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摘要:在我国,苹果产业在促进农民脱贫致富、改善农村经济状况、促进农业产业化等方面起到了重要作用,但在苹果产业的发展过程中,供给总量与质量结构失衡、苹果品种单一、树龄老化、科技支持力度不足等问题突出,正面临着发展的转折点。辽宁省大连市东马屯村,结合稀释羊奶浇灌和残次苹果制作的发酵生物肥料还田,在普通红富士苹果的基础上开发出了“奶香富士”新品类。该种苹果的口感、“冰糖心”等指标明显优于普通红富士苹果。实验测定发现,“奶香富士”较普通红富士苹果在总糖、还原糖、糖酸比等关键营养成分含量方面具有显著优势。对此,文章从果肉营养成分方面解释了苹果口感改善的原因,提出了一种提高果品品质的有效方法。
关键词:苹果;品质提高;奶香富士;羊奶浇灌
中国是世界苹果原生中心之一,具有黄土高原、渤海湾、黄河故道和西南冷凉高地4大产区,且苹果生产空间布局正在逐渐向环渤海湾、黄土高原两个优势区域拓展,呈现出“西移北扩”的区域内部调整趋势[1]。2022年,我国苹果总产量高达4 757.18万吨,占据着突出的优势地位,在促进农民脱贫致富、改善农村经济状况、促进农业产业化等方面发挥着重要作用。然而,目前苹果产业发展仍面临着供给总量与质量结构失衡的问题,主要表现为生产源头与市场需求脱节,以及苹果供过于求与高品质苹果供不应求并存,亟须从生产源头进行产业升级与结构调整。
以辽宁省大连市为例,其因得天独厚的地理位置和优越的气候条件,成为我国乃至世界的苹果最佳栽培区之一。同时,大连苹果产业发展中的土地资源约束加剧、苹果品种单一、树龄老化、科技支持力度不够等问题愈发凸显,加之管理模式落后,导致果品质量严重下降,亟须重新认识与评价栽培管理技术体系、推进品种结构调整,通过测土配方施肥和营养诊断等方法改善土壤条件,发展水肥一体化、循环产业、果园生草等技术,助力实现苹果产业有机化、智能化发展。大连苹果产业存在的问题不是个例,品种结构和栽培模式不合理、果园老化和栽植障碍以及田间护理效率低下已经成为辽宁乃至全国苹果园面临的突出问题,急需尽快寻求有效的解决方案。
东马屯村位于大连瓦房店许屯镇老帽山脚下,于1891年开始种植苹果,是辽宁的苹果特色之乡。该地区年平均气温10.5℃,全年日照时间超过2 600 h,无霜期达165~185 d[2],全村苹果种植面积达5 km2,年产量高达1 500万kg,栽植了富士、小国光(国家地理标志产品)等30多个品种[3]。近年来,东马屯村在原有红富士品种的基础上,采用叶片、幼果、树根浇灌适当比例的羊奶和残次苹果制作发酵生物肥料还田,并整合物理或生物防治技术(包括“戴套护果”“反光膜增光照”等措施[4]),开发出了“奶香富士”新品类,其口感等指标均显著优于一般的富士苹果,还含有罕见的“冰糖心”。本文以“奶香富士”为研究对象,对苹果果实的关键营养成分进行测定,并将其与普通红富士苹果进行比较。考虑到全国有70%苹果园种植的是红富士品种,希望这种“生物肥+羊奶”的处理方法能够有效改善苹果品质机理,为苹果产业的升级改造提供助力。
1材料与方法
1.1果树处理与果实采集
苹果试验园位于辽宁省大连市瓦房店许屯镇东马屯村(1220 17’E,39091’N),果园处于温带大陆性季风气候区,年平均气温10.5℃,全年太阳总辐射量143 kcal/cm2。
果园主栽品种为红富士,使用按比例稀释的羊奶和自制的生态肥料,对已有红富士品种果树进行处理。具体包括:(1)每年在苹果套袋前给叶片、幼果、根部喷施鲜羊奶稀释液;(2)每年7月末、8月末进行两次浇根,按每产20斤生态酵素/100斤苹果施入。其中,生态酵素由红糖、残次苹果和水按照1∶5∶100的比例制成;切碎的残次苹果等置于塑料桶中,并将桶放在阴凉通风处发酵,3个月后使用。施入时,环树体主干50 cm环形放射状开沟8~10 cm深,并将配制好的液体均匀浇入。
果实采集时间为2019年11月上旬。采摘后,立即对获得的红富士和“奶香富士”果实进行后续营养成分含量分析。
1.2果实营养成分分析
(1)单果重分析:每批次随机选取20个样品,测量单果重量,求5个批次的平均值。
(2)果实含水量分析:使用四分法切20 g左右鲜果并去皮,精确称量质量记为m1,放入60℃烘箱中烘干至恒重(约24 h),称量其质量记为m2。含水量=(m2-m1)/m1×100%。做5次平行实验。
(3)果肉总糖测定:精确称取去皮去核鲜果质量,切碎后用液氮冷冻研磨至粉末状,用去离子水全部转移至50 mL容量瓶中并定容。微波炉中档(400 W)提取1 min后放入80℃、30 min水浴保温使糖充分释放,12 000 r/min离心,取上清液稀释适当倍数后,采用硫酸-苯酚法测定果肉总糖含量。将OD490代入标准曲线获得总糖浓度。
(4)果肉还原糖测定绘制标准曲线:按照上述多糖提取方法获得果肉还原糖待测样品,使用DNS法测定果肉还原糖,在波长540 nm处测吸光度,进行5次平行试验。
(5)果肉可滴定总酸测定:准确称取去皮、去核鲜果(质量为m),液氮冷冻后研磨,用去离子水转移至50 mL容量瓶中并定容(体积为V3),微波(400 W)提取1 min后放入80℃、30 min水浴中保温使酸充分释放,12 000 r/min离心,取上清液稀释后测总酸。吸取35.00 mL上清液(体积为V4),向其中加入3滴酚酞溶液,用0.100 0 mol/L的氢氧化钠溶液(浓度为C)滴定至粉红色且30 s不褪色为滴定终点,使用的氢氧化钠体积为V1,剩余未用氢氧化钠体积为V2。测定5个平行样本。计算公式:X=C×(V1-V2)×K/m×V3/V4×100 C。式中,X为每千克苹果含总酸的克数(g/kg);K为1 mmol/L NaOH相对于苹果酸的克数,K=0.067,单位为可滴定酸质量占鲜果重量的百分比。
(6)果肉糖酸比测定:苹果的糖酸比=苹果的总糖平均值/苹果总酸的平均值。
(7)果肉多酚总量测定:总酚含量的测定采用Folin-Ciocalteu法。准确称量去皮、去核的苹果鲜果果肉,切成小块后加入液氮冷冻研磨至粉末状,用70%(V/V)酸性乙醇试剂洗3次并全部转移至50 mL容量瓶中,混匀、定容后35℃超声提取30 min,冷却至室温,12 000 r/min离心10 min。取1.0 mL上清液加入25 mL比色管中,加入6.0 mL超纯水稀释,再加入1.0 mL Folin-酚试剂、8.0 mL 120 g/L的碳酸钠溶液,混匀后定容。室温下反应60 min,借助分光光度计在波长760 nm处测定吸光度,测定的多酚单位为mg/kg鲜果。以没食子酸标准溶液绘制标准曲线。进行5次平行测定。
对该部分数据进行t检验考察显著性。*表示p<0.05;**表示p<0.01;***表示p<0.001。
2结果与讨论
“奶香富士”苹果果肉多汁、口感脆甜且带有奶香味。实验对11月初采集的该品种果实与同一时期采集的普通红富士苹果进行营养成分含量测定与结果比对。测定参数包括单果重、果实含水量、果肉总糖、还原糖、可滴定总酸及糖酸比、果肉多酚含量等。
2.1苹果单果重于含水量分析
如图1~2所示,在相同生长时间下,“奶香富士”单果重的平均值略高于普通红富士。其均单果重为329.5±41.2 g,红富士为325.7±23.6 g,但在统计学上差异不显著。果实含水量比较结果显示,“奶香富士”比普通红富士更低,且差异显著(p<0.05),说明羊奶浇灌和有机肥的施用促进了果实营养物质的积累。
2.2果实糖、酸积累测定
利用硫酸-苯酚法测定果肉总糖含量,用DNS法测定果肉还原糖含量,结果如图3~4所示。“奶香富士”的果肉总糖含量达到了0.197 8±0.010 6 g·g-1,而普通富士仅为0.141 7±0.017 3 g·g-1,差异极为显著;在还原糖含量方面,“奶香富士”为0.144 2±0.000 2 g·g-1,普通富士为0.124 9±0.000 2 g·g-1,存在显著差异。结果表明,在果实的生长发育过程中,“奶香富士”在糖的积累方面更具优势。
果实的可滴定总酸测定结果如图5所示。“奶香富士”的可滴定总酸含量为0.222 0±0.000 35%,而普通富士为0.342 1±0.000 058%,差异极为显著。由总糖、总酸测定值计算得到“奶香富士”和普通富士果实的糖酸比分别为89.17%和41.37%。高糖酸比可能是“奶香富士”口感显著提升的重要原因。
2.3果实多酚含量测定
多酚类化合物具有增强免疫功能、抗癌、抗衰老、降血脂等作用,但具有涩味和苦味,会在一定程度上影响苹果的口感。“奶香富士”苹果的多酚含量为363.96±73.95 mg/kg,略低于普通红富士(347.43±69.90 mg/kg),统计学上无显著差异,如图6所示。后期还补充测定了果皮多酚含量,发现果皮多酚含量达到了果肉的2倍以上,且存储时间的不同,也会使多酚含量出现波动。
综上,“奶香富士”苹果的糖、酸、糖酸比等营养物质关键指标与普通红富士具有显著差异。糖、酸、多酚等营养物质可以显著影响苹果的外观和口感,帮助划定苹果的商品等级,并决定苹果的产品竞争力。研究表明,高糖酸比可能是使果实口感更佳的一个重要原因。此外,地区、施肥条件等因素的不同也会带来苹果果实营养物质显著的指标差异[5]。后续将从根际微生物多样性角度探讨“奶香富士”果实营养物质积累改变的原因,继续拓展土壤理化性质分析,并分离促生菌、制备菌肥,以促进微生物-植物的互相作用,改良果树生长环境,从而推进“壮菌养土育果”目标的实现。
3结论
本文介绍了“奶香富士”苹果的培育方式,并测定了其与普通红富士苹果在单果重、果肉总糖、还原糖、可滴定总酸及糖酸比、果肉多酚含量等指标上的差异,证明“奶香富士”果实的主要营养成分有更好、更早的积累,为有效提高苹果品质提供了一种新的方法。
参考文献
[1]张强强.中国苹果生产布局演变与优势评价研究[D].咸阳:西北农林科技大学,2021.
[2]刘闯.大连瓦房店市苹果林地资源综合评价数学模型[J].北京大学学报(自然科学版),1987(4):79-86.
[3]孙经中.老冒山脚下的东马屯苹果—记大连市东马屯农民水果专业合作社[J].中国农民合作社,2016(5):57-58.
[4]宋德武,陈立儒,宫文超.东马屯苹果示范园周年管理作业历[J].北方果树,2013(5):57.
[5]刘毓超,王辉,贾一鸣,等.中国红富士苹果糖、酸、多酚分析及产区溯源模型构建[J].食品工业科技,2023,44(22):285-293.
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