歐志鋒，劉利，姜遠(yuǎn)茂，魏紹沖，李華

1(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安，271018)2(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院/作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安，271018)3(泰山職業(yè)技術(shù)學(xué)院財經(jīng)系，山東 泰安，271000)

鈣是影響果實(shí)品質(zhì)的最重要元素之一。鈣在細(xì)胞壁組成中起交聯(lián)作用，它使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)更牢固、剛性更強(qiáng)。外源補(bǔ)鈣主要是增加組織中自由Ca2+和結(jié)合鈣含量，而Ca2+與細(xì)胞壁果膠半乳糖醛酸殘基結(jié)合為“鈣橋”，形成果膠酸鈣，該物質(zhì)對抑制中膠層溶解、限制細(xì)胞壁修飾酶降解作用、增加細(xì)胞壁機(jī)械強(qiáng)度、維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的完整及穩(wěn)定性具有重要作用［1-4］。果實(shí)成熟時，多聚半乳糖醛酸酶(PG)與果膠甲脂酶(PME)活性增強(qiáng)，通過水解作用破壞細(xì)胞壁上的果膠結(jié)構(gòu)，釋放出游離鈣，果膠受到分解，細(xì)胞彼此分離，果實(shí)質(zhì)地變軟［1］。如果胞外自由鈣含量太低，對細(xì)胞內(nèi)鈣的供應(yīng)不足，細(xì)胞內(nèi)鈣庫將由于代謝或環(huán)境刺激而逐漸耗竭，最后導(dǎo)致代謝功能失調(diào)，同時也失去響應(yīng)外界脅迫的能力［4-5］。

近年來隨著果園中果實(shí)缺鈣癥日趨嚴(yán)重，果實(shí)增鈣技術(shù)受到人們的關(guān)注。但由于鈣元素在植物中的移動性較差，因此土壤施鈣較難有效運(yùn)輸?shù)揭兹扁}的果實(shí)靶器官中［6］。采前噴鈣可有效減少成熟期果實(shí)裂果，維持和加強(qiáng)果實(shí)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、保持果實(shí)硬度，另外噴鈣還可提高果實(shí)可溶性固形物含量，降低果實(shí)貯藏期間的腐爛率［7-11］。噴施CaCl2可提高蘋果果實(shí)超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)的活性，延緩果實(shí)后熟和衰老［11-12］。據(jù)最新報道，鈣還可以提高果實(shí)抗氧化能力［13］。鈣處理的研究多以離子鈣為主，而關(guān)于糖醇螯合鈣、檸檬酸鈣等其他鈣制劑對果實(shí)品質(zhì)及貯藏效果的研究報道較少。本研究以紅富士蘋果為試驗(yàn)材料，探討采前噴鈣對蘋果果實(shí)品質(zhì)和貯藏性能的影響，以期為提高果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)、控制缺鈣相關(guān)的果實(shí)生理病害提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為紅富士蘋果(Malus pumila Mill)。土壤基本條件:有機(jī)質(zhì)12.15 g/kg，全氮0.72 g/kg，堿解氮86.36 mg/kg，速效磷69.65 mg/kg，速效鉀235.42 mg/kg。試驗(yàn)共設(shè)置5 個處理:(1)CK:噴施清水;(2)T1:噴施0.5% Ca(NO3)2;(3)T2:噴施0.8%CaCl2;(4)T3:噴施0.1%糖醇螯合鈣(北京新禾豐農(nóng)化資料有限公司);(5)T4:噴施0.8%檸檬酸鈣(山東恒通生物科技有限公司)，每種處理6 株樹。從4 月28 日(盛花后10 d)起每周1 次進(jìn)行樹體噴鈣，共噴施4 次，各處理均有針對性地噴至葉片與果實(shí)表面。果實(shí)于10 月24 日(去袋后21d)采摘，取大小、色澤和成熟度相對一致的果實(shí)放入冷藏庫(0℃)貯藏，每處理120 個果實(shí)。分別于采收后、貯藏60d和120d 取果樣測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 硬度

采用GY-4 數(shù)顯式水果硬度計(jì)(浙江托普儀器有限公司)測定。

1.2.2 可溶性固形物

采用TD-45 數(shù)字折光儀(浙江托普儀器有限公司)測定。

1.2.3 可滴定酸

采用酸堿滴定法測定，以蘋果酸計(jì)(換算系數(shù)為0.067)［14］。

1.2.4 抗壞血酸(Vc)含量的測定

采用2，6 -二氯酚靛酚滴定法測定［15］。

1.2.5 丙二醛(MDA)含量的測定

采用硫代巴比妥酸比色法測定［15］。

1.2.6 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定

采用氮藍(lán)四唑比色法測定，以抑制NBT 光化學(xué)還原50% 為1 個酶活力單位，結(jié)果以U/gFW 表示［15］。

1.2.7 過氧化物酶(POD)活性的測定

采用愈創(chuàng)木酚法測定，以每分鐘在470 nm 處吸光度變化0.01 為1 個酶活力單位，結(jié)果以U/(min·gFW)計(jì)［16-17］。

1.2.8 多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的測定

采用氰乙酰胺顯色法，底物為果膠(Sigma 公司)，以D -(+)半乳糖醛酸為標(biāo)樣，以30℃下每克鮮樣每分鐘分解產(chǎn)生1 μg 游離半乳糖醛酸為1 個酶活力單位(U)［18-19］。

1.2.9 纖維素酶活性(Cx)的測定

采用3，5-二硝基水楊酸比色法，底物為羧甲基纖維素(CMC)(Sigma 公司)，以D-葡萄糖為標(biāo)樣，以37℃下每克鮮樣每分鐘分解產(chǎn)生1 μg 葡萄糖為1 個酶活力單位(U)［16］。

采用Excel2003 軟件繪制圖表，并應(yīng)用DPS7.05統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)硬度的變化

從表1 可以看出，除T4處理外，采收時各種噴鈣處理的果實(shí)硬度顯著高于對照，且T2﹥T1﹥T3。貯藏60d 時，果實(shí)硬度普遍有所下降，但T1、T2和T3處理仍顯著高于對照;貯藏120d 時，各種噴鈣處理的果實(shí)硬度比對照高8.13% ～18.66%?？梢姼鞣N增鈣處理能穩(wěn)固細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，延緩貯藏期間果實(shí)硬度下降程度。

2.2 可溶性固形物含量的變化

從圖1 可以看出，各種噴鈣處理可不同程度提高采收時果實(shí)的可溶性固形物含量，以T1和T2處理效果最為明顯，分別比對照高21.47%和21.89%。貯藏60d 時，各噴鈣處理果實(shí)可溶性固形物仍顯著高于對照，比對照高10.44% ～23.06%;貯藏120d 時，T1、T2和T3處理果實(shí)可溶性固形物顯著高于對照，分別比對照高13.49%、15.90%和12.02%。鈣延緩蘋果果實(shí)衰老過程中可溶性固形物含量的下降程度，很可能與鈣抑制貯藏過程中果實(shí)淀粉等多糖成分的降解有關(guān)［20］。

表1 噴鈣對果實(shí)硬度的影響 kg/cm2Table 1 Effects of calcium sprays on hardness of fruits kg/cm2

圖1 噴鈣對蘋果果實(shí)可溶性固形物含量的影響Fig.1 Effects of calcium sprays on soluble solid content of fruits

2.3 可滴定酸含量的變化

可滴定酸是影響果實(shí)品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。從圖2 可以看出，除T4處理外，采收時噴鈣處理的果實(shí)可滴定酸含量均明顯高于對照。貯藏期間果實(shí)可滴定酸含量呈下降趨勢，貯藏60 d 時，T1和T2處理的果實(shí)可滴定酸含量顯著高于對照;貯藏120d 時，噴鈣處理的果實(shí)可滴定酸含量均明顯高于對照，且T3﹥T2﹥T1﹥T4，差異均顯著。

2.4 抗壞血酸含量的變化

從圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延長，果實(shí)Vc含量逐漸降低，噴鈣可不同程度減緩其下降程度。貯藏60d 時，T1處理果實(shí)Vc 含量比對照高30.58%;貯藏120d 時，各噴鈣處理果實(shí)Vc 含量比對照高8.46% ～28.54%，但處理之間差異不顯著。

2.5 丙二醛含量的變化

圖2 噴鈣對果實(shí)可滴定酸含量的影響Fig.2 Effects of calcium sprays on titratable acid content of fruits

圖3 噴鈣對果實(shí)Vc 含量的影響Fig.3 Effects of calcium sprays on ascorbic acid content of fruits

丙二醛是膜脂過氧化的最終分解產(chǎn)物，丙二醛含量的高低在一定程度上標(biāo)志著植物器官的衰老狀況和逆境受傷害程度。由表2 可以看出，噴鈣可顯著降低果實(shí)采收期丙二醛含量，貯藏期間隨著時間延長，果實(shí)丙二醛含量呈升高趨勢。貯藏60d 時，各種噴鈣處理的果實(shí)丙二醛含量顯著低于對照，比對照低20.00% ～58.33%;貯藏120d 時，T1和T2處理的果實(shí)丙二醛含量顯著低于對照，分別比對照低17.90%和16.67%。

表2 噴鈣對果實(shí)丙二醛含量的影響 μmol/gFWTable 2 Effects of calcium sprays on malondialdehyde content of fruits μmol/gFW

2.6 超氧化物歧化酶活性的變化

由圖4 可知，T1和T4處理可顯著提高采收時果實(shí)SOD 酶活性。貯藏期間果實(shí)SOD 酶活性呈先升高后降低的趨勢。貯藏60d 時，T1和T2處理果實(shí)SOD 酶活性顯著高于對照，分別比對照高35.98%和27.89%，這與T1和T2處理果實(shí)丙二醛含量較低相一致;貯藏120d 時，各種噴鈣處理的果實(shí)SOD 酶活性均顯著高于對照，比對照高12.61% ～66.22%。

圖4 噴鈣對果實(shí)SOD 酶活性的影響Fig.4 Effects of calcium sprays on superoxide dismutase activity of fruits

2.7 過氧化物酶活性的變化

由圖5 可以看出，只有T1處理的果實(shí)在采收時和貯藏期POD 酶活性明顯高于對照。果實(shí)POD 酶活性在不同時期變化不明顯。貯藏60d 時，T1和T2處理果實(shí)POD 酶活性明顯高于對照。

圖5 噴鈣對果實(shí)POD 酶活性的影響Fig.5 Effects of calcium sprays on peroxidase activity of fruits

2.8 多聚半乳糖醛酸酶活性的變化

由圖6 可以看出，除T2處理外，采收時其他處理果實(shí)PG 活性低于對照，但處理間差異不顯著。貯藏60d 時，T2、T3和T4處理果實(shí)PG 活性顯著低于對照;貯藏120d 時，各種噴鈣處理與對照間無明顯差異性。上述結(jié)果表明，鈣在果實(shí)成熟初期對PG 活性影響較大，這很可能與果實(shí)中鈣形態(tài)的轉(zhuǎn)化有關(guān)［2］。

2.9 纖維素酶活性的變化

圖6 噴鈣對果實(shí)PG 酶活性的影響Fig.6 Effects of calcium sprays on polygalacturonase activity of fruits

從圖7 可以看出，剛采收時果實(shí)Cx 活性普遍較低，果實(shí)Cx 活性隨著貯藏期的推遲呈現(xiàn)升高的趨勢，但鈣處理可以降低果實(shí)Cx 活性升高的幅度。貯藏60d 時，T1和T4處理果實(shí)Cx 活性顯著低于對照，其果實(shí)Cx 活性分別比對照低45.99%和47.00%;貯藏120d 時，T2處理效果最明顯，其果實(shí)Cx 活性比對照低35.62%。

圖7 噴鈣對果實(shí)Cx 酶活性的影響Fig.7 Effects of calcium sprays on cellulase activity of fruits

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，各種噴鈣處理的蘋果在采收時及貯藏期間果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)總體上好于對照，果實(shí)中SOD 和POD 保護(hù)酶活性多數(shù)時期明顯高于對照，而果實(shí)中PG 和Cx 活性較低，因此噴鈣處理可增強(qiáng)果實(shí)的耐貯性能，延緩蘋果果實(shí)成熟與衰老進(jìn)程。不同處理中，Ca(NO3)2和CaCl2處理的果實(shí)在貯藏期間一直保持較高的硬度，果實(shí)中可溶性固形物含量也明顯高于對照;此外，Ca(NO3)2處理的果實(shí)在貯藏期間還一直保持較高的SOD 和POD 酶活性。但是，糖醇螯合鈣處理的果實(shí)PG 活性在貯藏期間明顯低于對照及其他處理，說明糖醇螯合鈣在影響果實(shí)PG 活性方面有其特殊機(jī)理，這可能與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。此外，噴施液中Ca2+濃度、氣候條件及紅富士蘋果對鈣的需求特性也可能影響處理的效果。因此，有關(guān)糖醇螯合鈣在蘋果貯藏方面的效應(yīng)還有待深入研究。

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