牛佳佳，張四普，張 柯，韓立新，瞿振芳，苗建銀

（1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，河南鄭州 450002；2. 三門峽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，河南三門峽 472000；3. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院/廣東省功能食品活性物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510642）

5-氨基乙酰丙酸（5?aminolevulinic acid，ALA）又名δ-氨基酮戊酸，是一種四吡咯環(huán)色素的天然合成前體[1]，廣泛存在于動(dòng)植物中。研究證實(shí)，ALA 是一種植物生長(zhǎng)代謝調(diào)節(jié)劑，直接參與植物葉綠素的合成，促使植物生長(zhǎng)[2]，且ALA 在自然環(huán)境中具有易降解、無(wú)殘留、無(wú)毒性等優(yōu)點(diǎn)，因此，可作為一種無(wú)公害的天然綠色有機(jī)農(nóng)藥[3]。以往研究表明，外源ALA 處理可以改善番茄[4]、桃[5]、葡萄[6]、草莓[7]、馬鈴薯[8]、玉米[9]等植物的著色、產(chǎn)量和品質(zhì)。李潔[10]研究發(fā)現(xiàn)，在明水梨花期噴施一定濃度ALA 溶液具有疏除多余花朵的作用。此外，采前進(jìn)行ALA 處理有提高荔枝[11]、草莓[12]、菠菜[13]、切花菊[14]貯藏性的作用。

河南是我國(guó)蘋果（Malus pumilaMill）栽培生產(chǎn)大省，蘋果種植面積、總產(chǎn)量和單產(chǎn)一直居于國(guó)內(nèi)前列。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒官網(wǎng)數(shù)據(jù)，2019 年，河南省蘋果總產(chǎn)量2 589.7 萬(wàn)t，居全國(guó)第2位。實(shí)際生產(chǎn)和貯藏中，蘋果收獲冷藏至次年5月，會(huì)產(chǎn)生果肉口感下降嚴(yán)重、果實(shí)失水、商品性降低等問題[15]。前人研究表明，ALA 處理能提高蘋果采收時(shí)的果實(shí)品質(zhì)，促進(jìn)果皮的紅色著色，提高可溶性固形物和可溶性糖含量，降低可滴定酸含量[16?18]。但有關(guān)ALA 處理對(duì)蘋果貯藏保鮮效果的影響尚未見報(bào)道。

富士蘋果是我國(guó)蘋果的主栽品種，占蘋果栽培面積的70%左右。以富士蘋果為試材，在果實(shí)膨大期多次噴施不同質(zhì)量濃度ALA，研究富士蘋果收獲后低溫冷藏過程中品質(zhì)及冷藏后常溫貨架品質(zhì)的變化，為提高富士蘋果果實(shí)采后品質(zhì)和貯藏品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏期限提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018 年在河南省三門峽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所試驗(yàn)基地蘋果園進(jìn)行，供試材料為富士蘋果，樹齡7 a，果實(shí)生長(zhǎng)期均套袋。高滲透保鮮袋由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所生產(chǎn)；1-甲基環(huán)丙烯（1?methylcyclopropene，1-MCP）由美國(guó)羅門哈斯公司生產(chǎn)，每袋0.625 g，有效成分含量0.014%，建議劑量為30～62.5 g/m3；ALA 由美國(guó)Sigma生物化學(xué)公司生產(chǎn)，純度≥98%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)膨大期ALA 處理方法 試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理，ALA 質(zhì)量濃度分別為0（CK）、0.5、5、10 mg/L，CK 噴施清水。選擇同一小區(qū)樹勢(shì)一致、結(jié)果量相近的植株作為試驗(yàn)樹，每處理選擇5 棵樹，分別于6月6 日、6 月27 日、7 月21 日（6 月6 日剛套完袋，果實(shí)正處于快速膨大期[19]）對(duì)參試蘋果樹進(jìn)行葉面噴施處理，噴施量以葉片開始滴水為度，其他田間管理一致。

1.2.2 采后富士蘋果處理方法 果實(shí)采收（11 月8日）后立即運(yùn)回河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院河南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開發(fā)基地冷庫(kù)預(yù)冷備用。選擇成熟度均勻一致，無(wú)病、蟲、傷、褐的果實(shí)，采用高滲袋包裝，每袋裝果30 個(gè)，清水浸濕1 袋1-MCP 后立即放入高滲透保鮮袋中，并扎口密封，放入包裝紙箱，置于（0±1）℃、相對(duì)濕度85%～95%的冷庫(kù)中貯藏。每處理3 個(gè)重復(fù)，每重復(fù)30個(gè)果。分別于冷藏0、70、150、200 d觀察和測(cè)定果實(shí)硬度、可溶性固形物(TSS)含量、可滴定酸(TA)含量、過氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性和丙二醛（MDA）含量。冷藏200 d 后進(jìn)入常溫貨架期，溫度為（25±5）℃，相對(duì)濕度為40%～60%，分別于常溫貨架期0、2、4、6、8、10 d 觀察和測(cè)定果實(shí)硬度、TSS和TA含量。

1.3 富士蘋果品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 果實(shí)外觀色澤 用美能達(dá)CR-400 型色差儀測(cè)定紅綠偏差a*值，a*值負(fù)值越小越偏向綠色，正值越大越偏向紅色。每處理隨機(jī)取20個(gè)果實(shí)，用色差儀繞果實(shí)赤道面隨機(jī)取4個(gè)點(diǎn)測(cè)定。3次重復(fù)。

1.3.2 果實(shí)硬度 隨機(jī)取20 個(gè)果實(shí)，去皮后，分別在環(huán)赤道面間隔180°位置隨機(jī)取2 點(diǎn)，使用GS-15果實(shí)質(zhì)地分析儀測(cè)定，探頭直徑11.3 mm，單位kg/cm2。每處理3次重復(fù)。

1.3.3 果實(shí)TSS 及TA 含量 隨機(jī)取20 個(gè)果實(shí)，去皮后，每個(gè)果實(shí)沿縱徑對(duì)稱位置取2片果肉，一半用于榨汁，參照張四普等[20]的方法測(cè)定TSS 和TA 含量，另一半果肉用液氮迅速冷凍后，貯藏于-40 ℃低溫冰箱，用于后期相關(guān)生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3.4 果肉生理指標(biāo) POD 活性、PPO 活性和MDA含量測(cè)定均參照張四普等[20]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010 處理數(shù)據(jù)，SPSS 19.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，P<0.05 為差異顯著，P≥0.05 為差異不顯著。使用Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果果實(shí)外觀色澤的影響

a*值表示果皮色澤，正值為紅，負(fù)值為綠，絕對(duì)值越大紅或綠的程度越高。由圖1 可知，果實(shí)采收時(shí)ALA 處理a*值均顯著高于CK。其中10 mg/L 處理a*值最高，為26.6，比CK(17.5)高52.0%；0.5 mg/L和5 mg/L 處理a*值分別為21.3 和21.5，兩處理間差異不顯著，但分別比CK 高21.7%和22.9%。結(jié)果表明，果實(shí)膨大期ALA 處理可促進(jìn)蘋果果面著色且效果顯著，其中10 mg/L 處理富士蘋果果實(shí)a*值最高，著色效果最好。

圖1 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果a＊值的影響Fig.1 Effects of ALA treatment with different mass concentration on a＊value of Fuji apple during fruit expansion stage

2.2 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)硬度的影響

由圖2 可以看出，果實(shí)硬度隨著冷藏時(shí)間延長(zhǎng)而不斷降低，整個(gè)冷藏期間10 mg/L 處理果實(shí)硬度與其他處理相比一直較高。剛采收時(shí)，10 mg/L 處理硬度最高，為6.68 kg/cm2，與CK 和0.5 mg/L 處理差異顯著，CK果實(shí)硬度最低，為6.34 kg/cm2，其與5、0.5 mg/L 處理果實(shí)硬度差異不顯著；冷藏0～150 d，果實(shí)硬度下降幅度較大；冷藏200 d時(shí)，各ALA 處理果實(shí)硬度表現(xiàn)為10 mg/L(5.99 kg/cm2)＞0.5 mg/L（5.73 kg/cm2）>5 mg/L（5.64 kg/cm2）>CK（5.57 kg/cm2)，10 mg/L 與0.5 mg/L 處理硬度差異不顯著，但與CK 和5 mg/L 處理差異顯著。說明果實(shí)膨大期ALA 處理可顯著提高采收時(shí)果實(shí)硬度且有利于果實(shí)冷藏期間硬度的維持。以10 mg/L ALA 處理效果最好，冷藏200 d 時(shí)，ALA 處理果實(shí)硬度較CK 提高7.5%。

圖2 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)硬度的影響Fig.2 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on fruit hardness of Fuji apple during cold storage

2.3 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)TSS含量的影響

由圖3 可以知道，果實(shí)膨大期ALA 處理可有效提高采收時(shí)果實(shí)的TSS 含量，且隨ALA 處理質(zhì)量濃度增加而加大，各處理間差異顯著。冷藏70 d 時(shí)，TSS 含量有小幅度上升，5 mg/L 處理最高，為16.70%，10 mg/L 處理次之，為16.40%，CK 最低，為14.36%，各處理間均差異顯著；冷藏150 d 時(shí)，CK 最低，為14.43%，其他各處理TSS 含量隨ALA 處理質(zhì)量濃度加大而升高，10 mg/L處理最高，為15.67%，除0.5 mg/L 處理外，其他處理TSS 含量均與CK 差異顯著；冷藏至200 d，10 mg/L 處理TSS 含量最高，為14.90%，較CK(12.73%)高17.0%，各處理間均差異顯著。表明果實(shí)膨大期ALA處理可顯著提高采收時(shí)果實(shí)TSS含量，抑制富士蘋果冷藏期間TSS含量下降。

圖3 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)TSS含量的影響Fig.3 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on TSS content of Fuji apple during cold storage

2.4 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)TA含量的影響

由圖4 可知，果實(shí)冷藏過程中，TA 含量的整體變化趨勢(shì)為先升高后逐漸下降。剛采收時(shí)，不同ALA 處理果實(shí)TA 含量由高到低依次為0（CK）、10、0.5、5 mg/L，除10 mg/L 處理外，其他2 個(gè)處理與CK差異顯著。在隨后整個(gè)冷藏過程中，10 mg/L ALA處理果實(shí)TA 含量一直保持在最高水平，其次為CK；冷藏200 d 時(shí)，10 mg/L 處理果實(shí)TA 含量最高(0.32%)，較CK 提高45.5%，且與其他各處理差異顯著。表明10 mg/L ALA 處理可以顯著抑制冷藏期間蘋果果肉TA含量降低。

圖4 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)TA含量的影響Fig.4 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on TA content of Fuji apple during cold storage

2.5 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果肉PPO活性的影響

由圖5可知，整個(gè)冷藏期間，各處理果肉PPO活性呈先上升后下降趨勢(shì)，冷藏70 d，CK、0.5 mg/L 和5 mg/L處理PPO活性達(dá)到峰值，10 mg/L處理在冷藏150 d PPO 活性達(dá)到峰值，隨后活性下降。冷藏200 d 時(shí)，CK PPO 活性最高，為21.5 U/(min·g)，與其他各處理均差異顯著，其次是0.5 mg/L 和5 mg/L 處理，這兩處理差異不顯著，10 mg/L 處理PPO 活性最低，為13.0 U/(min·g)，與其他各處理均差異顯著，10 mg/L 處理PPO 活性較CK 下降39.5%。結(jié)果表明，ALA 處理對(duì)降低PPO 活性，推遲PPO 活性峰值期均有一定效果，其中10 mg/L處理效果最好。

圖5 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)PPO活性的影響Fig.5 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on PPO activity of Fuji apple during cold storage

2.6 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果肉POD活性的影響

由圖6 可知，采收時(shí)CK 和10 mg/L ALA 處理果實(shí)的POD 活性差異顯著，分別為45.5 U/（min?g）和65.5 U/（min ?g）。冷藏至70 d 時(shí)CK、5 mg/L 和10 mg/L ALA 處理POD 活性達(dá)到峰值，冷藏至150 d時(shí)0.5 mg/L ALA 處理POD 活性達(dá)到峰值，之后下降。冷藏200 d 時(shí)，各處理果實(shí)POD 活性下降至最低，4 個(gè)ALA 處理POD 活性由高到低依次為10、5、0.5、0 mg/L，其中，10 mg/L ALA 處理POD 活性為38.3 U/（min?g），CK POD 活性為22.6 U/（min?g），10 mg/L處理較CK提高69.5%，除0.5 mg/L處理外，其他2 個(gè)處理與CK 差異顯著。在整個(gè)冷藏過程中，CK POD 活性一直處于較低水平。結(jié)果表明，果實(shí)膨大期ALA 處理可以提高果實(shí)POD 活性，其中以10 mg/L處理效果最好。

圖6 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)POD活性的影響Fig.6 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on POD activity of Fuji apple during cold storage

2.7 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果肉MDA含量的影響

由圖7 可知，冷藏期間不同處理MDA 含量隨冷藏時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸升高。采收時(shí)，MDA 含量由高到低依次為0（CK）、5、10、0.5 mg/L ALA 處理，除0.5 mg/L ALA 處理外，其他各處理間差異不顯著；冷藏期間CK 果肉MDA 含量均保持在較高水平。冷藏200 d 時(shí)，CK 果肉MDA 含量最高，為9.6 mmol/g，10 mg/L 處理最低，為7.9 mmol/g，較CK 顯著下降17.7%。結(jié)果表明，果實(shí)膨大期10 mg/L ALA 處理可有效抑制富士蘋果冷藏期間MDA的累積。

圖7 果實(shí)膨大期不同質(zhì)量濃度ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏過程中果實(shí)MDA含量的影響Fig.7 Effects of ALA treatment with different mass concentration at fruit expansion stage on MDA content of Fuji apple during cold storage

2.8 果實(shí)膨大期10 mg/L ALA處理對(duì)冷藏200 d后富士蘋果常溫貨架品質(zhì)的影響

由表1可知，富士蘋果冷藏200 d后進(jìn)入常溫貨架期，果實(shí)硬度、TSS 和TA 含量呈直線下降趨勢(shì)。常溫貨架期第10 天，CK 果實(shí)硬度下降到4.93 kg/cm2，10 mg/L ALA 處理果實(shí)硬度為5.27 kg/cm2，較CK 提高6.9%；果實(shí)TSS 含量，CK 和10 mg/L ALA處理分別為10.66%和12.20%，10 mg/L ALA 處理比CK 高14.4%；常溫貨架期10 d，CK 的TA 含量由0.22%下降到0.05%，降幅為77.3%，10 mg/L 處理的TA 含量由0.32%下降到0.15%，降幅為53.1%。結(jié)果表明，果實(shí)膨大期采用10 mg/L ALA 處理富士蘋果，果實(shí)冷藏200 d 后常溫貨架期0～10 d 的果實(shí)硬度、TSS和TA含量均高于對(duì)照。

表1 果實(shí)膨大期10 mg/L ALA處理對(duì)富士蘋果冷藏200 d后常溫貨架品質(zhì)的影響Tab.1 Effects of ALA treatment with the concentration of 10 mg/L at fruit expansion stage on shelf qualities of Fuji apple at room temperature after 200 days of cold storage

3 結(jié)論與討論

果實(shí)膨大期ALA 處理可以提高蘋果葉片光合性能、增加果皮花青素含量[18]。本研究中，富士蘋果果實(shí)膨大期3 次噴施ALA 溶液，可有效促進(jìn)果面著色，10 mg/L ALA 處理果實(shí)的a*值顯著高于對(duì)照，這可能與ALA 作為葉綠素的合成前體，能增強(qiáng)葉片光合能力有關(guān)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在0.5～10 mg/L ALA 質(zhì)量濃度與果實(shí)著色效果呈正比，同時(shí)，ALA 處理有效提高了富士蘋果采收時(shí)可溶性固形物含量，降低了可滴定酸含量，這與多位學(xué)者的試驗(yàn)研究結(jié)果一致。郭磊等[5]認(rèn)為，10 mg/L ALA 處理對(duì)桃果實(shí)顏色影響不顯著，可能是由于ALA 處理時(shí)間、次數(shù)和試驗(yàn)材料不同。汪良駒等[18]研究發(fā)現(xiàn)，富士蘋果采前20 d 使用100～500 mg/L ALA 浸果處理，常溫貯藏40 d 后果實(shí)硬度高于對(duì)照，此方法成本較高，操作也較復(fù)雜。高晶晶等[21]發(fā)現(xiàn)，在蘋果生長(zhǎng)季節(jié)噴施0.05～5 mg/L ALA 可以改善果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)，但未進(jìn)行貯藏品質(zhì)研究。本試驗(yàn)采用0.5～10 mg/L ALA在富士蘋果果實(shí)膨大期進(jìn)行3 次噴施處理，生產(chǎn)成本較低，而且方法簡(jiǎn)便、易操作。

果實(shí)硬度、TSS 含量、TA 含量是蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)的代表性指標(biāo)[22]。硬度決定果實(shí)的貯藏品質(zhì)，TSS含量和TA 含量是構(gòu)成果實(shí)風(fēng)味的關(guān)鍵因素。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，果實(shí)膨大期用10 mg/L 外源ALA 處理可抑制冷藏期間硬度、TSS 含量和TA 含量的降低，有利于保持富士蘋果果肉的硬脆口感和酸甜風(fēng)味，使之具有更好的商品性。這可能是因?yàn)锳LA 能調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)信號(hào)途徑上游，促進(jìn)氣孔開放[23]，且其作為葉綠素的合成前體，可以增強(qiáng)葉片光合能力，提高碳水化合物的積累，從而提高了果實(shí)的貯藏性[24]。同時(shí)，ALA 也是抗氧化酶類的前體物質(zhì)，誘導(dǎo)多種抗氧化酶基因上調(diào)表達(dá)，提高CAT、POD 和APX 等酶活性[25?26]，不同酶活性是果實(shí)衰老進(jìn)程的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ALA 處理與CK 蘋果果實(shí)的幾個(gè)生理指標(biāo)變化趨勢(shì)基本一致，ALA 處理使冷藏期間的富士蘋果果實(shí)保持較高的POD 活性，POD 活性高可更好地減少氧自由基對(duì)生物膜和生物大分子等的傷害，從而使細(xì)胞具有較強(qiáng)的抗氧化性，同時(shí)，ALA 處理使蘋果果實(shí)保持了較低的PPO活性和MDA含量。膜脂過氧化產(chǎn)物MDA累積會(huì)破壞生物膜，使質(zhì)膜透性增大[27]。王婷等[24]以番茄為試驗(yàn)材料，進(jìn)行外源ALA處理，使番茄果實(shí)具有較低的MDA含量；馮順[28]以妃子笑荔枝為試驗(yàn)材料，得出相同結(jié)果。劉衛(wèi)琴等[29]觀察發(fā)現(xiàn)，ALA 處理可促進(jìn)草莓中POD 活性提高，并降低了MDA 含量，均與本試驗(yàn)結(jié)果一致。而且，外源ALA 提高富士蘋果貯藏品質(zhì)效應(yīng)，不僅在低溫冷藏期間持續(xù)，對(duì)冷藏200 d后常溫貨架期10 d的蘋果品質(zhì)也具有很好的提升效果，10 mg/L ALA處理果實(shí)的硬度、TSS含量和TA含量均高于CK。

綜上所述，在富士蘋果果實(shí)膨大期，通過多次葉面噴施外源ALA 能顯著促進(jìn)采收果實(shí)著色，提高果肉TSS 含量，降低TA 含量，有利于貯藏期間果實(shí)硬度的維持，抑制了貯藏期間TSS 和TA 含量下降，使果肉保持較高的POD 活性、較低的PPO 活性和MDA 含量。其中，10 mg/L ALA 處理效果最好，同時(shí)，此質(zhì)量濃度處理可有效保持富士蘋果冷藏200 d 后常溫貨架期10 d 的果實(shí)品質(zhì)，果實(shí)硬度、TSS 含量和TA 含量均高于CK。因此，建議在富士蘋果果實(shí)膨大期對(duì)葉片噴施10 mg/L外源ALA 3次，以提高果實(shí)的采收品質(zhì)和貯藏性。