组分及含量的变化却均剧烈;但关于不同贮藏温度对采后香蕉果实糖酸组分含量分析的研究却鲜有见报道,袁扬静[15]等人研究了温度对香蕉采后果实的呼吸作用、糖代谢及其相关酶活性变化的影响,其侧重点在呼吸作用及相关酶活性变化研究上,而缺乏系统研究温度对香蕉采后糖酸组分的影响。为此,本研究以广西主栽香蕉品种“桂蕉6号”为材料,用高效液相色谱(HPLC)法测定不同贮藏温度下香蕉果实糖、酸组分和含量,并比较分析其差异性,以期评价温度对果实糖酸积累的影响,为有效调控香蕉果实冷藏期间的风味品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试香蕉 于2015年8月采自土地条件和管理水平一致的广西南宁市香蕉基地“桂蕉6号”品种,采收成熟度为7～8成,香蕉果实采后3 h内运回实验室；蔗糖、果糖、葡萄糖、苹果酸、柠檬酸、酒石酸标准品和磷酸二氢钾(KH2PO4,色谱级,≥99.5%) Sigma(中国)公司。

Agilent 1260 Infinity高效液相色谱仪 美国Agilent公司;D-37520型高速冷冻离心机 德国赛默飞世尔有限公司;JA2003型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;离子PTP-IV-30型实验室超纯水机 广州品业仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 选择果形均匀、健康饱满,无病虫害及机械伤的香蕉果实,分梳取下,清水洗净后经0.213 g/L的异菌脲表面杀菌后分别贮于室温(25 ℃)及低温(15 ℃)下贮藏,每两天取样一次,把不同部位的果混合取样,样品用液N2速冻贮于-76 ℃备用。

1.2.2 配制标准曲线 糖酸标准曲线配制参照于淼等[16]的方法,略有改进,得到糖混标母液浓度为:蔗糖0.26、0.52、1.04、3.12、6.24、18.74 mg/mL,葡萄糖0.46、0.92、1.84、5.52、11.04、33.04 mg/mL,果糖0.27、0.54、1.08、3.24、9.72、29.16 mg/mL;得到有机酸混标母液浓度为:苹果酸0.058、0.12、0.29、0.58、2.92 mg/mL,酒石酸0.06、0.12、0.3、0.6、3.01 mg/mL。

1.2.3 糖组分的提取与测定 糖的提取参照周兆禧等[13]的方法,略有改进,准确称取2.00 g样品,用30 mL 80%乙醇溶解后,在40 ℃下超声浸取40 min,10000 r/min离心、过滤,滤渣加入5 mL 80%乙醇再提取,合并上清液,于90 ℃下水浴蒸干,用超纯水多次洗涤合并定容至50 mL容量瓶中,用一次性注射器抽取提取样液,用0.45 μm的微孔水系滤膜针头过滤注入样品瓶中待上机分析,每个样品重复3次,取其平均值。美国Agilent 1260 Infinity高效液相色谱仪,配有RID示差检测器,色谱柱为Sugar-Pak TM1色谱柱(300 mm×6 mm,7 μm),流动相为超纯水,流速0.6 mL/min,柱温80 ℃,进样量为10 μL,根据标准曲线计算香蕉果实中各糖组分的含量。总糖测定参考卫萍[17]的方法测定。

1.2.4 酸组分的提取与测定 酸的提取参照于淼等[16]的方法,略有改进,称取50.00 g样品于组织捣碎机中,加入100 mL 80%乙醇,匀浆1 min,取10 mL匀浆液(相当于5 g样品)以10000 r/min离心10 min,分出上清液,转入50 mL容量瓶中,残渣再用80%乙醇洗涤两次,每次15 mL,离心10 min,合并上清液,加入80%乙醇至刻度,混匀,制得提取液。取5 mL提取液于蒸发皿中,在70 ℃恒温水浴上蒸去乙醇,残留物用重蒸水定量转入10 mL具塞比色管中,加入1 mol/L磷酸0.2 mL,用重蒸水定容到10 mL,混匀,用0.45 μm的微孔水系滤膜针头过滤注入样品瓶中待上机分析,每个样品重复3次,取其平均值。Agilent 1260 Infinity 高效液相色谱仪,配有PDA二极管阵列检测器,色谱柱为venusil MP C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为0.01 mol/L磷酸二氢钾,流速1 mL/min,柱温35 ℃,进样量为20 μL,检测波长为210 nm,根据标准曲线计算香蕉果实中各有机酸组分的含量。

1.2.5 测定的线性相关性、检出限和回收率实验 对供试的香蕉果实样品平行制作5个待测液进行重复测定,并拟合线性回归方程,以峰面积对浓度求回归方程和相关系数;根据公式MDL=t(n-1,α=0.99)×SD基底加标(n=5)计算得到方法检出限[18];对回收率的测定采用加标回收法[19],根据加入标准品的质量浓度和检出质量浓度计算回收率。

1.2.6 数据处理 所有数据为3次以上重复实验的平均值和标准误差;使用SPSS 19.0软件进行差异显著性分析和相关性分析,利用邓肯多重比较法(Duncan)对数据间进行差异显著性分析,p<0.05表示差异显著。

2 结果与讨论

2.1 糖、酸测定的线性相关性、检测限和回收率

糖、酸标准曲线的线性相关性、重复性和回收率如表1所示。从表1可知,蔗糖、葡萄糖、果糖的线性回归方程的相关系数在0.9972～0.9983之间;苹果酸、酒石酸、柠檬酸的线性回归方程的相关系数在0.9992～0.9994之间,表明在设定的高效液相色谱条件下各种糖、酸组分的峰面积与其含量有较好的线性相关性,本实验方法中能在给定浓度范围内较准确的测定糖、酸组分含量。糖、酸组分测定的相对标准偏差(RSD)分别为1.41%～3.11%和1.69%～2.98%,说明本实验中所涉及的HPLC方法具有较好的重复性,达到了分析的要求。

表1 糖酸测定的线性回归方程的相关性Table 1 Linearity and repeatability determination of sugars and acids

注:回归方程中X代表糖/酸质量浓度,Y代表峰面积。

表2 不同贮藏温度下香蕉果实糖组分及含量(mg/g FW)Table 2 Sugar components and contents in banana fruits storing at different temperatures(mg/g FW)

注:同行数据肩标不同大写字母表示差异显著,组间同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(p<0.05),表3同。

2.2 不同温度香蕉果实中的糖组分和含量的差异性分析

可溶性糖的种类和含量比例是决定香蕉果实甜度与风味品质的关键因素,香蕉中的可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖。香蕉果实在不同温度贮藏期间糖组分和含量的差异性分析结果见表2。由表2可知,不同贮藏温度下,香蕉果实的蔗糖、葡萄糖、果糖和总糖含量均呈上升趋势,可能是由于淀粉、果胶、纤维素不断被转化为糖;蔗糖含量最高,15 ℃贮藏条件下平均占总糖的63.97%,25 ℃贮藏条件下平均占总糖的64.90%,其次是葡萄糖,含量最低的是果糖,说明香蕉果实属于蔗糖积累型;贮藏8～20 d,25 ℃贮藏条件下蔗糖、葡萄糖、总糖的含量显著高于15 ℃贮藏(p<0.05);贮藏14～20 d,25 ℃贮藏条件下果糖的含量显著高于15 ℃贮藏(p<0.05);蔗糖、葡萄糖、果糖和总糖浓度在采后0 d含量均比较低,贮藏第8 d后,蔗糖、果糖、总糖开始积累增加,而葡萄糖含量在贮藏第14 d后开始累积增加。香蕉果实采后在15 ℃条件下贮藏,蔗糖含量为51.647～70.215 mg/g FW,增长幅度为35.952%;葡萄糖含量为14.022～19.145 mg/g FW,增长幅度为36.54%;果糖含量为12.124～19.113 mg/g FW,增长幅度为57.65%;总糖含量为77.792～108.473 mg/g FW,增长幅度为39.44%;香蕉果实采后在25 ℃条件贮藏下,蔗糖含量为51.021～89.114 mg/g FW,增长幅度为74.66%;葡萄糖含量为14.123～22.918 mg/g FW,增长幅度为62.3%;果糖含量为12.014～22.012 mg/g FW,增长幅度为83.22%;总糖含量为77.156～134.044 mg/g FW,增长幅度为73.731%;这说明低温贮藏可抑制香蕉果实可溶性糖的积累。

2.3 不同温度香蕉果实中的有机酸组分和含量的差异性分析

果实有机酸组分既是水果中的重要营养成分,也是影响果实甜度和风味品质的重要因素之一,水果中的有机酸多为脂肪族羧酸,如苹果酸、柠檬酸、酒石酸等。香蕉果实在不同温度贮藏期间有机酸组分和含量的差异性分析结果见表3。由表3可知,在贮藏期间,不同温度下的香蕉果实苹果酸、酒石酸含量变化趋势不明显,且差异不显著(p>0.05);柠檬酸、总酸含量在25 ℃贮藏条件下呈先上升后下降趋势,15 ℃贮藏条件下变化趋势不明显,柠檬酸在贮藏6～10 d期间差异显著(p<0.05),总酸在贮藏6～8 d期间差异显著(p<0.05);苹果酸含量最高,15 ℃贮藏条件下平均占总酸的60.00%,25 ℃贮藏条件下平均占总酸的57.89%,其次是柠檬酸,含量最低的是酒石酸,说明香蕉果实的有机酸以苹果酸为主;香蕉果实在采后15 ℃贮藏下,苹果酸含量保持在9.834～10.121 mg/g FW范围之间;柠檬酸含量保持在3.964～4.215 mg/g FW范围之间;酒石酸含量保持在2.45～2.652 mg/g FW范围之间;总酸含量在16.363～16.894 mg/g FW范围之间;香蕉果实在采后25 ℃贮藏条件下,苹果酸含量保持在9.543～10.011 mg/g FW范围之间;柠檬酸含量在4.107～5.12 mg/g FW范围之间,在贮藏第8 d出现最高峰;酒石酸含量保持在2.548～2.824 mg/g FW范围之间;总酸含量在16.336～17.785 mg/g FW范围之间,在贮藏第8 d出现最高峰。

表3 不同贮藏温度下香蕉果实有机酸组分及含量(mg/g FW)Table 3 Organic acid components and contents in banana fruits storing at different temperatures(mg/g FW)

表4 不同贮藏温度下香蕉果实糖酸含量的相关性分析Table 4 Correlation coefficients between sugar and acid contents in banana fruits storing at different temperatures

注:**和*分别代表在0.01和0.05水平上显著相关。

2.4 香蕉果实中糖酸组分的相关性分析

对香蕉果实糖酸组分进行相关性分析,结果见表4。从表4可以看出,在15 ℃贮藏温度下香蕉果实的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之间均呈极显著正相关(r值分别为0.965**、0.993**、0.955**),各糖组分与总糖呈极显著正相关(r值分别为0.999**、0.974**、0.994**);在25 ℃贮藏温度下香蕉果实的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之间均呈极显著正相关r值分别为0.935**、0.982**、0.979**),各糖组分与总糖呈极显著正相关(r值分别为0.996**、0.961**、0.994**);说明在15、25 ℃的不同贮藏温度下,香蕉果实的糖组分含量变化相关性的结果相同,蔗糖、葡萄糖和果糖的上升过程相互间有相关性,总糖的增长与蔗糖、葡萄糖和果糖相关。15 ℃贮藏条件下香蕉果实的酒石酸和柠檬酸之间呈极显著正相关(r值分别为0.742**),各有机酸组分与总酸也呈极显著正相关(r值分别为0.785**、0.838**、0.837**),25 ℃贮藏条件下香蕉果实的总酸和苹果酸、酒石酸呈显著正相关(r值分别为0.625*、0.651*),总酸和柠檬酸呈极显著正相关(r值分别为0.907**);说明在15、25 ℃的不同贮藏温度下,香蕉果实柠檬酸和酒石酸含量变化相关性的结果不相同,15 ℃贮藏条件下酒石酸和柠檬酸的增长相互影响,25 ℃贮藏条件下酒石酸和柠檬酸的增长无相关性,而总酸的增长与苹果酸、柠檬酸、酒石酸相关,这可能是由于酸性转化酶在不同温度下转化表达不同。以上结果说明香蕉的糖酸含量与贮藏温度有一定的相关性。

3 讨论

水果的风味并非甜味和酸味的简单叠加,而是糖和酸共同作用的综合结果,既取决于糖和酸的含量水平,也取决于糖和酸的种类及比例。周慧娟[14]报道果实内积累的可溶性糖绝大部分是果糖、葡萄糖和蔗糖,这是果实品质成分和风味物质合成的基底,蔗糖含量与果实的甜风味呈极显著正相关;苹果酸含量与果实的甜风味呈极显著负相关;郑丽静[6]、周兆禧[13]等研究报道香蕉果肉属于蔗糖累积型,以苹果酸为主,这与本实验结果基本一致。本实验研究中发现,不同温度下,香蕉果实的蔗糖、苹果酸分别占了总糖、总酸的60%、55%以上;蔗糖、葡萄糖和果糖3者之间均呈极显著正相关,各糖组分与总糖呈极显著正相关,15 ℃贮藏条件下酒石酸和柠檬酸之间呈极显著正相关,各有机酸组分与总酸也呈极显著正相关,25 ℃贮藏条件下总酸和苹果酸、柠檬酸、酒石酸呈显著正相关,总酸和柠檬酸呈极显著正相关。

袁扬静[15]和吴岚芳[20]等在研究香蕉采后生理品质变化时发现,采后初期葡萄糖、果糖在果实发育早期含量较低,香蕉采后8～15 d蔗糖、葡萄糖、果糖含量不断上升,低温贮藏可明显抑制香蕉体内代谢酶活性和糖分积累速度,有利于提高果实品质;蔡慧[21]在研究猕猴桃果实贮藏品质变化时发现,不同温度条件下猕猴桃果实品质变化差异显著,低温贮藏猕猴桃果实的生理代谢处于缓慢、平稳阶段,有机酸含量变化很小,能更好地保持果实的营养品质,这与本实验研究结果一致。本实验中,在不同温度贮藏期间,香蕉果实的蔗糖、葡萄糖、果糖和总糖含量均呈上升趋势,而低温(15 ℃)条件下的增长速度较缓慢;贮藏8～20 d,蔗糖、葡萄糖、总糖含量差异显著,贮藏14～20 d,果糖含量差异显著;说明香蕉果实主要以淀粉形式累积糖,采后经后熟将淀粉转化为可溶性糖,所以可溶性糖含量变化较大,香蕉果实的风味变化主要取决于糖组分的变化。不同温度下香蕉果实中有机酸的含量变化均较缓和,苹果酸、酒石酸差异不显著,只有柠檬酸在贮藏6～10 d期间差异显著,总酸在贮藏6～8 d期间差异显著,说明采后果实风味的提升与有机酸含量的相关性不大。

4 结论

综合分析得出,香蕉果实中可溶性糖组分主要为蔗糖、葡萄糖和果糖,蔗糖含量最高,15 ℃贮藏条件下平均占总糖的63.97%,25 ℃贮藏条件下平均占总糖的64.90%;有机酸组分主要为苹果酸、柠檬酸和酒石酸,苹果酸含量最高,15 ℃贮藏条件下平均占总酸的60.00%,25 ℃贮藏条件下平均占总酸的57.89%;温度对香蕉果实的蔗糖、葡萄糖、果糖、总糖含量有显著影响(p<0.05),柠檬酸在贮藏6～10 d期间差异显著(p<0.05),总酸在贮藏6～8 d期间差异显著(p<0.05);在室温和低温贮藏条件下,其糖组分含量变化幅度较大,蔗糖增长幅度分别为74.66%、35.952%,葡萄糖增长幅度分别为62.30%、36.54%,果糖增长幅度分别为83.22%、57.65%,总糖增长幅度分别为73.731%、39.440%,而其有机酸组分及含量的变化相对缓和;不同贮藏温度下香蕉果实的糖酸组分存在一定差异,低温贮藏能有效抑制糖组分的增长速度,维持其品质。从相关性分析中得出,不同贮藏温度下香蕉果实的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之间均呈极显著正相关,各糖组分与总糖呈极显著正相关;15 ℃贮藏条件下香蕉果实的酒石酸和柠檬酸之间呈极显著正相关,各有机酸组分与总酸也呈极显著正相关,25 ℃贮藏条件下香蕉果实的总酸和苹果酸、柠檬酸、酒石酸呈显著正相关,总酸和柠檬酸呈极显著正相关。

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Effect of storing temperatures on the sugar and acid compositions in banana fruits

LI Chang-bao,SUN Jian*,LI Li,LING Dong-ning,HE Xue-mei,LI Jie-min, LIU Guo-ming,ZHENG Feng-jin,TANG Ya-yuan,SHENG Jin-feng

(Agro-products Processing Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China)

The effects of two different storage temperatures on sugar and acid compositions were studied using cv. “Guijiao No. 6” banana fruits as materials. Compositions and contents of sugars and acids in banana fruits stored at room temperature(25 ℃)and low temperature(15 ℃)were investigated by high performance liquid chromatography(HPLC). The results showed that storing temperature significantly affected sucrose,glucose,fructose,total sugars,citric acid and total acids(p<0.05). At 25 ℃ and 15 ℃ storage condition,there were large variations in the sugar component content. The sucrose,glucose,fructose,total sugar increased by 74.66%,62.30%,83.22%,73.731% and 35.952%,36.54%,57.65%,39.440%,respectively. But the changes in concentrations of organic acid components were no significant. The compositions and contents of sugars and acids in banana fruits presented difference during storage at different temperatures. In comparison of room temperature,low temperature significantly inhibited the decreases of sugar compositions and contents.

banana fruits;sugars and acids;compositions;contents;difference

2016-10-21

李昌宝( 1981-) ，男，硕士，副研究员，研究方向：果蔬保鲜与加工研究，E-mail:lichangbao008@163.com。

*通讯作者:孙健( 1979-) ，男，博士，研究员，研究方向：农产品贮藏与加工研究，E-mail:jiansun@yahoo.cn。

国家自然科学基金(31660589);国家自然科学基金(31560467);“八桂学者”工程专项经费资助；广西科学研究与技术开发计划课题(科技基地和人才专项)(桂科AD16380015)；广西自然科学基金(2014GXNSFDA118013)；广西农业重点科技计划项目(201527)；2015年留学人员科技活动项目择优资助项目(人社厅函[2015]192号)；广西农业科学院基本科研业务费(2015YT86)；广西农科院科技发展基金国家自然科学基金配套项目(桂农科2016JZ11)；南宁市科学研究与技术开发计划(20152082)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)07-0305-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.051