‘蜂糖李’(P.salicina ‘Fengtang’)是贵州特色地方品种,其果实品质优良,风味独特,深受消费者喜爱[1]。‘蜂糖李’果实为典型的呼吸跃变型果实,且采收期正值6～7月份高温多雨季节,具有采后生理代谢旺盛、易腐烂软化的特点,严重限制其在市场上的流通和供应时间。
因有助于满足延长货架期和远距离运输的需求,‘蜂糖李’果实采后贮藏保鲜技术的开发利用对‘蜂糖李’果产业的发展具有重要意义。目前,‘蜂糖李’的贮藏保鲜技术方法有低温贮藏保鲜、采后自发气调保鲜、采后保鲜剂保鲜等[2-4],钙作为果树生长发育的必需元素,对果实品质有着重要影响。钙元素对果实品质的影响程度甚至超过了氮、磷、钾等元素。随着钙调蛋白(calmodulm,CaM)的发现与研究,钙处理在果实贮藏与保鲜中的作用越来越清晰,钙对果实采后生理及贮藏保鲜的作用得益于钙对果实品质有着至关重要的保持作用。研究表明,钙处理抑制樱桃可溶性固形物(total soluble solids,TSS)含量、硬度和多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活力增加,提高过氧化物酶(peroxidase,POD)活力,从而延缓果实的成熟衰老[5]。采前喷钙是一种安全无毒的调控贮藏保鲜期果实成熟衰老的措施,适量浓度的钙能有效延缓果实成熟,保持果实品质,提高果实耐贮性;然而过量的钙可能改变细胞质钙浓度,导致膜损伤和呼吸强度增强。目前,已有报道采前喷钙能延缓猕猴桃、火龙果、樱桃等果实衰老进程,并保持较好的贮藏品质[6-8]。本实验研究采前喷施氯化钙和糖醇钙对‘蜂糖李’果实品质和生物活性物质的影响,以期为‘蜂糖李’贮运保鲜研究提供参考和理论支持。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
供试品种为‘蜂糖李’,基地位于贵州省黔南州惠水县断杉镇大坡村,树龄6年。
甲醇、氯化钙、邻苯二酚、无水乙醇、蒽酮、蔗糖、乙酸乙酯、考马斯亮蓝、牛血清蛋白质、磷酸、冰醋酸等均为分析纯,贵州凯信生物科技有限公司;无水醋酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、TritonX-100、愈创木酚均为分析纯,贵州博奥瑞杰生物有限公司;糖醇钙(浓缩原液,Ca≥180 g/L),郑州银之海化工产品有限公司;过氧化氢、浓盐酸、浓硫酸等均为分析纯,重庆川东化工(集团)有限公司。
1.2 仪器与设备
移液枪(100 μL、200 μL、1 mL、5 mL),德国Eppendorf公司;FA2204B型电子天平,上海佑科仪器仪表有限公司;PAL-BX/ACD1糖酸度计,日本ATAGO公司;DK-98-Ⅱ型双列八孔电热恒温水浴锅、UV752紫外分光光度计,上海佑科仪器有限公司;GY-4硬度计,浙江托普云农科技股份有限公司;TGL-185高速冷冻离心机,上海予卓仪器有限公司;METHER超低温冰箱,安微中科都菱商用电器股份有限公司;美耐特数显游标卡尺,上海美耐特实业有限公司。
1.3 实验设计
本试验采用单因素随机区组设计。共设置3种处理组,分别为:a)质量分数为1%、1.5%、2%的氯化钙(记为A1、A2、A3);b)稀释倍数为800、1 200、1 600 的糖醇钙(记为B1、B2、B3);c)对照喷施清水(记为CK),每个试验小区9株,树体大小和长势相近,单行排列,两小区之间设1个保护行,重复3次。各处理均于花后80 d(5月30日)、花后91 d(6月10日)、花后101 d(6月20日)喷施钙肥到果实表面和叶片正反两面,以果面和叶面滴水为度。
1.4 样品采集及处理
样品于2021年6月28日在果实近八成熟时采摘。从东、西、南、北4个方向选择大小基本一致、无机械损伤、无病虫害的果实,使用塑料镂空箱进行转箱,立即运回贵州大学实验室,预冷12 h后,将果实放入(4±1) ℃、相对湿度85%～95%冷库贮藏60 d,贮藏期间测定相关指标(本实验只列出0、60 d数据,超过60 d,‘蜂糖李’失去商品价值)。
1.5 检测项目与方法
1.5.1 单果重、纵横径及果形指数测定
单果重、纵横径及果形指数参考曹建康等[9]的方法,每个处理取30个果实,用电子天平和数显游标卡尺分别测量果实的单果重和纵横径,并计算果形指数。果形指数=纵径/横径。
1.5.2 果实硬度测定
果肉硬度测定参考曹建康等[9]的方法,每个处理取18个果实,削去约1 mm厚的果皮用GY-4型果实硬度计(探头直径3.5 mm,测定深度10 mm)测定果肉硬度,以缝合线左右对称各取2个点,将探头匀速扎入果肉,取平均值,单位为kg/cm2。
1.5.3 失重率
果实失重率测定参考曹建康等[9]的方法,每个处理固定18个中等大小的果实观察果实质量变化。采用称重法测定,重复3次。失重率计算如公式(1)所示:
失重率
(1)
式中:M1,当天采收果实的初始质量,g;M2,试验当天果实质量,g。
1.5.4 果实营养成分测定
TSS和可滴定酸(titratable acidity,TA)含量测定参考石其宇等[10]的方法,采用PAL-BX/ACD1糖酸度计测定,结果以百分数表示。固酸比=TSS/TA。
可溶性蛋白含量测定参考曹建康等[9]的方法,采用考马斯亮蓝法,以蛋白质质量为横坐标,吸光度为纵坐标,制作标准曲线,测定595 nm的吸光度,结果以mg/g表示。其中标准曲线参数为y=0.006 2x-0.021 6,R2=0.991 3。
可溶性糖含量测定参考曹建康等[9]的方法,采用蒽酮比色法,以蔗糖质量为横坐标,吸光度为纵坐标,制作标准曲线,测定630 nm的吸光度,结果以质量分数表示。其中标准曲线参数为y=0.008 3x-0.026 7,R2=0.996 3。
总酚测定参考曹建康等[9]的方法,采用甲醇提取法,测定280 nm吸光度,结果以OD280/g表示。
1.5.5 POD和PPO活力的测定
POD活力测定参考曹建康等[9]的方法,采用愈创木酚法,测定470 nm吸光度,结果以U/g表示。
PPO活力测定参考曹建康等[9]的方法,采用邻苯二酚法,测定420 nm吸光度,结果以U/g表示。
1.6 数据分析
利用DPS 7.05数据分析软件对数据进行单因素方差分析和多重比较(LSD法,P=0.05),并用Excel 2010软件作图,结果以平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 采前喷钙对‘蜂糖李’外观品质的影响
如表1所示,采前喷施氯化钙和糖醇钙能提高果实的外观品质。其中A1、B1和B2处理单果重显著高于对照(54.72 g,P<0.05),其中A1和B2处理较对照分别增加了28.20%和24.91%。A1和B2处理果实纵横径显著高于对照(P<0.05)。其中糖醇钙降低了果实的果形指数,氯化钙维持并提高果实的果形指数。
2.2 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后硬度的影响
由图1可知,贮藏0 d时,采前喷施氯化钙和糖醇钙均能显著提高果实硬度,其中A2处理果实硬度显著高于其他处理(P<0.05)。贮藏60 d时,随着贮藏时间的延长,‘蜂糖李’果实硬度都呈现下降趋势,各处理果实硬度均高于对照组,其中A2和B2处理下降趋势较慢,分别下降了49%和52%。
表1 采前喷钙对‘蜂糖李’外观品质的影响
Table 1 Effect of preharvest calcium spray on appearance quality of ‘Fengtang’ plum
处理单果质量/g纵径/mm横径/mm果形指数A170.15±0.36a46.28±2.28a51.53±1.88a0.88A262.82±1.69b42.69±0.94bc47.42±1.35b0.92A359.62±1.99b44.10±0.69abc48.01±1.00b0.92B167.71±3.83a45.15±1.72abc51.83±1.62a0.86B268.36±1.90a45.50±1.60ab52.17±0.77a0.87B363.34±3.01b43.70±0.87abc49.58±1.83ab0.86CK54.72±0.68c42.41±2.48c46.99±1.96b0.88
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
图1 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后硬度的影响
Fig.1 Effect of preharvest calcium spray on fruit hardness of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05),下同。
2.3 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后失重率的影响
由图2可知,贮藏60 d后,所有处理果实的失重率均低于对照组,其中A2和B2处理失重率显著低于对照组(P<0.05),分别比对照低51%和30%。
图2 采前喷钙对‘蜂糖李’果实失重率的影响
Fig.2 Effect of preharvest calcium spray on the weight loss rate of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days
2.4 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后TSS含量、TA含量、固酸比的影响
由图3-A可知,贮藏0 d时,各处理的TSS含量显著高于对照(P<0.05),TSS含量与钙处理含量成反比,其中A1和B3处理分别比对照高24%、45%。贮藏60 d后,各处理果实的TSS含量高于对照,其中B1和B2处理果实中TSS含量显著高于对照(P<0.05)。
由图3-B可知,贮藏0 d时,各处理果实中的TA含量低于对照,并且TA含量与钙含量成反比。贮藏60 d后,TA含量均呈下降趋势,并且低于对照组,其中A2和稀释B2处理下降趋势最缓,分别下降了9%和12%。
由图3-C可知,贮藏0 d时,各处理固酸比高于对照组,并且固酸比随着钙含量的增加而减少。A1和B3处理果实中的固酸比均显著高于对照组(P<0.05),分别高了32%和50%。贮藏60 d后,各处理与对照果实的固酸比均升高,其中仅B1显著高于对照(P<0.05),比对照高出5%,其他处理均小于对照。
A-TSS;B-TA;C-固酸比
图3 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后TSS含量、TA含量、固酸比的影响
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 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后可溶性蛋白、可溶性糖、总酚含量的影响
由图4-A可以看出,贮藏0 d,所有处理均能提高果实中的可溶性蛋白含量,其中糖醇钙处理均能够显著提高可溶性蛋白含量(P<0.05),氯化钙处理果实中的可溶性蛋白含量与钙含量成正比。贮藏60 d后,所有处理的可溶性蛋白含量均上升,各处理的可溶性蛋白均显著高于对照组(P<0.05),其中A2和B2处理效果最好,提高了90%和49%。
由图4-B可知,贮藏0 d,采前喷钙处理能降低‘蜂糖李’果实中的可溶性糖含量,其中糖醇钙处理中,可溶性糖的含量与糖醇钙浓度呈负相关。贮藏60 d后,除A3处理果实中可溶性糖下降外,其他处理和对照果实中可溶性糖均增加,其中B2处理效果最好。
由图4-C可知,贮藏0 d时,采前喷钙处理均能提高‘蜂糖李’果实总酚含量,各处理果实总酚含量均显著高于对照组(P<0.05),其中A2和B2处理最好,较对照提高了101%和52%。贮藏60 d后,总酚含量均上升,各处理果实中的总酚含量均高于对照组,与贮藏0 d相比,对照总酚含量提升了63%。
A-可溶性蛋白;B-可溶性糖;C-总酚
图4 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏期可溶性蛋白、可溶性糖、总酚含量的影响
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 采前喷钙对‘蜂糖李’果实贮藏60 d后 POD 和 PPO 活力的影响
由图5-A可知,贮藏0 d时,各处理‘蜂糖李’果实中的POD活力均高于对照组,其中A2和B1处理优于其他处理。贮藏60 d时,A2和B2处理果实中的POD活力显著高于其他处理(P<0.05),分别提高了22%和39%。
由图5-B可知,贮藏0 d时,所有处理的‘蜂糖李’果实中PPO活力均高于对照组,并且PPO活力随着钙含量的增加而增加,贮藏60 d后,所有处理果实中的PPO活力均升高,采前喷钙处理能够延缓PPO活力上升,其中A2和B1处理效果最好,分别上升了28%和46%。
A-POD;B-PPO
图5 采前喷钙对‘蜂糖李’果实POD和PPO活力的影响
Fig.5 Effect of preharvest calcium spray on POD and PPO activity of ‘Fengtang’ plum fruits after storage for 60 days
3 讨论
单果重、纵横径、果形指数是衡量果实商品价值的重要指标,它与果实的品质息息相关[11]。钙元素是果树生长发育中必不可少的元素,对果实发育成熟起重要作用[12]。本研究通过喷施不同质量分数的氯化钙和不同稀释倍数的糖醇钙溶液,结果表明,与对照和糖醇钙处理相比,采前喷施氯化钙处理可使‘蜂糖李’外在品质得到有效提升。牛晓琳等[13]研究发现采前喷钙能够提高果实的单果重、纵横径、果形指数等外在品质,本研究与前人研究结果一致,经过采前喷钙处理的‘蜂糖李’果实的单果重、纵横径明显高于对照,证明钙对果实外在品质有积极效果。不同钙肥处理的效果存在差异,可能与其钙有效含量有关。
硬度是果实贮藏品质重要的指标之一,贮藏过程中,随着果实的后熟,聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶能够分解细胞之间的果胶,使细胞之间相互分离,果实硬度从而降低[14]。与对照组相比,采前喷钙均能减缓果实硬度的下降,从而维持果实质地品质、达到延长果实货架期寿命目的。
果实的风味主要取决于TSS含量、可溶性糖含量、有机酸含量和固酸比。‘蜂糖李’果实贮藏期间通过消耗采收时积累的营养物质来维持生命活动,TSS含量是反映果实贮藏品质的一个重要指标。采前喷钙处理能显著提高‘蜂糖李’果肉TSS含量,王清华等[15]在冬枣上也发现类似结果,这可能是因为采前喷钙处理能显著抑制果实的呼吸强度和乙烯的生成,从而减少呼吸底物的消耗,并促进TSS的积累,改善果实风味[16]。有机酸的分解代谢是水果的主要代谢过程,其参与氨基酸和芳香挥发物的生物合成,进而影响水果的风味[17]。固酸比是衡量果实口感品质的重要指标,本研究表明,采前喷钙处理显著提高采收时‘蜂糖李’果实固酸比,贮藏60 d后,各组果实的固酸比均增加,其中A3和B1处理的固酸比高于其他处理,这可能是由于高含量钙处理果实中钙离子含量较高,抑制了可溶性糖进一步积累,同时‘蜂糖李’果实中有机酸含量增加所致。
蛋白质是植物生命活动最重要的物质之一,钙离子作为第二信使,必须与蛋白质结合才能把信号有效 放大和传递[18],采前喷钙增加了植物细胞内钙离子含量,激活钙调蛋白相关蛋白质的表达[19],从而起到调控植物细胞内各种酶和生理活性的作用[20]。本研究表明,采前喷钙可以提高‘蜂糖李’采收时和贮藏期可溶性蛋白含量,并且可溶性蛋白质含量随钙离子含量增大而减少。
酚类物质与果实的色泽发育、品质和风味形成、成熟衰老过程等作用密切相关,对果蔬的贮藏和营养价值作用具有重要的影响。与对照相比,采前喷钙均提高采收和贮藏期果实中总酚含量,这与曹永庆等[21]对樱桃和中华寿桃的研究结果相似,钙处理的‘蜂糖李’果实总酚含量提升较慢,可能是果实内部存在钙离子含量较高抑制了总酚含量的提升[22]。催化酶促褐变反应的酶类有PPO和POD,POD在H2O2存在条件下也能迅速氧化多酚类物质,与PPO协同作用引起果蔬的酶促褐变[23],采前喷钙均能提高贮藏0 d时‘蜂糖李’果实中的POD和PPO活力,且PPO活力并随着钙含量的增加而增加;这与王艳颖等[24]研究发现一致。原因可能是由于POD属于一种必须在Fe2+作用下才能激活其催化活力并含有铁卟啉辅机的氧化酶,Ca2+能促进果实中Fe2+的吸收[25],提高了果实中的POD活力,减轻了细胞膜膜脂过氧化,减慢生物膜破坏,避免了PPO与酚类物质接触,延缓了果实褐变的发生。
4 结论
采前喷施糖醇钙和氯化钙处理均能提高贮藏期‘蜂糖李’果实品质,其中1.5%的氯化钙和稀释1 200倍糖醇钙效果最好,与糖醇钙相比,采前喷施1.5%氯化钙更能保持和提高‘蜂糖李’果实果形指数,1.5%氯化钙处理更有利于延缓贮藏期果实失重、硬度、TA含量、TSS含量的下降趋势,抑制PPO活力增加,并使‘蜂糖李’果实保持较高的POD活力和总酚含量,从而延长贮藏期,保持果实的品质。
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