甜櫻桃果實發(fā)育過程中糖酸動態(tài)變化

甜櫻桃果實發(fā)育過程中糖酸動態(tài)變化

水果中的糖酸種類、含量和動態(tài)變化是水果品質(zhì)形成的重要基礎，也是我國優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的研究熱點之一。近年來在柑橘、蘋果、杏、李等主要果樹上的相關研究已有報道。許暉等對‘那翁’、‘黃玉’、‘早紫’3個甜櫻桃品種果實發(fā)育及其營養(yǎng)成分變化進行了分析,王婷等對‘紅燈’甜櫻桃果實發(fā)育過程中糖代謝規(guī)律及相關酶活性變化進行了研究,但目前關于甜櫻桃果實發(fā)育過程中糖酸組分及其含量的動態(tài)變化的研究未見報道。本研究以甜櫻桃7個栽培品種為試材,對其果實生長發(fā)育過程中主要糖酸種類及其含量進行了測定,旨在探討甜櫻桃果實糖酸含量變化的規(guī)律及品種間的差異,為甜櫻桃品質(zhì)評價、調(diào)控及糖酸代謝研究提供參考。1材料和方法1.1選擇優(yōu)良品種,適時采集樣品試驗材料為泰安地區(qū)的甜櫻桃栽培品種‘烏梅極早’、‘早大果’、‘紅燈’、‘布魯克斯’、‘美早’、‘薩米脫’、‘拉賓斯’。其中‘烏梅極早’為特早熟品種,‘早大果’、‘紅燈’為早熟品種,‘布魯克斯’、‘美早’為早中熟品種,‘薩米脫’為中晚熟品種,‘拉賓斯’為晚熟品種。選擇管理一致、樹勢相當、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性良好的代表植株,5—6月份分別在花后16、24、32、40、48、56、64d選樣。取樣部位為樹冠外圍1~2m處,采用隨機取樣法,每品種每次采100個果,取樣后立刻置于冰壺帶并回實驗室,用塑料袋密封樣品后,儲于-20℃的冰箱中備用。樣品糖酸組分及含量的測定于2010年在山東農(nóng)業(yè)大學化學學院實驗室進行。1.2微生物濾膜過濾參照陳美霞等的方法。具體步驟:用刀片去除果皮,將果肉切碎、混勻后,準確稱取果肉5g,加入15mL80%的酒精研磨,于75℃下浸提30min,離心(12000r·min-1)15min,收集上清液。再用5mL80%酒精洗果渣,合并上清液于90℃水浴鍋蒸干,用水定容至5mL,0.45μm微孔濾膜過濾后待測。糖組分的測定。使用美國Waters510型高效液相色譜儀,配有RID-10示差檢測器,色譜柱為KromasilNH2(250mm×4.6mm),流動相為乙腈∶水=4∶1,流速0.9mL·min-1,柱溫30℃,進樣量10μL。酸組分的測定。使用美國Waters510型高效液相色譜儀,美國Waters2487雙波長紫外檢測器,檢測波長為214nm,色譜柱為美國thermoHypersilGold(250mm×4.6mm),流動相10mmolNH4H2PO(加酸調(diào)pH2.6):甲醇=97∶3,流速0.8mL·min-1,柱溫28℃,進樣量10μL。所用的標準樣均為分析純藥品。2結(jié)果與分析2.1不同甜櫻桃品種酒石酸、檸檬酸、白砂糖的含量每個品種最后1次采樣時間均為成熟期,各品種成熟期的糖、酸組分及含量見表1。由表1可以看出:不同品種間的總糖含量存在一定差異,‘美早’含量最高,‘拉賓斯’含量最低。在2種糖組分中,所有參試品種表現(xiàn)一致,葡萄糖的含量均高于果糖。其中,‘美早’葡萄糖和果糖的含量均高于其他品種,分別為221.36、121.78mg·g-1;‘拉賓斯’葡萄糖的含量最低,為133.38mg·g-1;‘烏梅極早’果糖含量最低,為100.68mg·g-1。參試的甜櫻桃品種總酸含量存在差異,‘薩米脫’總酸含量最高,為6.08mg·g-1,‘拉賓斯’總酸含量最低,為3.50mg·g-1。蘋果酸和檸檬酸為甜櫻桃果實中主要有機酸,各品種中均以蘋果酸含量為最高,檸檬酸次之。‘烏梅極早’、‘紅燈’、‘早大果’、‘布魯克斯’、‘美早’、‘薩米脫’、‘拉賓斯’的蘋果酸含量分別占各自總酸含量的83.3%、80.2%、80.9%、87.4%、88.1%、84.5%、81.4%。酒石酸、乙酸和琥珀酸的含量在7個甜櫻桃品種中的含量均較少。不同品種間各酸組分的含量存在差異,‘薩米脫’蘋果酸和乙酸的含量最高,分別為5.14mg·g-1、0.079mg·g-1,琥珀酸的含量最低,僅為0.012mg·g-1;‘早大果’檸檬酸的含量為0.64mg·g-1,高于其他品種;‘拉賓斯’蘋果酸的含量最低,僅為2.85mg·g-1。2.2不同發(fā)育階段果實總糖和糖組分的含量不同2.2.1不同發(fā)育階段果實的含果量發(fā)生了變化2.2.2‘薩米脫’與拉賓斯‘薩米脫’對比不同品種果實成熟期果糖和葡萄糖含量變化,可以看出,成熟時‘布魯克斯’果糖含量下降,葡萄糖含量增加;‘拉賓斯’則相反;‘薩米脫’果糖和葡萄糖含量均降低;其余4個品種果實成熟期果糖和葡萄糖含量均呈增長趨勢?！涝纭麑嵃l(fā)育期果糖和葡萄糖含量變化與其余6個品種存在明顯差異,其果實發(fā)育過程中糖組分變化出現(xiàn)“低—高—低—高”的變化趨勢,其果糖和葡萄糖含量分別在花后32~48d和40~48d出現(xiàn)顯著降低,之后迅速增長。2.3不同發(fā)育階段果實中主要酸含量的變化3甜櫻桃果實糖與有機酸代謝已有的研究表明,果實中糖主要是果糖、葡萄糖和蔗糖,有機酸主要是蘋果酸、檸檬酸和酒石酸。不同樹種間果實的糖酸組成不同。研究表明,蘋果中果糖的含量最高,蔗糖次之,葡萄糖含量最低;蘋果酸是主要有機酸?！率兰o’杏果實中蔗糖含量最高,葡萄糖次之,果糖最低;有機酸主要是蘋果酸。核桃果實中糖主要包括蔗糖、葡萄糖和果糖,蔗糖最高,葡萄糖最低。Valentina等研究認為甜櫻桃果實中可溶性糖為葡萄糖、果糖、山梨醇和蔗糖,有機酸為蘋果酸、檸檬酸和福馬酸。Girard等研究表明歐洲甜櫻桃果實蘋果酸占有機酸的94.2%,其他有機酸包括琥珀酸、檸檬酸、抗壞血酸。本試驗研究結(jié)果表明甜櫻桃果實中可溶性糖主要為葡萄糖和果糖,葡萄糖含量最高;有機酸包括蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、乙酸和琥珀酸,蘋果酸含量最高,檸檬酸次之,其余3種有機酸含量均很低。綜上研究表明甜櫻桃果實中糖主要包括葡萄糖和果糖,有機酸主要包括蘋果酸,但果實糖和有機酸組分與前人研究結(jié)果存在差異,需進一步開展研究。根據(jù)不同樹種果實內(nèi)有機酸的組成,果實可分為蘋果酸型、檸檬酸型和酒石酸型,根據(jù)本試驗結(jié)果可將甜櫻桃劃分為蘋果酸型。試驗結(jié)果表明在果實發(fā)育過程中,甜櫻桃品種間總糖含量及各組分的變化趨勢基本一致。果實發(fā)育初期,果糖和葡萄糖的含量較低,花后16d后開始迅速增加,在甜櫻桃果實中糖的積累以還原糖為主,本試驗未檢測到蔗糖。在果實發(fā)育初期,還原糖含量低可能與此階段從葉片轉(zhuǎn)運到果實的碳同化物(山梨醇和蔗糖)在山梨醇脫氫酶等相關酶的作用下轉(zhuǎn)化成果糖和葡萄糖,主要用于細胞分裂和形態(tài)建成有關。另外,果實還原糖含量的急劇增加還可能與可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶密切相關,而由于高活性的可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶的存在,導致在果實整個果實發(fā)育過程中蔗糖含量維持在較低水平。有機酸是影響果實風味的重要因素之一。一般在果實發(fā)育期間,不同類型果實酸度變化不同。通常果實成熟時,酸度會降低。許暉等研究表明甜櫻桃‘早紫’和‘那翁’品種果實中有機酸含量在果實生長發(fā)育的整個過程中均逐漸升高的,成熟時酸的含量達到最高值,而‘黃玉’品種果實中有機酸的含量在轉(zhuǎn)色期以后開始下降。本試驗結(jié)果表明:各品種果實發(fā)育過程中總酸和蘋果酸含量變化趨勢基本一致,隨果實發(fā)育迅速增加,成熟時開始下降。這與杏、枇杷等果實相似。大多品種中酒石酸、乙酸和琥珀酸的含量隨果實發(fā)育逐漸下降。而檸檬酸含量的變化在不同的品種間差異較大,大部分品種果實成熟前迅速下降,但‘紅燈’檸檬酸卻迅速上升,可能是由于磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性上升有關。本文測定的‘薩米脫’乙酸含量在果實成熟期也出現(xiàn)迅速上升現(xiàn)象,可能與乙酸代謝相關酶的活性有關,有待研究。果實中糖和有機酸代謝是一個復雜的過程,是各種酶綜合調(diào)控的結(jié)果,同時受外界環(huán)境影響較大。因此,甜櫻桃果實糖和有機酸代謝、調(diào)控機制有待于在分子水平上進一步研究。由圖1可以看出,隨著果實的發(fā)育,各品種果糖含量呈總體上升趨勢,成熟時除‘布魯克斯’和‘薩米脫’出現(xiàn)回降外,其余品種果糖含量均達到最高值。從果實發(fā)育過程可以看出,各品種果實發(fā)育期果糖含量變化存在差異:‘拉賓斯’果糖含量積累較晚,于花后32d開始迅速增加,其余6個品種果糖含量均在花后24d迅速增加;‘拉賓斯’、‘美早’和‘薩米脫’果實發(fā)育過程中均出現(xiàn)2個果糖迅速積累期,但3個品種出現(xiàn)的時期各不相同,‘拉賓斯’在花后32~48d和花后56~64d,‘美早’在花后24~32d和花后48~56d,‘薩米脫’為花后24~32d和花后40~48d;‘烏梅極早’、‘早大果’、‘紅燈’和‘布魯克斯’在果實發(fā)育過程中均出現(xiàn)一次果糖迅速增長期,前3個品種的果糖迅速增長期相同,均為花后24~48d,‘布魯克斯’為花后24~40d。另外,各品種成熟期的果糖含量變化亦存在差異,‘布魯克斯’和‘薩米脫’在果實成熟期果糖含量明顯降低,其余品種果糖含量繼續(xù)增加。圖2所示,對比圖1甜櫻桃果實發(fā)育中葡萄糖的含量明顯高于果糖,為果糖的1~3倍。除‘薩米脫’和‘拉賓斯’在果實成熟時葡萄糖含量下降外,其余5個品種果實發(fā)育過程中葡萄糖含量均呈總體增長趨勢,成熟期達到最高值?！e斯’和‘美早’葡萄糖積累較晚于花后32d迅速增加,其余5個品種葡萄糖含量于花后24d迅速增加。2.2.3熟、熟、脫、空液壓、導致果實發(fā)育總糖含量下降圖3所示,各品種果實發(fā)育過程中總糖含量變化與果糖含量變化基本一致,初期含量增長緩慢,之后逐漸增加,呈整體上升趨勢,除‘布魯克斯’和‘薩米脫’在成熟時稍有回降,其余5個品種總糖含量均在成熟時達到最高值,建議‘布魯克斯’和‘薩米脫’可適當早采摘,以免因成熟期果實總糖下降引起品質(zhì)降低。‘拉賓斯’總糖積累時間較其余品種晚8d,應與其果實發(fā)育期長、成熟晚有關,另外,其成熟期總糖含量增加主要是由果糖含量劇增引起的?！涝纭麑嵃l(fā)育期總糖含量呈現(xiàn)“低—高—低—高”的變化趨勢;‘布魯克斯’和‘薩米脫’果實發(fā)育期總糖含量呈現(xiàn)“低—高—低”的變化趨勢;其余4個品種果實發(fā)育期均呈不斷增長趨勢。2.3.1不同品種對蘋果酸含量的影響參試品種各酸組分及含量的測定結(jié)果表明(如圖4、5、6):參試品種果實中有機酸包括蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、乙酸和琥珀酸,其中蘋果酸含量最高,占總有機酸80%以上,其次為檸檬酸。由圖4可以看出不同品種果實發(fā)育階段的蘋果酸含量變化趨勢基本一致,均呈現(xiàn)“降—升—降”的變化趨勢。不同品種的蘋果酸的含量差異顯著,果實發(fā)育初期‘早大果’蘋果酸含量最高,‘布魯克斯’次之,‘拉賓斯’和‘紅燈’含量最低;成熟時‘薩米脫’的蘋果酸含量最高,‘拉賓斯’最低,‘布魯克斯’次之。各品種蘋果酸含量處于最低水平時的發(fā)育時期相同,均為花后24d;各品種蘋果酸含量達到最高值時的發(fā)育時期不同,‘烏梅極早’為花后32d,‘早大果’、‘布魯克斯’、‘紅燈’為花后40d蘋果酸含量達到最高;‘薩米脫’、‘美早’、‘拉賓斯’為花后48d達到最高。2.3.2檸檬酸含量不同甜櫻桃品種不同發(fā)育時期果實檸檬酸含量的變化趨勢存在較大差異(圖5)。‘紅燈’和‘早大果’的檸檬酸含量呈跳躍式變化,呈現(xiàn)“降—升—降—升”的變化趨勢,成熟時2者的檸檬酸含量均處于較高水平,2者含量接近并均高于其他5個品種成熟期時的檸檬酸含量。‘布魯克斯’、‘薩米脫’、‘美早’和‘拉賓斯’不同果實發(fā)育階段檸檬酸含量變化一致,均呈現(xiàn)“降—升—降”的變化趨勢,而‘烏梅極早’檸檬酸含量則呈現(xiàn)“先升后降”的變化趨勢。不同品種的果實發(fā)育期檸檬酸含量變化與蘋果酸不同,果實發(fā)育初期檸檬酸含量最高的品種是‘紅燈’,其次為‘早大果’,含量最低的品種為‘烏梅極早’;果實成熟時‘早大果’檸檬酸含量最低、‘拉賓斯’次之,‘布魯克斯’含量最低。2.3.3酒石酸含量隨果實發(fā)育期的變化參試品種的有機酸中酒石酸、乙酸和琥珀酸含量均比較低,3者的大體變化趨勢基本一致(圖6~8),除‘薩米脫’乙酸含量在果實成熟期迅速增加,其余甜櫻桃品種這3種酸的含量均在果實發(fā)育初期較高,隨著果實的發(fā)育逐漸下降,成熟時降至最低。各品種酒石酸的含量變化差異較大,‘布魯克斯’酒石酸的含量在果實整個發(fā)育過程中始終在較低水平上且比較穩(wěn)定,‘拉賓斯’的酒石酸含量則始終高于其他品種(圖6);乙酸在各品種含量的變化動態(tài)差異顯著,其中‘烏梅極早’乙酸的變化呈“低—高—低”的規(guī)律變化,而‘薩米脫’則相反,呈“高—低—高”變化規(guī)律(圖7);琥珀酸在各品種果實整個發(fā)育過程中變化趨勢基本一致,果實發(fā)育初期含量高,隨后逐漸下降,成熟時含量最低。2.3.4花后24h總酸含量如圖9所示,在果實不同發(fā)育時期,不同甜櫻桃品種總酸含量變化趨勢也基本一致,均經(jīng)歷“先降低后增加再降低”的過程,與總糖的變化趨勢正