張亞若，王 龍，童盼盼，王 迪，劉 園,張紅艷,徐 娟,吳翠云，5,王江波，5

(1.塔里木大學(xué) 植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300；2.塔里木大學(xué)南疆特色果樹(shù)高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300；3.園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；4.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝林學(xué)學(xué)院，武漢 430070；5.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300)

庫(kù)爾勒香梨(Pyrussinkiangensis)原產(chǎn)新疆巴音郭楞蒙古自治州庫(kù)爾勒地區(qū)[1]，是新疆“名、特、優(yōu)”水果之一，因?yàn)槠涔麑?shí)“色、香、味”俱佳而廣受消費(fèi)者歡迎，在第六屆中國(guó)果業(yè)品牌大會(huì)上，庫(kù)爾勒香梨地理標(biāo)志證明商標(biāo)估值達(dá)到110.3億元，現(xiàn)被認(rèn)可的產(chǎn)區(qū)僅有庫(kù)爾勒市、阿克蘇市、阿拉爾市、尉犁縣、輪臺(tái)縣、庫(kù)車(chē)縣、沙雅縣、新和縣、阿瓦提縣、溫宿縣等3市7縣現(xiàn)轄行政區(qū)域[2]。眾多研究學(xué)者[3-5]認(rèn)可，庫(kù)爾勒香梨果實(shí)中，果實(shí)呈紡錘形、萼端凸出、花萼宿存的稱“公梨”，果實(shí)呈卵圓形、頂端凹陷似一漏斗、花萼脫落的稱為“母梨”。“母梨”較“公梨”皮薄、肉嫩、汁多、味甜、石細(xì)胞少，香氣濃郁而質(zhì)優(yōu)。何子順等[6]經(jīng)3 a時(shí)間，對(duì)庫(kù)爾勒香梨果實(shí)商品性狀進(jìn)行分析，提出“母梨”品質(zhì)優(yōu)于“公梨”的說(shuō)法不科學(xué)。任瑩瑩[7]研究認(rèn)為，宿萼果具有果形不一致、石細(xì)胞偏多、果核大、可食用比例小、香味淡、近核處偏酸等特點(diǎn)，嚴(yán)重降低“庫(kù)爾勒香梨”的產(chǎn)業(yè)效益。以庫(kù)爾勒香梨為研究對(duì)象，前人已在糖酸含量[8-10]、礦質(zhì)元素[11]、營(yíng)養(yǎng)成分[12]、揮發(fā)性成分[13]等品質(zhì)指標(biāo)與其他品種做過(guò)諸多比較，結(jié)果表明庫(kù)爾勒香梨具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；針對(duì)庫(kù)爾勒香梨果實(shí)脫萼與宿萼的成因[14-16]、影響因素[17-19]以及調(diào)控措施[20-24]等也有廣泛且深入的研究，庫(kù)爾勒香梨不同形態(tài)果實(shí)間香氣物質(zhì)的差異研究卻未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以“庫(kù)爾勒香梨”為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定分析庫(kù)爾勒香梨成熟期突萼果、脫萼果、宿萼果3種類(lèi)型果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)、外在品質(zhì)指標(biāo)、礦質(zhì)元素及香氣間的差異，明確庫(kù)爾勒香梨不同形態(tài)果實(shí)的生理特性差異，以期為提高庫(kù)爾勒香梨果實(shí)商品性，促進(jìn)香梨產(chǎn)業(yè)的多向發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為以‘碭山梨’為授粉品種的‘香梨’，采摘自阿拉爾市第一師九團(tuán)香梨園。試驗(yàn)地處于東經(jīng)81°34′，北緯40°61′，平均海拔1 100 m，當(dāng)?shù)啬昃鶜鉁?0.7 ℃，年日照時(shí)數(shù)逾2 900 h，雨量稀少，冬季少雪，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，年均降水量為40.1～82.5 mm，年均蒸發(fā)量1 876.6～2 558.9 mm。于2004年建園，樹(shù)體定植16 a，株行距 4 m×6 m，無(wú)大小年和病蟲(chóng)害現(xiàn)象。

1.2 試驗(yàn)方法

于9月中旬果實(shí)成熟期(花期結(jié)束后150 d)采收果實(shí)樣品，隨機(jī)選擇樹(shù)體生長(zhǎng)水平良好、樹(shù)勢(shì)均一的3棵樹(shù)為樣本樹(shù)，從樹(shù)體東南西北4個(gè)方向均勻采摘，每棵樹(shù)分別摘取大小均勻、著色及成熟度大體一致、無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷的突萼果、脫萼果和宿萼果各11個(gè)(圖1)，共計(jì)摘取突萼果、脫萼果和宿萼果各33個(gè)果實(shí)。

圖1 突萼、脫萼與宿萼果實(shí)形態(tài)

果實(shí)樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后取突萼果、脫萼果、宿萼果各3個(gè)用于香氣含量測(cè)定，其余果實(shí)用去離子水洗凈后擦干。測(cè)量單果質(zhì)量、縱橫徑與硬度指標(biāo)后，將果皮、果肉、果核分離，分離同時(shí)每個(gè)果實(shí)單取3小份果肉用于可溶性固形物含量的測(cè)定。之后將突萼果、脫萼果、宿萼果果皮各自均分成18小份，置于-20 ℃冰箱保存；將突萼果、脫萼果、宿萼果果肉各自分成兩部分，一部分各自分成3大份和18小份(每大份需60 g以上)，置于-20 ℃冰箱保存，另一部分各自切成薄片放入烘箱，80 ℃烘干至無(wú)水分，冷卻后分裝成3等份，備用。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 果實(shí)外在品質(zhì)測(cè)定 突萼果、脫萼果、宿萼果各取30個(gè)，進(jìn)行單果質(zhì)量、縱橫徑與硬度的測(cè)定。使用電子天平(精度0.01 g)測(cè)定果實(shí)的單果質(zhì)量及果核質(zhì)量；可食率=(單果質(zhì)量-果核質(zhì)量)/單果質(zhì)量×100%；使用電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺(精度0.01 mm)測(cè)量果實(shí)縱橫徑，每個(gè)果實(shí)的縱徑與橫徑均按東西和南北兩個(gè)方向測(cè)量，得到兩個(gè)值，取其均值后，計(jì)算果形指數(shù)，果形指數(shù)=縱徑/橫徑；使用GY-3手握式果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度，測(cè)量時(shí)在果實(shí)赤道線上東南西北4個(gè)方向各取一點(diǎn)，求平均值，單位N。從-20 ℃冰箱中，取突萼、脫萼、宿萼果實(shí)果皮各9小份，采用pH示差法[25]測(cè)定果皮花青素含量；從-20 ℃冰箱中，取突萼、脫萼、宿萼果實(shí)果皮各9小份測(cè)定葉綠素[26]含量，將果皮切成細(xì)絲后置于80%丙酮-乙醇溶液中浸提24 h至果皮發(fā)白，在663 nm和645 nm下讀取光密度值，計(jì)算公式：葉綠素含量=(20.21×OD645+8.02×OD663)V/W(V表示提取液總體積；W表示果皮面積)，單位為 mg/cm2。

1.3.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定 分取果肉與果核的同時(shí)，每個(gè)果實(shí)單取3小份果肉，使用PAL-1數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量，每果測(cè)定3次，取平均值，單位：%。從-20 ℃冰箱中取突萼、脫萼、宿萼果實(shí)果肉各3大份，采用冷凍分離法[27]測(cè)定果實(shí)石細(xì)胞含量；從-20 ℃冰箱中，取突萼、脫萼、宿萼果實(shí)果肉各9小份，采用蒽酮比色法[25]測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量；從-20 ℃冰箱中，取突萼、脫萼、宿萼果實(shí)果肉各9小份，使用酸堿滴定法[28]測(cè)定果實(shí)有機(jī)酸含量；糖酸比=可溶性糖含量/有機(jī)酸含量；固酸比=可溶性固形物含量/有機(jī)酸含量。

1.3.3 果實(shí)礦質(zhì)元素含量測(cè)定 取80 ℃烘干至無(wú)水分的突萼、脫萼、宿萼果肉各3份，由武漢科艾樂(lè)檢測(cè)科技有限公司對(duì)烘干至無(wú)水分的香梨果實(shí)薄片使用燃燒法和ICP法進(jìn)行果實(shí)礦質(zhì)元素含量的測(cè)定。取3個(gè)重復(fù)的平均值。

1.3.4 果實(shí)香氣測(cè)定 取突萼果、脫萼果、宿萼果各3個(gè)，使用頂空固相微萃取(HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)方法對(duì)果實(shí)揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定[29]。3個(gè)重復(fù)取平均值(μg/kg)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 25軟件與DPS 7.55軟件對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，Excel 2010軟件與TBtools制表作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 突萼果、脫萼果和宿萼果果實(shí)外在品質(zhì)

突萼果、脫萼果與宿萼果的單果質(zhì)量、可食率、果形指數(shù)、硬度、果皮花青素含量與葉綠素含量見(jiàn)圖2。在試驗(yàn)測(cè)定的果實(shí)外在品質(zhì)指標(biāo)中，突萼果單果質(zhì)量為118.0 g，果皮花青素含量約為8.67 μg/g，與脫萼果和宿萼果相比具有顯著性優(yōu)勢(shì)。脫萼果單果質(zhì)量最小，約為89.93 g；果皮花青素含量最低，約為6.62 μg/g，可食率、果形指數(shù)、硬度與果皮葉綠素含量4個(gè)指標(biāo)均介于突萼果與宿萼果之間。與突萼果和脫萼果相比，宿萼果可食率最高，達(dá)83.53%左右；果皮葉綠素含量最高，為0.051 mg/cm2；硬度最低，為6.57 N。

同指標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。下同

2.2 突萼果、脫萼果和宿萼果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

圖3 反映了突萼果、脫萼果及宿萼果果實(shí)石細(xì)胞、有機(jī)酸、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比和固酸比6個(gè)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)的含量或比值。宿萼果的石細(xì)胞含量顯著高于突萼果與脫萼果，脫萼果的石細(xì)胞含量最低，僅為0.61%。從數(shù)據(jù)上看，3種果實(shí)中，脫萼果的可溶性糖含量為125.9 mg/g，可溶性固形物含量為11.56%，糖酸比為30.66，固酸比為28.16，均顯著高于突萼果與宿萼果，而有機(jī)酸含量在0.41%左右，顯著低于突萼果與宿萼果。突萼果的可溶性糖含量最低，為118.7 mg/g。宿萼果的有機(jī)酸含量最高，在 0.48%左右。

圖3 突萼、脫萼與宿萼果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)

2.3 突萼、脫萼和宿萼梨果實(shí)礦質(zhì)元素含量

從表1 可以看出，從庫(kù)爾勒香梨果實(shí)中測(cè)得N、P、K等共10種礦質(zhì)元素。大量元素中，突萼果的N元素含量在4 017.4 mg/kg左右，顯著高于脫萼果與宿萼果；脫萼果的P元素含量為 405.50 mg/kg，顯著低于突萼果與宿萼果；突萼果、脫萼果與宿萼果K元素含量差異不顯著；脫萼果Ca元素含量和Mg元素含量分別是629.93 mg/kg和698.10 mg/kg，且與突萼果和宿萼果間均具有顯著性差異。微量元素中，突萼、脫萼和宿萼果實(shí)中的礦質(zhì)元素由高到低分別為：Fe> Cu>B>Mn>Zn。脫萼果Fe元素含量顯著低于突萼果與宿萼果，Zn元素含量顯著高于脫萼果與宿萼果。

表1 突萼、脫萼與宿萼果實(shí)礦質(zhì)元素含量

2.4 突萼、脫萼和宿萼梨果實(shí)香氣含量

本試驗(yàn)從待測(cè)果中測(cè)得香氣成分包括醇類(lèi)8種，酚類(lèi)1種，芳烴類(lèi)1種，醛類(lèi)7種，萜烯類(lèi)5種，烷烴11種，酯類(lèi)6種，共計(jì)39種香氣成分(表2)。在檢測(cè)結(jié)果中，突萼果、脫萼果與宿萼果均以醛類(lèi)成分占比最高，都達(dá)到90.0%以上，酚類(lèi)成分占比最低，為0.1%左右。脫萼果醛類(lèi)成分含量顯著高于突萼果與宿萼果，為2 312.08 μg/kg左右。脫萼果的香氣含量最高，達(dá)到2 479.76 μg/kg左右，突萼果與宿萼果的香氣含量分別是2 079.18 μg/kg和2 029.64 μg/kg。

表2 突萼、脫萼與宿萼果實(shí)香氣種類(lèi)含量與占比

表3 為突萼果、脫萼果與宿萼果果實(shí)39種香氣成分間的含量。在醇類(lèi)成分中，突萼果的1-癸醇、4-乙基環(huán)己醇、9-癸烯醇含量顯著高于其他兩種果；脫萼果的1-十二醇和1-十四醇含量顯著高于其他兩種果。2，4-二叔丁基苯酚、1，3-二叔丁基苯分別是試驗(yàn)中檢測(cè)出的酚類(lèi)物質(zhì)和芳烴類(lèi)物質(zhì)，在差異比較中均表現(xiàn)為突萼果中的含量極顯著高于脫萼果與宿萼果。突萼果和脫萼果果實(shí)香氣成分中以(E)-2-己烯醛含量最高，宿萼果果實(shí)中含量最高的主要香氣成分為正己醛。(E)-2-己烯醛是一種香梨特征香氣成分，脫萼果中(E)-2-己烯醛含量為755.5 μg/kg，極顯著高于突萼果與宿萼果，突萼果與脫萼果的(E)-2-己烯醛含量相差約243.1 μg/kg，宿萼果與脫萼果相差約363.4 μg/kg。突萼果與脫萼果的萜烯類(lèi)成分及烷烴類(lèi)成分含量均高于宿萼果。6種酯類(lèi)成分中，脫萼果的丁酸己酯、己酸己酯、辛酸甲酯與乙酸己酯含量均高于其他兩種果，宿萼果的2-甲基萘酸甲酯和4-己烯-1-醇，乙酸酯含量均高于其他兩種果。

表3 突萼、脫萼與宿萼果實(shí)的香氣物質(zhì)含量

3 討 論

庫(kù)爾勒香梨中，花萼端存在“突起”和“宿萼”現(xiàn)象的果實(shí)商品性狀評(píng)價(jià)低，不具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。眾學(xué)者研究結(jié)果皆顯示，脫萼果與宿萼果的果實(shí)品質(zhì)存在不同程度的差異[14,25,30]。董玉忠等[31]測(cè)定了庫(kù)爾勒香梨雜交后代脫萼、宿萼的果實(shí)品質(zhì)，結(jié)果表明庫(kù)爾勒香梨雜交后代脫萼果的單果質(zhì)量、體積和可溶性固形物均顯著大于宿萼果；本研究中，脫萼果的單果質(zhì)量和體積均顯著小于突萼果，田嘉等[32]研究指出，脫萼果和宿萼果果實(shí)差異是由于果肉部分細(xì)胞體積和細(xì)胞數(shù)目的差異導(dǎo)致的。庫(kù)爾勒香梨果實(shí)萼片的自然脫落或宿存取決于在萼片離層明顯期的離層兩端植物內(nèi)源激素含量的差異性[14]，其脫萼率還與維管束數(shù)目和面積有負(fù)相關(guān)的關(guān)系[17]。梨果實(shí)石細(xì)胞由薄壁細(xì)胞的細(xì)胞壁次生加厚而形成[33-34]，石細(xì)胞密度和聚合度較高是導(dǎo)致碭山酥梨鮮食品質(zhì)較差的主要原因[35]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，脫萼果的石細(xì)胞含量顯著低于突萼果與宿萼果。石細(xì)胞含量高易導(dǎo)致庫(kù)爾勒香梨粗皮果的形成[36]。宋小飛等[37]研究表明，施用外源鈣能夠降低肉桂醇脫氫酶的活性，通過(guò)抑制木質(zhì)素的合成，有效降低碭山酥梨果實(shí)石細(xì)胞含量。本試驗(yàn)中脫萼果Ca元素含量高于突萼果和宿萼果，已有研究表明缺Ca是粗皮果形成的主要原因[38]，且與果實(shí)N含量高相關(guān)[39-40]。Fe是萼片發(fā)育重要的礦質(zhì)元素之一，F(xiàn)e充足時(shí)果實(shí)萼片易宿存[41]；與本試驗(yàn)脫萼果Fe元素含量低于宿萼果的結(jié)果相一致。位杰等[11]對(duì)庫(kù)爾勒香梨品種果實(shí)礦質(zhì)元素進(jìn)行研究，利用通徑分析明確了N對(duì)可滴定酸具有最大的正直接作用，對(duì)糖酸比具有最大的負(fù)直接作用；P對(duì)石細(xì)胞具有最大的正直接作用。本試驗(yàn)結(jié)果中，突萼果的N元素含量與可滴定酸含量均顯著高于脫萼果與宿萼果，且糖酸比含量亦低于脫萼果，具有顯著性差異；宿萼果P元素含量和石細(xì)胞含量均高于突萼果與脫萼果。突萼果、脫萼果與宿萼果的礦質(zhì)元素含量存在顯著性差異，是突萼果、脫萼果與宿萼果果實(shí)品質(zhì)差異的重要原因。

特殊的香氣是衡量果實(shí)商品價(jià)值的重要指標(biāo)，也是庫(kù)爾勒香梨的主要特色。本試驗(yàn)中，脫萼果的香氣總量顯著高于突萼果與宿萼果。李長(zhǎng)江等[42]在庫(kù)爾勒香梨生理差異的研究發(fā)現(xiàn)，脫萼果ABA含量顯著高于宿萼果。近期研究發(fā)現(xiàn)ABA對(duì)果實(shí)香氣有重要影響[43-45]，權(quán)桂蓉等[44]研究表明外源施用ABA顯著提高了葡萄果實(shí)中酯類(lèi)、醇類(lèi)和醛酮類(lèi)物質(zhì)含量，ABA可能在鈣觸發(fā)的南果梨香氣改善中發(fā)揮重要作用[46]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示脫萼果的醛類(lèi)物質(zhì)含量顯著高于突萼果和宿萼果，因而認(rèn)為ABA可使脫萼果香氣優(yōu)于宿萼果。聯(lián)系脫萼果與宿萼果石細(xì)胞含量差異的表現(xiàn)，認(rèn)為內(nèi)源激素是致使脫萼果和宿萼果的石細(xì)胞與香氣差異形成的重要原因。前人對(duì)于庫(kù)爾勒香梨香氣成分的鑒定結(jié)果表明，庫(kù)爾勒香梨的香氣成分中醛類(lèi)物質(zhì)的含量最高[29-30,47-49]。本研究使用固相微萃取結(jié)合GC-MS方法，提取并檢測(cè)不同果實(shí)類(lèi)型庫(kù)爾勒香梨果實(shí)中的香氣成分，共檢測(cè)到39種香氣物質(zhì)，且醛類(lèi)物質(zhì)含量占比在90%以上，(E)-2-己烯醛、正己醛是最主要的香氣成分。檢測(cè)結(jié)果中，2-甲基萘酸甲酯、1，3-二叔丁基苯和壬醛是突萼果、脫萼果與宿萼果共同的主要的香氣成分。馬風(fēng)麗[47]在‘新梨七號(hào)’‘紅香酥’等庫(kù)爾勒香梨后代品種檢測(cè)顯示，壬醛仍是其主要的特征香氣成分。因此認(rèn)為，香梨的特征香氣成分能夠伴隨著果實(shí)特性一同遺傳給后代品種。前人研究中，-法尼烯、乙酸己酯、丁酸己酯等物質(zhì)亦被認(rèn)為是庫(kù)爾勒香梨的主要香氣成分[50-51]，-法尼烯是一類(lèi)具有較強(qiáng)香氣和活性的化合物[52]，梨果實(shí)散發(fā)清新香味中起主要作用[53]。本試驗(yàn)中，-法尼烯、乙酸己酯、丁酸己酯等物質(zhì)在脫萼果的含量要優(yōu)于脫萼果與宿萼果，脫萼果-法尼烯的含量是突萼果與宿萼果的3～5倍。因此認(rèn)為，脫萼果不僅香氣總量高，香氣更加濃郁，而且香梨特征香氣成分含量顯著高于宿萼與突萼果，更加具有本品種的香氣特征。周文杰等[48]利用PLSR建立感官屬性與香氣物質(zhì)之間的關(guān)系，表明2，4-二叔丁基苯酚能夠帶來(lái)果香的感官屬性，本研究檢測(cè)出突萼果中2，4-二叔丁基苯酚的含量顯著高于脫萼果與宿萼果。

測(cè)定庫(kù)爾勒香梨脫萼與宿萼果實(shí)品質(zhì)的差異時(shí)，大多研究只停留在外觀品質(zhì)與糖酸含量的差異上，而對(duì)于礦質(zhì)元素和香氣成分含量的差異并未關(guān)注。本研究對(duì)不同形態(tài)果實(shí)的礦質(zhì)元素和香氣成分進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果顯示突萼果、脫萼果與宿萼果的礦質(zhì)元素含量和香氣成分含量亦存在不同程度的差異。這可能與果實(shí)發(fā)育過(guò)程中物質(zhì)代謝的差異相關(guān)，但其具體的因果關(guān)系還需借助分子手段做進(jìn)一步驗(yàn)證。