鈣處理對(duì)白鳳桃果實(shí)冰溫貯藏后細(xì)胞壁代謝物質(zhì)的影響

摘要：以白鳳桃為材料，研究了生長(zhǎng)期和采后噴鈣(1％CaCl₂+0.1％Vc混合液)對(duì)冰溫貯藏后果實(shí)細(xì)胞壁代謝物質(zhì)的影響。結(jié)果表明，鈣處理能較長(zhǎng)時(shí)間地維持果實(shí)的硬度，生長(zhǎng)期噴鈣和采后噴鈣的果肉中鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)比對(duì)照分別高34.3％和3％。高鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的果實(shí)在貨架期期間可減少果實(shí)中可溶性果膠和松弛結(jié)合型多糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，這可能與細(xì)胞壁水解酶纖維素酶和果膠甲酯酶活性較低有關(guān)。說明生長(zhǎng)期鈣處理對(duì)冰溫貯藏后白風(fēng)桃果實(shí)硬度的保持效果較好，在生產(chǎn)中使用生長(zhǎng)期噴鈣處理，可以達(dá)到延長(zhǎng)白風(fēng)桃果實(shí)貨架期的目的。

關(guān)鍵詞：白風(fēng)桃；鈣處理；冰溫保鮮；細(xì)胞壁代謝

中圖分類號(hào)：S662.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009—9980(2009)105—714—05

白鳳桃是日本奈川縣農(nóng)事試驗(yàn)場(chǎng)1924年用白桃和橘早生雜交育成的水蜜桃，為中熟品種。在北京地區(qū)成熟采收期正值盛夏。采收后很快出現(xiàn)呼吸高峰。在常溫下貯藏時(shí)間一般不超過。嚴(yán)重影響了白鳳桃果實(shí)的貯藏及貨架期供應(yīng)。因此，研究白鳳桃貯藏后的貨架期是非常重要的。而目前有關(guān)這方面的報(bào)道還較少。

果實(shí)在貨架期軟化，伴隨著細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和成分的變化。這些變化與果實(shí)細(xì)胞壁中相關(guān)水解酶的活性密不可分。但不同果實(shí)的細(xì)胞壁成分和水解酶活性的變化差異較大，一般認(rèn)為可溶性果膠升高與果實(shí)軟化密切相關(guān)，同時(shí)多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果膠甲酯酶(PE)和纖維素酶(Cx)的活性也起重要作用。而鈣在果實(shí)貯藏過程中起延緩衰老和軟化的作用。利用外源鈣處理可以顯著地提高果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高果實(shí)硬度，延長(zhǎng)貯藏期。我們以白鳳桃為材料。采用生長(zhǎng)期和采后噴鈣處理，對(duì)冰溫貯藏后在貨架期期間的果實(shí)硬度、鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)、細(xì)胞壁物質(zhì)以及相關(guān)酶活性的變化進(jìn)行了分析，以期說明鈣與細(xì)胞壁物質(zhì)代謝及相關(guān)酶變化之間的關(guān)系，揭示鈣對(duì)果實(shí)軟化的作用機(jī)理，為延長(zhǎng)果實(shí)貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與處理

2007年7月18日于北京市昌平區(qū)北流果園采收白鳳桃果實(shí)，要求果實(shí)大小均勻、無病蟲害、成熟度一致。采收后立即置于4℃條件下預(yù)冷2h，然后放置于0.5～0℃冰溫庫中貯藏。15d后放置在4℃條件下開始計(jì)算貨架期。

實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理。(1)生長(zhǎng)期噴鈣處理：2007年5月28日至6月24日，每隔1周對(duì)生長(zhǎng)期的果實(shí)表面噴施1％CaCl₂+0.1％Vc溶液，共處理4次；(2)采后噴鈣處理：2007年7月18日果實(shí)采收后當(dāng)天，向桃果實(shí)噴灑1％CaCl₂+0.1％Vc溶液，室溫晾干；(3)對(duì)照：用去離子水噴灑果面。每處理采用30個(gè)果實(shí)，3次重復(fù)。冰溫貯藏出庫后貨架期期間，每3d隨機(jī)從各處理中取1，5kg果實(shí)進(jìn)行測(cè)定分析。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及其方法

硬度采用手持GY-B硬度計(jì)測(cè)定(果實(shí)對(duì)稱兩側(cè)去皮測(cè)硬度)；細(xì)胞壁組分測(cè)定中細(xì)胞壁物質(zhì)(CWM)的提取參考Rose等的方法。水溶性果膠、離子型果膠、共價(jià)型果膠和松弛結(jié)合型多糖、緊密結(jié)合型多糖的提取參照茅林春等的方法。果膠和結(jié)構(gòu)多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別用咔唑比色法和蒽酮比色法測(cè)定。多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性和果膠甲酯酶(PE)活性測(cè)定采用羅自生的方法。纖維素酶(Cx)活性的測(cè)定采用李建國(guó)等的方法。果肉鈣元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)以出庫當(dāng)天的果肉作為實(shí)驗(yàn)材料，采用鮑時(shí)安等的方法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS軟件進(jìn)行方差分析(p=0.005)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈣處理對(duì)果肉中鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

生長(zhǎng)期鈣處理、采后鈣處理、對(duì)照果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.55mg·g_-2、0.21mg·g_-2、0.17mg·g_-1，生長(zhǎng)期鈣處理果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于采后鈣處理和對(duì)照，而采后鈣處理果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)也略高于對(duì)照，但沒有達(dá)到差異顯著性(圖1)。

2.2 不同鈣處理對(duì)果實(shí)硬度的影響

在貨架期3d時(shí)無論是生長(zhǎng)期鈣處理還是采后鈣處理果實(shí)硬度都略高于對(duì)照，但與對(duì)照無顯著差異。從貨架期6d開始生長(zhǎng)期鈣處理果實(shí)硬度顯著高于對(duì)照和采后鈣處理。到貨架期12d時(shí)這種差異更加明顯。而采后鈣處理在貨架期9d之前與對(duì)照幾乎無差異，但到貨架期12d時(shí)，采后鈣處理的果實(shí)硬度也顯著高于對(duì)照(圖2)。

2.3 不同鈣處理對(duì)果實(shí)中果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由圖3-A可知，可溶性果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貨架期期間呈逐漸上升的趨勢(shì)，生長(zhǎng)期鈣處理在貨架期初期略低于采后鈣處理，但在貨架期3d以后則顯著高于采后鈣處理，而對(duì)照的可溶性果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終顯著高于生長(zhǎng)期鈣處理和采后鈣處理。由圖3-B可知，離子型果膠在貨架期期間呈逐漸下降的趨勢(shì)，生長(zhǎng)期鈣處理的離子型果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)從貨架期3d開始顯著高于對(duì)照，而采后鈣處理和對(duì)照之間差異不大。由圖3-C可知，共價(jià)型果膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貨架期也呈下降趨勢(shì)，采后鈣處理果實(shí)的共價(jià)型果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于對(duì)照，而生長(zhǎng)期鈣處理果實(shí)的共價(jià)型果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貨架期第3天顯著高于對(duì)照，但其后與對(duì)照之間的差異不顯著。

2.4 不同鈣處理對(duì)果實(shí)中多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由圖4-A可知。松弛結(jié)合型多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貨架期呈上升趨勢(shì)，生長(zhǎng)期鈣處理松弛結(jié)合型多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在整個(gè)貨架期期間都顯著低于采后鈣處理和對(duì)照，而采后鈣處理在貨架期期間也略低于對(duì)照，但只有在貨架期第6天與對(duì)照之間達(dá)到了顯著差異。由圖4-B可知，在貨架期6d前，生長(zhǎng)期鈣處理緊密結(jié)合型多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于對(duì)照，之后與對(duì)照差異不大，而采后鈣處理在貨架期期間緊密結(jié)合型多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對(duì)照一直差異不明顯。

2.5 鈣處理對(duì)果實(shí)中不同酶活性的影響

在貨架期期間，多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性在鈣處理與對(duì)照之間變化趨勢(shì)一致(圖5-A)，但只有在貨架期第9天生長(zhǎng)期鈣處理的多聚半乳糖醛酸酶活性顯著低于采后處理和對(duì)照，其他任何時(shí)期處

由圖5-B可知。生長(zhǎng)期鈣處理的纖維素酶活性在貨架期期間顯著低于對(duì)照，但與采后鈣處理之間只有在貨架期12d時(shí)達(dá)到顯著差異。其他都沒有達(dá)到差異顯著性。采后鈣處理在貨架期6d前顯著低于對(duì)照。其后與對(duì)照之間差異不顯著。而對(duì)照的纖維素酶活性一直處于較高水平。

由圖5-C可知，果膠甲酯酶的活性在貨架期期間呈前期上升隨后下降的變化趨勢(shì)。其中，對(duì)照的果膠甲酯酶活性在貨架期變化始終高于生長(zhǎng)期鈣處理和采后鈣處理，并且在貨架期3d和12d時(shí)達(dá)到了顯著性差異，而生長(zhǎng)期鈣處理和采后鈣處理在整個(gè)貨架期期間差異不顯著，但生長(zhǎng)期鈣處理的果膠甲酯酶活性略低于采后鈣處理。

3 討論

外源鈣處理能增加果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不同的處理方法對(duì)鈣在果實(shí)中的積累有一定影響。本研究發(fā)現(xiàn)。生長(zhǎng)期鈣處理使果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了0.55mg·g^-1，而采后鈣處理果實(shí)中鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)也增加到0.21mg·g^-1，說明生長(zhǎng)期噴鈣對(duì)白鳳桃果實(shí)的鈣積累效果要好于采后鈣處理。

大量研究表明鈣可以有效地保持果實(shí)硬度、抑制果實(shí)呼吸，減少乙烯產(chǎn)生，提高果實(shí)貯藏品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架壽命。在本研究中，生長(zhǎng)期鈣處理果實(shí)硬度在貨架期期間明顯高于對(duì)照，同時(shí)果實(shí)中的鈣積累增加顯著，說明鈣處理后可能與細(xì)胞壁中的果膠結(jié)合，對(duì)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)起維護(hù)和調(diào)節(jié)作用，減小細(xì)胞壁的透性，提高細(xì)胞壁的完整性，從而起到延緩果實(shí)硬度下降的作用。

細(xì)胞壁成分的降解是果實(shí)成熟軟化的重要標(biāo)志。通常果肉中離子型果膠向水溶性果膠轉(zhuǎn)化，緊密結(jié)合型多糖向松弛結(jié)合型多糖轉(zhuǎn)化標(biāo)志著細(xì)胞開始軟化，但鈣處理后可以與細(xì)胞壁多糖和蛋白質(zhì)結(jié)合，通過不溶性果膠連接保持細(xì)胞壁的完整性，從而抑制細(xì)胞壁的降解。本研究表明，生長(zhǎng)期鈣處理后水溶性果膠和松弛結(jié)合型多糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯降低，而離子型果膠和共價(jià)型果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻略高于對(duì)照，說明鈣處理后可能是抑制了離子型、共價(jià)型果膠向水溶性果膠的轉(zhuǎn)化過程，從而防止了細(xì)胞壁中果膠的降解和果肉軟化。

果肉軟化是果實(shí)成熟的一個(gè)重要標(biāo)志，果實(shí)軟化是由細(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，尤其是細(xì)胞中膠層結(jié)構(gòu)改變，造成細(xì)胞分離和細(xì)胞壁物質(zhì)降解，引起細(xì)胞壁總體結(jié)構(gòu)的破壞。在這一過程中細(xì)胞壁水解酶起著非常重要的作用，對(duì)油桃的研究表明PG活性的快速上升是在果實(shí)成熟的衰老后期，說明PG對(duì)果實(shí)在第1階段軟化作用不大。但對(duì)肥城桃的研究發(fā)現(xiàn)。細(xì)胞壁水解酶的活性變化在不同品系之間存在著差異，硬度值高的果實(shí)，纖維素酶和果膠甲酯酶活性較低。同時(shí)可溶性果膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)也低。本研究中生長(zhǎng)期鈣處理果實(shí)在貨架期間纖維素酶活性和果膠甲酯酶活性均低于對(duì)照，同時(shí)松弛結(jié)合型多糖以及水溶性果膠的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯降低，說明纖維素酶和果膠酶活性在果膠、半纖維素和纖維素的轉(zhuǎn)化過程中起著重要作用，鈣處理后可以維持較低的Cx和PE活性，防止細(xì)胞壁纖維素和果膠的降解，從而起到維護(hù)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)完整，保持果實(shí)硬度，延長(zhǎng)貨架壽命的作用。但鈣處理后與PG酶的變化關(guān)系不大，說明鈣處理可能并不影響PG活性的變化。

4 結(jié)論

生長(zhǎng)期噴鈣能顯著增加果實(shí)中的鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)，高鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)的果實(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間地維持果實(shí)硬度。這可能是鈣處理后降低了細(xì)胞壁水解酶(Cx和PE)活性，抑制了結(jié)合型果膠向水溶性果膠、緊密結(jié)合型多糖向松弛結(jié)合型多糖的轉(zhuǎn)化，從而阻止了果膠和纖維素的降解，使細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)得以保持，起到延長(zhǎng)果實(shí)貨架期的作用。