張南新 ，鄧 佳 ，嚴(yán) 毅 ，李賢忠

（1.西南林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，云南 昆明 650224；2.北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083；3.昆明市?？诹謭?chǎng)，云南 昆明 650114）

葡萄柚Citrus paradiseMacf屬蕓香科柑桔屬植物，是世界四大柑桔（甜橙類、寬皮柑桔類、檸檬來檬類、葡萄柚和柚類）之一[1]。因果實(shí)懸掛成串，簇生如葡萄，故得名葡萄柚[2]。葡萄柚營(yíng)養(yǎng)豐富，果實(shí)柔軟多汁，酸甜中略帶苦味，風(fēng)味獨(dú)特、口感好，主要用于鮮食、制果汁、罐頭和色拉原料[3]。但葡萄柚果實(shí)在采后貯藏中易受到霉菌感染引發(fā)蒂腐病、綠霉病等生理性病害[4]，不利于葡萄柚的貯藏和運(yùn)輸，從而降低了其商品價(jià)值。鈣作為一種重要的礦質(zhì)元素，在果實(shí)的品質(zhì)形成和保持中起到了重要的作用[5-6]。缺鈣能導(dǎo)致多種生理病害的發(fā)生，如蘋果的苦痘病、梨的黑心病、草莓的腐爛病、桃的軟化及櫻桃的裂果病等[7]。鈣含量高，有利于果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的牢固、膜系統(tǒng)穩(wěn)定，還有利于蛋白質(zhì)的合成和果實(shí)著色，與果實(shí)采后的質(zhì)地、風(fēng)味等品質(zhì)性狀密切相關(guān)[8]。眾多研究表明，果實(shí)在貯藏過程中的生理病害和病理病害均與鈣含量相關(guān)，這些病害可以通過增鈣有效得到控制[9]。本研究中以2%CaCl2處理“里約紅”葡萄柚果實(shí)，以清水處理作為對(duì)照，分析其對(duì)果實(shí)硬度、失重率及纖維素酶（CX）、α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）、β-半乳糖苷酶（β-Gal）3種酶活性的影響，旨在為葡萄柚果實(shí)采后生理、貯藏運(yùn)輸及加工技術(shù)研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料處理

本試驗(yàn)在云南省玉溪市嘎灑鎮(zhèn)果園進(jìn)行。在果實(shí)坐果后，選取樹勢(shì)基本一致、生長(zhǎng)發(fā)育正常的6株“里約紅”葡萄柚植株掛牌，2株為1小區(qū)，3次重復(fù)。其處理分別為：2%CaCl2、對(duì)照（清水），分別在幼果初期（4月22日）、幼果末期（6月24日）、果實(shí)膨大初期（7月22日）、果實(shí)膨大末期（8月12日）、轉(zhuǎn)色期（9月29日）、成熟期（11月4日）各時(shí)期清晨9:00噴施，樹體實(shí)施常規(guī)的栽培管理措施。果實(shí)成熟時(shí)（11月21日）采集樣品，選擇果實(shí)大小、成熟度一致，無病蟲害與機(jī)械損傷的果實(shí)，每個(gè)處理采集50個(gè)，當(dāng)天運(yùn)回西南林業(yè)大學(xué)森林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，于處理后15、30、45、60、75 d進(jìn)行試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定。

1.2 酶粗提液的制備

酶粗提液的制備參考Lohani[10]等人的方法且略有改動(dòng)，果肉1 g，加提取液，提取液內(nèi)含8 mL 0.05 mol/L pH為7.2的Tris-HCL（20 mmol/L CDTA，0.5%PVP，1 mol/L NaCl）研磨。在4℃下經(jīng)1 000轉(zhuǎn)離心10 min提取粗酶液，殘?jiān)匐x心1次，合并上清液，在4 ℃下經(jīng)7 500轉(zhuǎn)離心15 min，取上清液4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定方法

（1）硬度的測(cè)定 采用手持硬度計(jì)測(cè)定。

（2）失重率的測(cè)定 采用電子天平稱量。失重率＝[(貯藏前果質(zhì)量－貯藏后果質(zhì)量)/貯藏前果質(zhì)量]×100%。

（3）纖維素酶（CX）活性的測(cè)定 參考Andrews[11]等人的方法且略有改動(dòng)，取酶液0.2 mL，以羧甲基纖維素鈉為底物，40 ℃恒溫反應(yīng)30 min。以葡萄糖為標(biāo)樣做標(biāo)準(zhǔn)曲線。以每分鐘每克鮮樣40 ℃分解羧甲基纖維素鈉產(chǎn)生1 μg的葡萄糖為1個(gè)CX活力單位（U）。

（4）α-Af酶活性的測(cè)定 參考 Brummell[12]等人的方法且略有改動(dòng)。取酶液1 mL，以對(duì)硝基苯-α-D葡萄吡喃糖苷（PNPG）（Sigma公司）為底物，37 ℃恒溫反應(yīng)30 min，以對(duì)硝基苯酚做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以每分鐘每克鮮樣37 ℃分解對(duì)硝基苯-α-D葡萄吡喃糖苷，產(chǎn)生1 μmol的硝基酚為1個(gè)α-Af活力單位（U）。

（5）β-Gal酶活性的測(cè)定 參考 Brummell[12]等人的方法且略有改動(dòng)。取酶液1 mL，以對(duì)硝基苯-β-D吡喃半乳糖苷（PNPG）（Sigma公司）為底物，37 ℃恒溫反應(yīng)30 min，以對(duì)硝基苯酚做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以每分鐘每克鮮樣37 ℃分解對(duì)硝基苯-β-D吡喃半乳糖苷，產(chǎn)生1 μmol的硝基酚為1個(gè)β-Gal活力單位（U）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007制圖，采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)硬度的影響

硬度是果實(shí)成熟衰老的重要指標(biāo)之一。采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)硬度的影響，如圖1所示。由圖1可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，葡萄柚果實(shí)硬度也隨之緩慢下降；在貯藏15 d時(shí)，對(duì)照果實(shí)的硬度急劇下降，在貯藏30 d時(shí)硬度下降了35.44%，而采前鈣處理在貯藏30 d時(shí)硬度下降了13.71%。經(jīng)方差分析可知，除了在貯藏到30 d時(shí)硬度顯著（P＜0.05）低于對(duì)照外，其它貯藏時(shí)間與對(duì)照間差異均不顯著，說明采前鈣處理對(duì)硬度的影響不大。

圖1 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)硬度的影響Fig.1 Effect of pre-harvest calcium treatment on fruit hardness of grapefruit

2.2 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)失重率的影響

果實(shí)的失重主要指水分和干物質(zhì)的散失。采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)失重率的影響，如圖2所示。由圖2可知，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，失重率不斷增加，在整個(gè)貯藏時(shí)間，采前鈣處理的失重率均明顯低于對(duì)照，在貯藏到第75天時(shí)二者的差異達(dá)到最大，采前鈣處理和對(duì)照的失重率分別為11.14%和19.00%。經(jīng)方差分析可知，在整個(gè)貯藏期間，采前鈣處理與對(duì)照間的差異均不顯著（P＜0.05）。

圖2 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)失重率的影響Fig.2 Effect of pre-harvest calcium treatment on fruit loss mass rate of grapefruit

2.3 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)纖維素酶（CX）活性的影響

纖維素酶（CX）的作用是促進(jìn)纖維素分解，纖維素的降解意味著細(xì)胞壁的解體，最終導(dǎo)致果實(shí)的軟化[13]，從而不利于果實(shí)的貯藏和運(yùn)輸。采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)纖維素酶活性的影響，如圖3所示。由圖3可知，在貯藏期間，纖維素酶活性呈現(xiàn)“W”型，除貯藏0 d以外的其它貯藏時(shí)間，采前鈣處理的纖維素酶活性均低于對(duì)照。經(jīng)方差分析可知，從貯藏15 d開始，纖維素酶活性均顯著（P＜0.05）低于對(duì)照，從而有效地抑制了果實(shí)軟化過程中纖維素酶活性的升高，延長(zhǎng)了果實(shí)的貯藏時(shí)間，更有利于運(yùn)輸。

圖3 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)纖維素酶活性的影響Fig.3 Effect of pre-harvest calcium treatment on CX activity of grapefruit

2.4 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）活性的影響

α-Af酶通過作用于阿拉伯半乳糖等支鏈多聚體參與細(xì)胞壁多糖降解，從而對(duì)果實(shí)的軟化起到重要作用[14]。采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)的α-Af酶活性的影響，如圖4所示。由圖4可知，在整個(gè)貯藏期間α-Af酶活性均低于對(duì)照，但與對(duì)照差異不顯著（P＜0.05）。

圖4 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）的影響Fig.4 Effects of pre-harvest calcium treatment on α-Af activity of grapefruit

2.5 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)β-半乳糖苷酶(β-Gal)的影響

β-Gal酶作用于鼠李半乳聚糖骨架的支鏈殘基，降解果膠聚合體，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，從而使果實(shí)軟化[14]。采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)中β-Gal酶活性的影響，如圖5所示。由圖5可知，在整個(gè)貯藏期間β-Gal酶活性均低于對(duì)照，特別在貯藏的中期（30～45 d），采前鈣處理的β-半乳糖苷酶活性顯著（P＜0.05）低于對(duì)照。說明采前鈣處理能有效降低果實(shí)中β-Gal酶活性，從而延緩果實(shí)的軟化，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，提高了其商業(yè)價(jià)值。

圖5 采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)β-半乳糖苷酶（β-Gal）的影響Fig.5 Effect of pre-harvest calcium treatment on β-Gal activities of grapefruit

3 結(jié)論與討論

果實(shí)軟化是果實(shí)成熟的標(biāo)志，由細(xì)胞壁降解酶促進(jìn)細(xì)胞壁物質(zhì)的降解，從而引起細(xì)胞壁超微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所致[15]。礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是果樹生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)[16]，鈣對(duì)延緩果實(shí)采后的生命活動(dòng)、降低呼吸作用及物質(zhì)消耗、穩(wěn)定細(xì)胞膜透性、提高果實(shí)的品質(zhì)、增加果肉硬度及貯藏性能等具有較全面的影響[17]。研究表明，噴鈣能增加細(xì)胞壁Ca2+含量。適當(dāng)增加果實(shí)的鈣含量，能有效保持果實(shí)的品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏時(shí)間[18]。

果實(shí)硬度是判斷果實(shí)耐貯藏性的最直接的指標(biāo)之一[19]，與采后品質(zhì)、貯藏和運(yùn)輸密切相關(guān)。果實(shí)硬度與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)成分、細(xì)胞間結(jié)合度、細(xì)胞內(nèi)組成及細(xì)胞膨壓等許多因素有關(guān)[20]。本研究中結(jié)果表明，在貯藏過程中，除了貯藏30 d時(shí)硬度顯著高于對(duì)照外（P＜0.05），其它時(shí)間均不明顯，說明采前鈣處理對(duì)果實(shí)硬度的作用不明顯。失重率主要是反映果實(shí)以水分為主要成分的變化[21]，與果實(shí)是否耐運(yùn)輸及其商業(yè)價(jià)值相關(guān)，本研究中結(jié)果表明，在整個(gè)貯藏期間，采前鈣處理使得果實(shí)的失重率明顯降低，從而保持了果實(shí)的商業(yè)價(jià)值。

纖維素酶（CX）、α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）、β-半乳糖苷酶（β-Gal）3種酶均可促進(jìn)細(xì)胞壁水解，是導(dǎo)致果實(shí)軟化的主要3種酶。本研究中結(jié)果表明，在整個(gè)貯藏期間，CX活性顯著低于對(duì)照（P＜0.05）。除了貯藏0 d和30 d，其它貯藏時(shí)間處理中采前鈣處理均使得α-Af酶活性明顯降低。在整個(gè)貯藏期間，β-Gal酶活性均低于對(duì)照，特別是在貯藏中期（30～45 d）顯著低于對(duì)照（P＜0.05），有效地抑制了β-Gal酶活性。采前鈣處理能明顯降低3種酶活性的主要原因可能是：鈣能抑制細(xì)胞水解酶活性，限制細(xì)胞壁酶對(duì)果實(shí)軟化的影響[22]；鈣能與果膠物形成交叉鏈橋，維持細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，從而抑制水解酶的釋放[23]。二者共同作用降低了3種酶的活性。說明采前鈣處理能有效延緩果實(shí)的衰老與軟化，從而延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏時(shí)間。

綜上所述，采前鈣處理對(duì)葡萄柚果實(shí)的硬度影響不明顯，但能降低果實(shí)的失重率，但對(duì)3種酶活性（化學(xué)指標(biāo)）影響顯著。物理指標(biāo)是通過化學(xué)指標(biāo)來呈現(xiàn)的，對(duì)物理指標(biāo)影響不明顯特別是對(duì)硬度的影響不明顯的原因有待進(jìn)一步研究。

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