徐丹丹

（西藏农牧学院，西藏 林芝 860000）

苹果含有丰富的矿物质和维生素等营养成分，具有较高的营养价值，为全球消费者青睐的水果。采摘后的苹果因温度、氧气等多种因素的影响，使其在贮藏过程中发生一系列复杂变化[1-2]，随着苹果中有机酸和淀粉持续地转化为糖及其他风味成分，其酸味降低。由于自身的蒸腾作用，水分和营养物质不断消耗，使苹果果实皱缩、品质下降、口感变差、风味变淡，商品价值降低[3-4]。西藏自治区林芝市巴宜区布久乡杰麦村地处北纬26°52′～30°40′，东经92°09′～98°47′，该地区所产的林芝“黑钻”苹果是高原苹果中主要品种之一。目前对“富士”“红星”等品系苹果的贮藏期品质研究较多，但评估方式均较为单一，且尚未发现对高原环境下林芝“黑钻”苹果贮藏期品质研究的报道。本研究以林芝“黑钻”苹果为研究对象，分析常温下不同贮藏时间苹果中矿物质元素、可溶性糖、可溶性固形物含量及糖酸比，并利用电子鼻考察其挥发性风味物质的变化，以期为高原常温环境下“黑钻”苹果的贮藏保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

“黑钻”苹果，于10 月下旬采摘于林芝市藏汉情园农场；厚度为0.03 mm 的聚乙烯保鲜袋（18 cm×20.8 cm）。

偏磷酸、草酸、碘酸钾、碳酸氢钠、碘结晶，济宁铭优化工有限公司；2,6-二氯靛酚钠，山东诚泰化工有限公司；碘化钾，茂名市雄大化工有限公司；抗坏血酸（食品级），西安木森生物工程有限公司。其他试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

PAL-1 型迷你数显糖度计、PAL-BX/ACID 181型糖酸度计，日本ATAGO 公司；L-550 型离心机，湘仪离心机仪器有限公司；018-80 型原子吸收分光光度计，日本日立公司；JA21002 型精密电子天平、L3-C1 型榨汁机，上海浦予工业科技有限公司；PEN3 型电子鼻，德国Airsense 公司；xt-500a 型304 不锈钢粉碎机，永康红太阳机电有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

挑选成熟度一致，无机械损伤和病虫害的“黑钻”苹果果实作为试验材料。将供试苹果装入打孔的聚乙烯保鲜袋内，每袋5个，于（25±2）℃、相对湿度75%～80%下贮藏30 d，每5 d取1次样，每次随机取5个果实测定矿物质元素、VC、可溶性固形物含量及糖酸比，并使用电子鼻测定其挥发性香味物质。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 矿物质元素含量

苹果清洗削皮后，将果肉粉碎放入烘箱中100 ℃烘干至恒重。称取0.05～0.25 g至消解罐中，加入消解剂（10 mL质量分数为0.2%的硝酸溶液），置于电热板上进行预消解后，采用原子吸收分光光度计测定样品中钙、镁、钾含量，每组样品重复测定5次，结果取平均值[5]。

1.2.2.2 VC含量

称取100 g 果肉榨汁，过滤，移取20 mL 滤液至100 mL容量瓶中，加入20 g/L偏磷酸溶液定容，摇匀。取10 mL样品溶液至锥形瓶内，用0.10 mg/mL 2,6-二氯靛酚钠标准溶液滴定至溶液呈粉红色15 s不褪色，同时做空白试验，根据消耗的滴定液体积，按照下式计算样品中VC 含量[6]。平行测定5 次，结果取平均值。

式中：X为样品中VC含量，mg/100 g；V为样品滴定消耗的染料体积，mL；V0为空白滴定消耗的染料体积，mL；T为滴定度，mg/mL；D为稀释倍数；m为样品质量，g。

1.2.2.3 可溶性固形物含量、糖酸比测定及苹果染色与挥发性香味物质分析

可溶性固形物含量：使用手持式糖度计进行测定；糖酸比：使用糖酸度计测定；淀粉染色分析：首先将苹果沿赤道面切开后，将其中任意一半置于含有碘溶液的培养皿中1 min，通过碘液的染色面积来评定苹果的成熟度等级[7]；挥发性香味物质：使用电子鼻进行分析[8]。

1.2.3 数据处理

采用Origin 8.5 软件进行图表绘制；电子鼻所测得的结果采用设备配套的Winmuster 软件进行主成分分析（PCA）和载荷分析（LA）。试验结果为5 次测定结果的平均值。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间“黑钻”苹果矿物质元素含量变化

图1 为贮藏期间苹果中钙、镁、钾3 种主要矿物质元素的含量变化。由图1可以看出，整个贮藏期间钾元素含量相对较高，而钙、镁含量相对较低。贮藏30 d 时，苹果中钾、钙、镁元素的含量均比初值增加，但差异均不明显，表明“黑钻”苹果在30 d 的贮藏期中矿物质含量稳定。

图1 贮藏期间“黑钻”苹果钾含量（A）和钙、镁含量（B）Fig.1 Contents of potassium(A)and calcium and magnesium(B)in‘Black Diamond’apples during storage

2.2 贮藏期间“黑钻”苹果VC含量变化

由图2 可知，在贮藏初期，苹果的VC 含量较高。随着贮藏时间的延长，VC 含量逐渐降低。贮藏10 d时，苹果的VC 含量仅为13.72 mg/100 g。VC 是苹果中的重要营养成分，采后易氧化分解，说明需采用保鲜手段以维持苹果中的VC含量。

图2 贮藏期间“黑钻”苹果的VC含量Fig.2 Contents of VC in‘Black Diamond’apples during storage

2.3 贮藏期间“黑钻”苹果可溶性固溶物含量和糖酸比变化

由图3 可知，在贮藏初期，苹果中可溶性固形物含量相对较低，随后逐渐升高，这可能是在贮藏后期，苹果中的碳水化合物、脂类、蛋白质等代谢物发生分解，造成糖分不断累积的结果[9]。由图4可知，随着贮藏时间的延长，苹果中糖酸比呈先减小后增大的趋势，这可能是由于高海拔贮藏环境的影响，使得苹果贮藏初期糖酸比值减小，但在淀粉酶的作用下，苹果中淀粉不断转化形成的还原糖、可溶性糖含量升高，致使后期糖酸比增大[10]。

图3 贮藏期间“黑钻”苹果的可溶性固形物含量Fig.3 Contents of soluble solid in‘Black Diamond’apples during storage

图4 贮藏期间“黑钻”苹果的糖酸比Fig.4 Sugar-acid ratios of‘Black Diamond’apples during storage

2.4 贮藏期间“黑钻”苹果的染色分析

由图5 可知，随着贮藏时间的延长，苹果中淀粉的染色面积不断减少，表明苹果在贮藏过程中不断成熟，淀粉逐渐被水解消耗[11]。

图5 贮藏期间“黑钻”苹果的染色分析Fig.5 Staining analysis of‘Black Diamond’apples during storage

2.5 贮藏期间“黑钻”苹果“香气”响应值的变化

表1 显示了贮藏期间电子鼻10 个传感器对苹果“香气”即挥发性香味物质的响应值变化。由表1 可知，传感器W5S、W1W 和W2W 对苹果中“香气”的响应值较高，表示贮藏期间苹果的挥发性香味物质主要为氮氧类化合物、无机硫类化合物及有机硫类化合物，这与张鹏等[12]分析货架期富士苹果挥发性香味物质的组成成分基本一致，而W1C、W3C、W6S、W5C、W3S 传感器的响应值均在1.0 左右，表明上述传感器对苹果“香气”不敏感。在贮藏第15天和第20天，苹果的挥发性香味物质变化不明显，贮藏25 d时，苹果的挥发性香味物质响应值最高，且与其他阶段差异最大，但在30 d时出现下降，原因可能是贮藏时间过长，使挥发性香味物质大量减少。

表1 “黑钻”苹果贮藏期间的电子鼻响应值分析结果Table 1 Analysis result of electronic nose response values of‘Black Diamond’apples during storage

2.6 贮藏期间“黑钻”苹果挥发性香味物质的主成分分析

PCA 分析是通过正交变换，将多个变量转化成可包含原有指标完整信息的较少变量。图6 为贮藏期间“黑钻”苹果挥发性香味物质的主成分分析图。为保证分析方法的可靠性，要求主成分的累计贡献率达到80%以上。由图6 可见，第一主成分的贡献率为96.01%，第二主成分的贡献率为3.14%，总贡献率达到99%以上，表明结果涵盖了样本的大部分原始信息，所受干扰较小，降维有效。第一主成分可较好地反映原始高维矩阵的主要特征信息。从主成分分析结果可知，数据采集点所在的椭圆区域在图中既有特定区域分布，又有部分重叠，说明不同贮藏时间下苹果的挥发性香味物质有所不同，可被电子鼻区分。

图6 贮藏期间“黑钻”苹果挥发性香味物质的主成分分析Fig.6 Principal component analysis of volatile aroma compounds in‘Black Diamond’apples during storage

2.7 挥发性香味物质的载荷分析

通过观察不同传感器在载荷分析图中的位置，可直观显示传感器对苹果挥发性香味物质的贡献率，距离原点越远的传感器越有助于挥发性香味物质的分析[13]。基于PCA 分析结果，采用Loading 分析法对各传感器的响应值进行分析，将距离原点较远的传感器归为重要识别传感器[14]。由图7 可知，W1W 传感器（无机硫类化合物）对第一主成分的贡献最大，其次为W2W 传感器（有机硫类化合物）；W5S传感器（氮氧类化合物）对第二主成分的贡献最大；其他传感器距离原点较近，其在挥发性香味物质的判别中仅起一定辅助作用。因此，可以选择W1W、W2W 和W5S 传感器分析林芝“黑钻苹果”的挥发性香味物质，这与采用电子鼻考察华富苹果挥发性香味物质变化选用的传感器种类相近[15]。

图7 贮藏期间“黑钻”苹果整体挥发性香味物质载荷分析Fig.7 Loading analysis of volatile aroma substances in‘Black Diamond’apples during storage

3 结论

通过对林芝“黑钻”苹果在高原环境下常温贮藏期间矿物质元素、VC 和可溶性固形物含量及糖酸比的测定与挥发性香味物质的分析，考察其贮藏期间的品质变化特性。结果表明：随着贮藏时间的延长，苹果的可溶性固形物含量、糖酸比均呈先下降后上升的趋势，VC含量持续下降，矿物质元素含量保持较稳定；电子鼻系统对苹果贮藏期间挥发性香味物质的分析显示，不同贮藏时间苹果的挥发性香味物质差异较大，其中挥发性香味物质第一主成分以无机硫类和有机硫类化合物为主，第二主成分以氮氧类化合物为主；W1W、W2W和W5S传感器可用于分析林芝“黑钻”苹果的挥发性香味物质。后期研究将扩大样品数量与检测指标，建立预测模型，以期为高原环境下“黑钻”苹果的采后贮藏研究提供借鉴。