李昌寶,孫 健,李 麗,零東寧,何雪梅,李杰民,劉國明,鄭鳳錦,唐雅園,盛金鳳

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007)

貯藏溫度對香蕉糖酸組分的影響

李昌寶,孫 健*,李 麗,零東寧,何雪梅,李杰民,劉國明,鄭鳳錦,唐雅園,盛金鳳

(廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007)

以“桂蕉6號”香蕉果實為對象,研究兩種貯藏溫度對其糖酸組分的影響。采用高效液相色譜法(HPLC)測定香蕉在室溫(25 ℃)與低溫(15 ℃)兩種貯藏溫度條件下糖酸組分含量的差異性。結(jié)果表明:貯藏溫度顯著影響(p<0.05)香蕉果實的蔗糖、葡萄糖、果糖、總糖、檸檬酸、總酸含量;在室溫和低溫貯藏條件下,其糖組分含量變化幅度較大,蔗糖增長幅度分別為74.66%、35.952%,葡萄糖增長幅度分別為62.30%、36.54%,果糖增長幅度分別為83.22%、57.65%,總糖增長幅度分別為73.731%、39.440%,而其有機酸組分及含量的變化相對緩和;在不同貯藏溫度下,香蕉果實的糖酸組分含量存在一定差異,與室溫貯藏相比,低溫貯藏能有效抑制糖組分的增長速度。

香蕉,糖酸,組分,含量,差異性

香蕉屬芭蕉科(Musaceae)芭蕉屬(Musa)[1]水果,是熱帶、亞熱帶發(fā)展中國家的重要作物之一[2]。我國是世界第二大香蕉主產(chǎn)國[3],主要分布在廣東、廣西、福建、海南、臺灣、云南、四川、貴州等省[4]。香蕉富含礦質(zhì)營養(yǎng)元素鈣、鋅、鐵以及維生素A、C和B6等,鉀的含量較高(400 mg/100 g)[5]。我國中醫(yī)認為香蕉性冷,具潤滑大腸、通大便的作用。隨著國民生活水平的不斷提高,對香蕉果實品質(zhì)和風味的要求也越來越高,尤其是香蕉出口創(chuàng)匯方面要求較為嚴格。香蕉果實中的有機酸、糖組分及含量協(xié)同構(gòu)成并決定果實的品質(zhì)和風味,研究香蕉果實的糖酸組分對了解果實品質(zhì)形成機理及其調(diào)控具有重要的理論意義[6-7]。高溫貯藏加速了果實的軟化腐爛,低溫貯藏是目前水果保鮮最有效、應(yīng)用最廣泛的方法之一,對水果貯藏品質(zhì)與風味保持具有一定的作用[8-9]。目前,研究者已針對水果糖酸組分及其對水果甜酸風味的影響開展了大量研究[10-12],多側(cè)重于對不同資源類型果實中糖酸組分的分析;周兆禧[13]等人測定3種香蕉成熟果實中糖酸組分及含量,發(fā)現(xiàn)成熟香蕉果實中含有豐富的糖酸物質(zhì),并以積累蔗糖、蘋果酸為主;周慧娟[14]等人探討了不同類型桃果實糖酸代謝的差異性,在室溫和低溫貯藏期間,其果糖組分及含量的變化均緩和,而其果酸組分及含量的變化卻均劇烈;但關(guān)于不同貯藏溫度對采后香蕉果實糖酸組分含量分析的研究卻鮮有見報道,袁揚靜[15]等人研究了溫度對香蕉采后果實的呼吸作用、糖代謝及其相關(guān)酶活性變化的影響,其側(cè)重點在呼吸作用及相關(guān)酶活性變化研究上,而缺乏系統(tǒng)研究溫度對香蕉采后糖酸組分的影響。為此,本研究以廣西主栽香蕉品種“桂蕉6號”為材料,用高效液相色譜(HPLC)法測定不同貯藏溫度下香蕉果實糖、酸組分和含量,并比較分析其差異性,以期評價溫度對果實糖酸積累的影響,為有效調(diào)控香蕉果實冷藏期間的風味品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試香蕉 于2015年8月采自土地條件和管理水平一致的廣西南寧市香蕉基地“桂蕉6號”品種,采收成熟度為7～8成,香蕉果實采后3 h內(nèi)運回實驗室；蔗糖、果糖、葡萄糖、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸標準品和磷酸二氫鉀(KH2PO4,色譜級,≥99.5%) Sigma(中國)公司。

Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀 美國Agilent公司;D-37520型高速冷凍離心機 德國賽默飛世爾有限公司;JA2003型電子天平 上海舜宇恒平科學儀器有限公司;離子PTP-IV-30型實驗室超純水機 廣州品業(yè)儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 選擇果形均勻、健康飽滿,無病蟲害及機械傷的香蕉果實,分梳取下,清水洗凈后經(jīng)0.213 g/L的異菌脲表面殺菌后分別貯于室溫(25 ℃)及低溫(15 ℃)下貯藏,每兩天取樣一次,把不同部位的果混合取樣,樣品用液N2速凍貯于-76 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 配制標準曲線 糖酸標準曲線配制參照于淼等[16]的方法,略有改進,得到糖混標母液濃度為: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;得到有機酸混標母液濃度為:蘋果酸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 糖組分的提取與測定 糖的提取參照周兆禧等[13]的方法,略有改進,準確稱取2.00 g樣品,用30 mL 80%乙醇溶解后,在40 ℃下超聲浸取40 min,10000 r/min離心、過濾,濾渣加入5 mL 80%乙醇再提取,合并上清液,于90 ℃下水浴蒸干,用超純水多次洗滌合并定容至50 mL容量瓶中,用一次性注射器抽取提取樣液,用0.45 μm的微孔水系濾膜針頭過濾注入樣品瓶中待上機分析,每個樣品重復(fù)3次,取其平均值。美國Agilent 1260 Infinity高效液相色譜儀,配有RID示差檢測器,色譜柱為Sugar-Pak TM1色譜柱(300 mm×6 mm,7 μm),流動相為超純水,流速0.6 mL/min,柱溫80 ℃,進樣量為10 μL,根據(jù)標準曲線計算香蕉果實中各糖組分的含量?？偺菧y定參考衛(wèi)萍[17]的方法測定。

1.2.4 酸組分的提取與測定 酸的提取參照于淼等[16]的方法,略有改進,稱取50.00 g樣品于組織搗碎機中,加入100 mL 80%乙醇,勻漿1 min,取10 mL勻漿液(相當于5 g樣品)以10000 r/min離心10 min,分出上清液,轉(zhuǎn)入50 mL容量瓶中,殘渣再用80%乙醇洗滌兩次,每次15 mL,離心10 min,合并上清液,加入80%乙醇至刻度,混勻,制得提取液。取5 mL提取液于蒸發(fā)皿中,在70 ℃恒溫水浴上蒸去乙醇,殘留物用重蒸水定量轉(zhuǎn)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,混勻,用0.45 μm的微孔水系濾膜針頭過濾注入樣品瓶中待上機分析,每個樣品重復(fù)3次,取其平均值。Agilent 1260 Infinity 高效液相色譜儀,配有PDA二極管陣列檢測器,色譜柱為venusil MP C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動相為0.01 mol/L磷酸二氫鉀,流速1 mL/min,柱溫35 ℃,進樣量為20 μL,檢測波長為210 nm,根據(jù)標準曲線計算香蕉果實中各有機酸組分的含量。

1.2.5 測定的線性相關(guān)性、檢出限和回收率實驗 對供試的香蕉果實樣品平行制作5個待測液進行重復(fù)測定,并擬合線性回歸方程,以峰面積對濃度求回歸方程和相關(guān)系數(shù);根據(jù)公式MDL=t(n-1,α=0.99)×SD基底加標(n=5)計算得到方法檢出限[18];對回收率的測定采用加標回收法[19],根據(jù)加入標準品的質(zhì)量濃度和檢出質(zhì)量濃度計算回收率。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)為3次以上重復(fù)實驗的平均值和標準誤差;使用SPSS 19.0軟件進行差異顯著性分析和相關(guān)性分析,利用鄧肯多重比較法(Duncan)對數(shù)據(jù)間進行差異顯著性分析,p<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 糖、酸測定的線性相關(guān)性、檢測限和回收率

糖、酸標準曲線的線性相關(guān)性、重復(fù)性和回收率如表1所示。從表1可知,蔗糖、葡萄糖、果糖的線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)在0.9972～0.9983之間;蘋果酸、酒石酸、檸檬酸的線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)在0.9992～0.9994之間,表明在設(shè)定的高效液相色譜條件下各種糖、酸組分的峰面積與其含量有較好的線性相關(guān)性,本實驗方法中能在給定濃度范圍內(nèi)較準確的測定糖、酸組分含量。糖、酸組分測定的相對標準偏差(RSD)分別為1.41%～3.11%和1.69%～2.98%,說明本實驗中所涉及的HPLC方法具有較好的重復(fù)性,達到了分析的要求。

表1 糖酸測定的線性回歸方程的相關(guān)性Table 1 Linearity and repeatability determination of sugars and acids

注:回歸方程中X代表糖/酸質(zhì)量濃度,Y代表峰面積。

表2 不同貯藏溫度下香蕉果實糖組分及含量(mg/g FW)Table 2 Sugar components and contents in banana fruits storing at different temperatures(mg/g FW)

注:同行數(shù)據(jù)肩標不同大寫字母表示差異顯著,組間同列數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),表3同。

2.2 不同溫度香蕉果實中的糖組分和含量的差異性分析

可溶性糖的種類和含量比例是決定香蕉果實甜度與風味品質(zhì)的關(guān)鍵因素,香蕉中的可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖。香蕉果實在不同溫度貯藏期間糖組分和含量的差異性分析結(jié)果見表2。由表2可知,不同貯藏溫度下,香蕉果實的蔗糖、葡萄糖、果糖和總糖含量均呈上升趨勢,可能是由于淀粉、果膠、纖維素不斷被轉(zhuǎn)化為糖;蔗糖含量最高,15 ℃貯藏條件下平均占總糖的63.97%,25 ℃貯藏條件下平均占總糖的64.90%,其次是葡萄糖,含量最低的是果糖,說明香蕉果實屬于蔗糖積累型;貯藏8～20 d,25 ℃貯藏條件下蔗糖、葡萄糖、總糖的含量顯著高于15 ℃貯藏(p<0.05);貯藏14～20 d,25 ℃貯藏條件下果糖的含量顯著高于15 ℃貯藏(p<0.05);蔗糖、葡萄糖、果糖和總糖濃度在采后0 d含量均比較低,貯藏第8 d后,蔗糖、果糖、總糖開始積累增加,而葡萄糖含量在貯藏第14 d后開始累積增加。香蕉果實采后在15 ℃條件下貯藏,蔗糖含量為51.647～70.215 mg/g FW,增長幅度為35.952%;葡萄糖含量為14.022～19.145 mg/g FW,增長幅度為36.54%;果糖含量為12.124～19.113 mg/g FW,增長幅度為57.65%;總糖含量為77.792～108.473 mg/g FW,增長幅度為39.44%;香蕉果實采后在25 ℃條件貯藏下,蔗糖含量為51.021～89.114 mg/g FW,增長幅度為74.66%;葡萄糖含量為14.123～22.918 mg/g FW,增長幅度為62.3%;果糖含量為12.014～22.012 mg/g FW,增長幅度為83.22%;總糖含量為77.156～134.044 mg/g FW,增長幅度為73.731%;這說明低溫貯藏可抑制香蕉果實可溶性糖的積累。

2.3 不同溫度香蕉果實中的有機酸組分和含量的差異性分析

果實有機酸組分既是水果中的重要營養(yǎng)成分,也是影響果實甜度和風味品質(zhì)的重要因素之一,水果中的有機酸多為脂肪族羧酸,如蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等。香蕉果實在不同溫度貯藏期間有機酸組分和含量的差異性分析結(jié)果見表3。由表3可知,在貯藏期間,不同溫度下的香蕉果實蘋果酸、酒石酸含量變化趨勢不明顯,且差異不顯著(p>0.05);檸檬酸、總酸含量在25 ℃貯藏條件下呈先上升后下降趨勢,15 ℃貯藏條件下變化趨勢不明顯,檸檬酸在貯藏6～10 d期間差異顯著(p<0.05),總酸在貯藏6～8 d期間差異顯著(p<0.05);蘋果酸含量最高,15 ℃貯藏條件下平均占總酸的60.00%,25 ℃貯藏條件下平均占總酸的57.89%,其次是檸檬酸,含量最低的是酒石酸,說明香蕉果實的有機酸以蘋果酸為主;香蕉果實在采后15 ℃貯藏下,蘋果酸含量保持在9.834～10.121 mg/g FW范圍之間;檸檬酸含量保持在3.964～4.215 mg/g FW范圍之間;酒石酸含量保持在2.45～2.652 mg/g FW范圍之間;總酸含量在16.363～16.894 mg/g FW范圍之間;香蕉果實在采后25 ℃貯藏條件下,蘋果酸含量保持在9.543～10.011 mg/g FW范圍之間;檸檬酸含量在4.107～5.12 mg/g FW范圍之間,在貯藏第8 d出現(xiàn)最高峰;酒石酸含量保持在2.548～2.824 mg/g FW范圍之間;總酸含量在16.336～17.785 mg/g FW范圍之間,在貯藏第8 d出現(xiàn)最高峰。

表3 不同貯藏溫度下香蕉果實有機酸組分及含量(mg/g FW)Table 3 Organic acid components and contents in banana fruits storing at different temperatures(mg/g FW)

表4 不同貯藏溫度下香蕉果實糖酸含量的相關(guān)性分析Table 4 Correlation coefficients between sugar and acid contents in banana fruits storing at different temperatures

注:**和*分別代表在0.01和0.05水平上顯著相關(guān)。

2.4 香蕉果實中糖酸組分的相關(guān)性分析

對香蕉果實糖酸組分進行相關(guān)性分析,結(jié)果見表4。從表4可以看出,在15 ℃貯藏溫度下香蕉果實的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之間均呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.965**、0.993**、0.955**),各糖組分與總糖呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.999**、0.974**、0.994**);在25 ℃貯藏溫度下香蕉果實的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之間均呈極顯著正相關(guān)r值分別為0.935**、0.982**、0.979**),各糖組分與總糖呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.996**、0.961**、0.994**);說明在15、25 ℃的不同貯藏溫度下,香蕉果實的糖組分含量變化相關(guān)性的結(jié)果相同,蔗糖、葡萄糖和果糖的上升過程相互間有相關(guān)性,總糖的增長與蔗糖、葡萄糖和果糖相關(guān)。15 ℃貯藏條件下香蕉果實的酒石酸和檸檬酸之間呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.742**),各有機酸組分與總酸也呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.785**、0.838**、0.837**),25 ℃貯藏條件下香蕉果實的總酸和蘋果酸、酒石酸呈顯著正相關(guān)(r值分別為0.625*、0.651*),總酸和檸檬酸呈極顯著正相關(guān)(r值分別為0.907**);說明在15、25 ℃的不同貯藏溫度下,香蕉果實檸檬酸和酒石酸含量變化相關(guān)性的結(jié)果不相同,15 ℃貯藏條件下酒石酸和檸檬酸的增長相互影響,25 ℃貯藏條件下酒石酸和檸檬酸的增長無相關(guān)性,而總酸的增長與蘋果酸、檸檬酸、酒石酸相關(guān),這可能是由于酸性轉(zhuǎn)化酶在不同溫度下轉(zhuǎn)化表達不同。以上結(jié)果說明香蕉的糖酸含量與貯藏溫度有一定的相關(guān)性。

3 討論

水果的風味并非甜味和酸味的簡單疊加,而是糖和酸共同作用的綜合結(jié)果,既取決于糖和酸的含量水平,也取決于糖和酸的種類及比例。周慧娟[14]報道果實內(nèi)積累的可溶性糖絕大部分是果糖、葡萄糖和蔗糖,這是果實品質(zhì)成分和風味物質(zhì)合成的基底,蔗糖含量與果實的甜風味呈極顯著正相關(guān);蘋果酸含量與果實的甜風味呈極顯著負相關(guān);鄭麗靜[6]、周兆禧[13]等研究報道香蕉果肉屬于蔗糖累積型,以蘋果酸為主,這與本實驗結(jié)果基本一致。本實驗研究中發(fā)現(xiàn),不同溫度下,香蕉果實的蔗糖、蘋果酸分別占了總糖、總酸的60%、55%以上;蔗糖、葡萄糖和果糖3者之間均呈極顯著正相關(guān),各糖組分與總糖呈極顯著正相關(guān),15 ℃貯藏條件下酒石酸和檸檬酸之間呈極顯著正相關(guān),各有機酸組分與總酸也呈極顯著正相關(guān),25 ℃貯藏條件下總酸和蘋果酸、檸檬酸、酒石酸呈顯著正相關(guān),總酸和檸檬酸呈極顯著正相關(guān)。

袁揚靜[15]和吳嵐芳[20]等在研究香蕉采后生理品質(zhì)變化時發(fā)現(xiàn),采后初期葡萄糖、果糖在果實發(fā)育早期含量較低,香蕉采后8～15 d蔗糖、葡萄糖、果糖含量不斷上升,低溫貯藏可明顯抑制香蕉體內(nèi)代謝酶活性和糖分積累速度,有利于提高果實品質(zhì);蔡慧[21]在研究獼猴桃果實貯藏品質(zhì)變化時發(fā)現(xiàn),不同溫度條件下獼猴桃果實品質(zhì)變化差異顯著,低溫貯藏獼猴桃果實的生理代謝處于緩慢、平穩(wěn)階段,有機酸含量變化很小,能更好地保持果實的營養(yǎng)品質(zhì),這與本實驗研究結(jié)果一致。本實驗中,在不同溫度貯藏期間,香蕉果實的蔗糖、葡萄糖、果糖和總糖含量均呈上升趨勢,而低溫(15 ℃)條件下的增長速度較緩慢;貯藏8～20 d,蔗糖、葡萄糖、總糖含量差異顯著,貯藏14～20 d,果糖含量差異顯著;說明香蕉果實主要以淀粉形式累積糖,采后經(jīng)后熟將淀粉轉(zhuǎn)化為可溶性糖,所以可溶性糖含量變化較大,香蕉果實的風味變化主要取決于糖組分的變化。不同溫度下香蕉果實中有機酸的含量變化均較緩和,蘋果酸、酒石酸差異不顯著,只有檸檬酸在貯藏6～10 d期間差異顯著,總酸在貯藏6～8 d期間差異顯著,說明采后果實風味的提升與有機酸含量的相關(guān)性不大。

4 結(jié)論

綜合分析得出,香蕉果實中可溶性糖組分主要為蔗糖、葡萄糖和果糖,蔗糖含量最高,15 ℃貯藏條件下平均占總糖的63.97%,25 ℃貯藏條件下平均占總糖的64.90%;有機酸組分主要為蘋果酸、檸檬酸和酒石酸,蘋果酸含量最高,15 ℃貯藏條件下平均占總酸的60.00%,25 ℃貯藏條件下平均占總酸的57.89%;溫度對香蕉果實的蔗糖、葡萄糖、果糖、總糖含量有顯著影響(p<0.05),檸檬酸在貯藏6～10 d期間差異顯著(p<0.05),總酸在貯藏6～8 d期間差異顯著(p<0.05);在室溫和低溫貯藏條件下,其糖組分含量變化幅度較大,蔗糖增長幅度分別為74.66%、35.952%,葡萄糖增長幅度分別為62.30%、36.54%,果糖增長幅度分別為83.22%、57.65%,總糖增長幅度分別為73.731%、39.440%,而其有機酸組分及含量的變化相對緩和;不同貯藏溫度下香蕉果實的糖酸組分存在一定差異,低溫貯藏能有效抑制糖組分的增長速度,維持其品質(zhì)。從相關(guān)性分析中得出,不同貯藏溫度下香蕉果實的蔗糖、葡萄糖和果糖3者之間均呈極顯著正相關(guān),各糖組分與總糖呈極顯著正相關(guān);15 ℃貯藏條件下香蕉果實的酒石酸和檸檬酸之間呈極顯著正相關(guān),各有機酸組分與總酸也呈極顯著正相關(guān),25 ℃貯藏條件下香蕉果實的總酸和蘋果酸、檸檬酸、酒石酸呈顯著正相關(guān),總酸和檸檬酸呈極顯著正相關(guān)。

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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

李昌寶( 1981-) ，男，碩士，副研究員，研究方向：果蔬保鮮與加工研究，E-mail:lichangbao008@163.com。

*通訊作者:孫健( 1979-) ，男，博士，研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工研究，E-mail:jiansun@yahoo.cn。

國家自然科學基金(31660589);國家自然科學基金(31560467);“八桂學者”工程專項經(jīng)費資助；廣西科學研究與技術(shù)開發(fā)計劃課題(科技基地和人才專項)(桂科AD16380015)；廣西自然科學基金(2014GXNSFDA118013)；廣西農(nóng)業(yè)重點科技計劃項目(201527)；2015年留學人員科技活動項目擇優(yōu)資助項目(人社廳函[2015]192號)；廣西農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務(wù)費(2015YT86)；廣西農(nóng)科院科技發(fā)展基金國家自然科學基金配套項目(桂農(nóng)科2016JZ11)；南寧市科學研究與技術(shù)開發(fā)計劃(20152082)。

TS255.3

A

1002-0306(2017)07-0305-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.051