采前噴施氯化鈣和糖醇鈣對‘蜂糖李’果實品質及貯藏性能的影響

吳運星,董曉慶,李悅,陳紅*

1(貴州大學 農學院/貴州省果樹工程技術研究中心,貴州 貴陽,550025)2(貴州大學 科技學院,貴州 貴陽,550024)

‘蜂糖李’(P.salicina‘Fengtang’)是貴州特色地方品種,其果實品質優良,風味獨特,深受消費者喜愛[1]?！涮抢睢麑崬榈湫偷暮粑S變型果實,且采收期正值6～7月份高溫多雨季節,具有采后生理代謝旺盛、易腐爛軟化的特點,嚴重限制其在市場上的流通和供應時間。

因有助于滿足延長貨架期和遠距離運輸的需求,‘蜂糖李’果實采后貯藏保鮮技術的開發利用對‘蜂糖李’果產業的發展具有重要意義。目前,‘蜂糖李’的貯藏保鮮技術方法有低溫貯藏保鮮、采后自發氣調保鮮、采后保鮮劑保鮮等[2-4],鈣作為果樹生長發育的必需元素,對果實品質有著重要影響。鈣元素對果實品質的影響程度甚至超過了氮、磷、鉀等元素。隨著鈣調蛋白(calmodulm,CaM)的發現與研究,鈣處理在果實貯藏與保鮮中的作用越來越清晰,鈣對果實采后生理及貯藏保鮮的作用得益于鈣對果實品質有著至關重要的保持作用。研究表明,鈣處理抑制櫻桃可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量、硬度和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力增加,提高過氧化物酶(peroxidase,POD)活力,從而延緩果實的成熟衰老[5]。采前噴鈣是一種安全無毒的調控貯藏保鮮期果實成熟衰老的措施,適量濃度的鈣能有效延緩果實成熟,保持果實品質,提高果實耐貯性;然而過量的鈣可能改變細胞質鈣濃度,導致膜損傷和呼吸強度增強。目前,已有報道采前噴鈣能延緩獼猴桃、火龍果、櫻桃等果實衰老進程,并保持較好的貯藏品質[6-8]。本實驗研究采前噴施氯化鈣和糖醇鈣對‘蜂糖李’果實品質和生物活性物質的影響,以期為‘蜂糖李’貯運保鮮研究提供參考和理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試品種為‘蜂糖李’,基地位于貴州省黔南州惠水縣斷杉鎮大坡村,樹齡6年。

甲醇、氯化鈣、鄰苯二酚、無水乙醇、蒽酮、蔗糖、乙酸乙酯、考馬斯亮藍、牛血清蛋白質、磷酸、冰醋酸等均為分析純,貴州凱信生物科技有限公司;無水醋酸鈉、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、TritonX-100、愈創木酚均為分析純,貴州博奧瑞杰生物有限公司;糖醇鈣(濃縮原液,Ca≥180 g/L),鄭州銀之?；ぎa品有限公司;過氧化氫、濃鹽酸、濃硫酸等均為分析純,重慶川東化工(集團)有限公司。

1.2 儀器與設備

移液槍(100 μL、200 μL、1 mL、5 mL),德國Eppendorf公司;FA2204B型電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;PAL-BX/ACD1糖酸度計,日本ATAGO公司;DK-98-Ⅱ型雙列八孔電熱恒溫水浴鍋、UV752紫外分光光度計,上海佑科儀器有限公司;GY-4硬度計,浙江托普云農科技股份有限公司;TGL-185高速冷凍離心機,上海予卓儀器有限公司;METHER超低溫冰箱,安微中科都菱商用電器股份有限公司;美耐特數顯游標卡尺,上海美耐特實業有限公司。

1.3 實驗設計

本試驗采用單因素隨機區組設計。共設置3種處理組,分別為:a)質量分數為1%、1.5%、2%的氯化鈣(記為A1、A2、A3);b)稀釋倍數為800、1 200、1 600 的糖醇鈣(記為B1、B2、B3);c)對照噴施清水(記為CK),每個試驗小區9株,樹體大小和長勢相近,單行排列,兩小區之間設1個保護行,重復3次。各處理均于花后80 d(5月30日)、花后91 d(6月10日)、花后101 d(6月20日)噴施鈣肥到果實表面和葉片正反兩面,以果面和葉面滴水為度。

1.4 樣品采集及處理

樣品于2021年6月28日在果實近八成熟時采摘。從東、西、南、北4個方向選擇大小基本一致、無機械損傷、無病蟲害的果實,使用塑料鏤空箱進行轉箱,立即運回貴州大學實驗室,預冷12 h后,將果實放入(4±1) ℃、相對濕度85%～95%冷庫貯藏60 d,貯藏期間測定相關指標(本實驗只列出0、60 d數據,超過60 d,‘蜂糖李’失去商品價值)。

1.5 檢測項目與方法

1.5.1 單果重、縱橫徑及果形指數測定

單果重、縱橫徑及果形指數參考曹建康等[9]的方法,每個處理取30個果實,用電子天平和數顯游標卡尺分別測量果實的單果重和縱橫徑,并計算果形指數。果形指數=縱徑/橫徑。

1.5.2 果實硬度測定

果肉硬度測定參考曹建康等[9]的方法,每個處理取18個果實,削去約1 mm厚的果皮用GY-4型果實硬度計(探頭直徑3.5 mm,測定深度10 mm)測定果肉硬度,以縫合線左右對稱各取2個點,將探頭勻速扎入果肉,取平均值,單位為kg/cm2。

1.5.3 失重率

果實失重率測定參考曹建康等[9]的方法,每個處理固定18個中等大小的果實觀察果實質量變化。采用稱重法測定,重復3次。失重率計算如公式(1)所示:

在要不要回鉆戒的問題上，許沁曾一度躊躇不決。這個撿來的便宜本該屬于她，卻砸中了葛局長。要吧，把葛局長得罪了，她會面臨巨額納稅風險，還可能穿葛局長的小鞋。稅務檢查年年有，逃過初一逃不過十五。不要吧，自己吃了啞巴虧，二十來萬的稅，送三十來萬的禮，撿了芝麻丟了黃豆。

(1)

式中:M1,當天采收果實的初始質量,g;M2,試驗當天果實質量,g。

1.5.4 果實營養成分測定

TSS和可滴定酸(titratable acidity,TA)含量測定參考石其宇等[10]的方法,采用PAL-BX/ACD1糖酸度計測定,結果以百分數表示。固酸比=TSS/TA。

可溶性蛋白含量測定參考曹建康等[9]的方法,采用考馬斯亮藍法,以蛋白質質量為橫坐標,吸光度為縱坐標,制作標準曲線,測定595 nm的吸光度,結果以mg/g表示。其中標準曲線參數為y=0.006 2x-0.021 6,R2=0.991 3。

可溶性糖含量測定參考曹建康等[9]的方法,采用蒽酮比色法,以蔗糖質量為橫坐標,吸光度為縱坐標,制作標準曲線,測定630 nm的吸光度,結果以質量分數表示。其中標準曲線參數為y=0.008 3x-0.026 7,R2=0.996 3。

總酚測定參考曹建康等[9]的方法,采用甲醇提取法,測定280 nm吸光度,結果以OD280/g表示。

1.5.5 POD和PPO活力的測定

POD活力測定參考曹建康等[9]的方法,采用愈創木酚法,測定470 nm吸光度,結果以U/g表示。

1.6 數據分析

利用DPS 7.05數據分析軟件對數據進行單因素方差分析和多重比較(LSD法,P=0.05),并用Excel 2010軟件作圖,結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 采前噴鈣對‘蜂糖李’外觀品質的影響

如表1所示,采前噴施氯化鈣和糖醇鈣能提高果實的外觀品質。其中A1、B1和B2處理單果重顯著高于對照(54.72 g,P<0.05),其中A1和B2處理較對照分別增加了28.20%和24.91%。A1和B2處理果實縱橫徑顯著高于對照(P<0.05)。其中糖醇鈣降低了果實的果形指數,氯化鈣維持并提高果實的果形指數。

2.2 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后硬度的影響

由圖1可知,貯藏0 d時,采前噴施氯化鈣和糖醇鈣均能顯著提高果實硬度,其中A2處理果實硬度顯著高于其他處理(P<0.05)。貯藏60 d時,隨著貯藏時間的延長,‘蜂糖李’果實硬度都呈現下降趨勢,各處理果實硬度均高于對照組,其中A2和B2處理下降趨勢較慢,分別下降了49%和52%。

表1 采前噴鈣對‘蜂糖李’外觀品質的影響Table 1 Effect of preharvest calcium spray on appearance quality of ‘Fengtang’ plum

圖1 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后硬度的影響Fig.1 Effect of preharvest calcium spray on fruit hardness of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days注:不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

2.3 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后失重率的影響

由圖2可知,貯藏60 d后,所有處理果實的失重率均低于對照組,其中A2和B2處理失重率顯著低于對照組(P<0.05),分別比對照低51%和30%。

圖2 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實失重率的影響Fig.2 Effect of preharvest calcium spray on the weight loss rate of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days

2.4 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后TSS含量、TA含量、固酸比的影響

由圖3-A可知,貯藏0 d時,各處理的TSS含量顯著高于對照(P<0.05),TSS含量與鈣處理含量成反比,其中A1和B3處理分別比對照高24%、45%。貯藏60 d后,各處理果實的TSS含量高于對照,其中B1和B2處理果實中TSS含量顯著高于對照(P<0.05)。

由圖3-B可知,貯藏0 d時,各處理果實中的TA含量低于對照,并且TA含量與鈣含量成反比。貯藏60 d后,TA含量均呈下降趨勢,并且低于對照組,其中A2和稀釋B2處理下降趨勢最緩,分別下降了9%和12%。

由圖3-C可知,貯藏0 d時,各處理固酸比高于對照組,并且固酸比隨著鈣含量的增加而減少。A1和B3處理果實中的固酸比均顯著高于對照組(P<0.05),分別高了32%和50%。貯藏60 d后,各處理與對照果實的固酸比均升高,其中僅B1顯著高于對照(P<0.05),比對照高出5%,其他處理均小于對照。

A-TSS;B-TA;C-固酸比圖3 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后TSS含量、TA含量、固酸比的影響Fig.3 Effects of preharvest calcium spray on TSS content, TA content, and solid-acid ratio of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days

2.5 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后可溶性蛋白、可溶性糖、總酚含量的影響

由圖4-A可以看出,貯藏0 d,所有處理均能提高果實中的可溶性蛋白含量,其中糖醇鈣處理均能夠顯著提高可溶性蛋白含量(P<0.05),氯化鈣處理果實中的可溶性蛋白含量與鈣含量成正比。貯藏60 d后,所有處理的可溶性蛋白含量均上升,各處理的可溶性蛋白均顯著高于對照組(P<0.05),其中A2和B2處理效果最好,提高了90%和49%。

由圖4-B可知,貯藏0 d,采前噴鈣處理能降低‘蜂糖李’果實中的可溶性糖含量,其中糖醇鈣處理中,可溶性糖的含量與糖醇鈣濃度呈負相關。貯藏60 d后,除A3處理果實中可溶性糖下降外,其他處理和對照果實中可溶性糖均增加,其中B2處理效果最好。

由圖4-C可知,貯藏0 d時,采前噴鈣處理均能提高‘蜂糖李’果實總酚含量,各處理果實總酚含量均顯著高于對照組(P<0.05),其中A2和B2處理最好,較對照提高了101%和52%。貯藏60 d后,總酚含量均上升,各處理果實中的總酚含量均高于對照組,與貯藏0 d相比,對照總酚含量提升了63%。

A-可溶性蛋白;B-可溶性糖;C-總酚圖4 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏期可溶性蛋白、可溶性糖、總酚含量的影響Fig.4 Effect of preharvest calcium spray on soluble protein, soluble sugar and Total phenol content of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days

2.6 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實貯藏60 d后 POD 和 PPO 活力的影響

由圖5-A可知,貯藏0 d時,各處理‘蜂糖李’果實中的POD活力均高于對照組,其中A2和B1處理優于其他處理。貯藏60 d時,A2和B2處理果實中的POD活力顯著高于其他處理(P<0.05),分別提高了22%和39%。

由圖5-B可知,貯藏0 d時,所有處理的‘蜂糖李’果實中PPO活力均高于對照組,并且PPO活力隨著鈣含量的增加而增加,貯藏60 d后,所有處理果實中的PPO活力均升高,采前噴鈣處理能夠延緩PPO活力上升,其中A2和B1處理效果最好,分別上升了28%和46%。

A-POD;B-PPO圖5 采前噴鈣對‘蜂糖李’果實POD和PPO活力的影響Fig.5 Effect of preharvest calcium spray on POD and PPO activity of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days

3 討論

單果重、縱橫徑、果形指數是衡量果實商品價值的重要指標,它與果實的品質息息相關[11]。鈣元素是果樹生長發育中必不可少的元素,對果實發育成熟起重要作用[12]。本研究通過噴施不同質量分數的氯化鈣和不同稀釋倍數的糖醇鈣溶液,結果表明,與對照和糖醇鈣處理相比,采前噴施氯化鈣處理可使‘蜂糖李’外在品質得到有效提升。牛曉琳等[13]研究發現采前噴鈣能夠提高果實的單果重、縱橫徑、果形指數等外在品質,本研究與前人研究結果一致,經過采前噴鈣處理的‘蜂糖李’果實的單果重、縱橫徑明顯高于對照,證明鈣對果實外在品質有積極效果。不同鈣肥處理的效果存在差異,可能與其鈣有效含量有關。

硬度是果實貯藏品質重要的指標之一,貯藏過程中,隨著果實的后熟,聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶能夠分解細胞之間的果膠,使細胞之間相互分離,果實硬度從而降低[14]。與對照組相比,采前噴鈣均能減緩果實硬度的下降,從而維持果實質地品質、達到延長果實貨架期壽命目的。

果實的風味主要取決于TSS含量、可溶性糖含量、有機酸含量和固酸比?！涮抢睢麑嵸A藏期間通過消耗采收時積累的營養物質來維持生命活動,TSS含量是反映果實貯藏品質的一個重要指標。采前噴鈣處理能顯著提高‘蜂糖李’果肉TSS含量,王清華等[15]在冬棗上也發現類似結果,這可能是因為采前噴鈣處理能顯著抑制果實的呼吸強度和乙烯的生成,從而減少呼吸底物的消耗,并促進TSS的積累,改善果實風味[16]。有機酸的分解代謝是水果的主要代謝過程,其參與氨基酸和芳香揮發物的生物合成,進而影響水果的風味[17]。固酸比是衡量果實口感品質的重要指標,本研究表明,采前噴鈣處理顯著提高采收時‘蜂糖李’果實固酸比,貯藏60 d后,各組果實的固酸比均增加,其中A3和B1處理的固酸比高于其他處理,這可能是由于高含量鈣處理果實中鈣離子含量較高,抑制了可溶性糖進一步積累,同時‘蜂糖李’果實中有機酸含量增加所致。

蛋白質是植物生命活動最重要的物質之一,鈣離子作為第二信使,必須與蛋白質結合才能把信號有效 放大和傳遞[18],采前噴鈣增加了植物細胞內鈣離子含量,激活鈣調蛋白相關蛋白質的表達[19],從而起到調控植物細胞內各種酶和生理活性的作用[20]。本研究表明,采前噴鈣可以提高‘蜂糖李’采收時和貯藏期可溶性蛋白含量,并且可溶性蛋白質含量隨鈣離子含量增大而減少。

酚類物質與果實的色澤發育、品質和風味形成、成熟衰老過程等作用密切相關,對果蔬的貯藏和營養價值作用具有重要的影響。與對照相比,采前噴鈣均提高采收和貯藏期果實中總酚含量,這與曹永慶等[21]對櫻桃和中華壽桃的研究結果相似,鈣處理的‘蜂糖李’果實總酚含量提升較慢,可能是果實內部存在鈣離子含量較高抑制了總酚含量的提升[22]。催化酶促褐變反應的酶類有PPO和POD,POD在H2O2存在條件下也能迅速氧化多酚類物質,與PPO協同作用引起果蔬的酶促褐變[23],采前噴鈣均能提高貯藏0 d時‘蜂糖李’果實中的POD和PPO活力,且PPO活力并隨著鈣含量的增加而增加;這與王艷穎等[24]研究發現一致。原因可能是由于POD屬于一種必須在Fe2+作用下才能激活其催化活力并含有鐵卟啉輔機的氧化酶,Ca2+能促進果實中Fe2+的吸收[25],提高了果實中的POD活力,減輕了細胞膜膜脂過氧化,減慢生物膜破壞,避免了PPO與酚類物質接觸,延緩了果實褐變的發生。

4 結論

采前噴施糖醇鈣和氯化鈣處理均能提高貯藏期‘蜂糖李’果實品質,其中1.5%的氯化鈣和稀釋1 200倍糖醇鈣效果最好,與糖醇鈣相比,采前噴施1.5%氯化鈣更能保持和提高‘蜂糖李’果實果形指數,1.5%氯化鈣處理更有利于延緩貯藏期果實失重、硬度、TA含量、TSS含量的下降趨勢,抑制PPO活力增加,并使‘蜂糖李’果實保持較高的POD活力和總酚含量,從而延長貯藏期,保持果實的品質。