采收期對京白梨果實細胞壁代謝及貨架品質的影響

魏建梅，齊秀東

（1.中國環境管理干部學院，河北秦皇島，066004；2.河北科技師范學院，河北秦皇島066004）

采收期對京白梨果實細胞壁代謝及貨架品質的影響

魏建梅1，齊秀東2，*

（1.中國環境管理干部學院，河北秦皇島，066004；2.河北科技師范學院，河北秦皇島066004）

研究了不同采收期京白梨果實后熟軟化過程中細胞壁代謝和貨架品質的變化。結果表明，采期Ⅰ和采期Ⅱ果實硬度大，葉綠素含量高，可溶性固形物含量低，呼吸速率不穩定，軟化進程緩慢。采期Ⅱ的果實細胞壁代謝與采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ存在顯著差異，表明果實成熟度不夠。采期Ⅴ果實無明顯呼吸躍變峰，細胞壁酶活性高，果實軟化后易衰老，貨架期短，表明該期果實已經完熟。而采期Ⅲ和采期Ⅳ（盛花后135 d～142 d）的果實呼吸、細胞壁代謝、品質變化正常，具有適宜的采收成熟度。

采收期；京白梨果實；細胞壁代謝；貨架品質

京白梨原產中國，是秋子梨系統中最優良的品種，也是北京、昌黎一帶的特色優勢梨品種，為當地果農的重要經濟來源，具有很高的栽培價值［1］。但是，京白梨果實在樹上即使進入成熟期也會一直保持堅硬的果肉質地，采收后必須經后熟軟化才能達到應有的食用品質，且其常溫下的后熟期僅為7 d～10 d，鮮果供應期短，極不耐貯運［2］。由于京白梨具有其特殊的果實發育成熟特性，多年來，果農主要根據市場需求和經驗進行采收，忽視了京白梨的采收期與果實后熟品質和耐貯性的關系，導致優勢果品不能發揮其優勢地位，影響了京白梨產業的發展。許多研究表明，采收過早，果實無法表現其固有品質；采收過晚，耐貯性差；只有適時采收的果實才能獲得最佳的品質和貯藏能力［3-5］。因此，科學確定京白梨果實的采收期是發揮其品種固有風味品質和提高經濟效益的有效途徑，也是京白梨果實后熟軟化調控的關鍵技術之一。

目前，果實適宜采收期的確定主要通過種子的色澤、果肉硬度、固形物及淀粉含量等指標來確定［6］，關于不同采收期對梨果實貯藏品質和生理變化的影響研究比較多［7-10］，但除趙晨霞［11］、賈曉輝等［12］對京白梨不同采期的果實色澤和品質進行研究外，國內外關于不同采收期京白梨果實后熟軟化機理的研究尚未見報道。為此，本試驗設定5個采收期，分別對京白梨果實后熟軟化過程中細胞壁代謝及其貨架品質的變化進行了研究，以期為京白梨適宜采收期的確定提供技術參考。

1材料與方法

1.1材料與處理

京白梨果實采自昌黎縣兩山鄉，樹齡20年，果園管理水平中等，園地為砂質壤土。參考當地采收經驗，分別設5個采收期（見表1），每次采收時均選取無病、無蟲、無傷、成熟度一致的果實運回實驗室，散掉田間熱，在常溫（19℃～21℃）下進行貯藏試驗。每2天取樣一次，測定相關生理指標。

表1　京白梨果實的不同采收期Table 1

1.2測定項目及方法

果實呼吸速率用氣流法測定；果肉硬度用GY-B型數顯硬度計（Φ3.5 mm）測定；可溶性固形物含量用TD-45型數字折光儀測定；果皮色素含量用分光光度計測定；果膠含量用咔唑法測定；半纖維素含量用蒽酮法測定；多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性的測定參照Gross［13］的方法；果膠甲酯酶（PME）活性測定按Lin等［14］的方法；β-半乳糖苷酶（β-Gal）和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-L-Af）活性測定按Brummell等［15］的方法。

1.3數據處理

試驗數據用Excel 2007進行統計處理，用DPS v7.05進行方差分析。

2結果與分析

2.1不同采收期的京白梨果實呼吸速率變化

不同采收期的京白梨果實呼吸速率變化如圖1。

圖1　不同采收期的京白梨果實呼吸速率變化Fig.1Changes of respiration rate in Jingbaili pear fruit of different harvest date

由圖1可知，不同采收期的京白梨果實呼吸速率變化呈顯著差異，尤其是果實呼吸躍變期的差異更為顯著。采期Ⅰ和采期Ⅱ的果實呼吸速率呈忽高忽低的變化，且始終低于其它3個采期，表明這2個采期的果實生理狀態不穩定，未達到正常成熟期。采期Ⅲ的果實呼吸躍變峰出現最早且最高，采期Ⅳ的果實呼吸躍變峰較采期Ⅲ推遲2 d，并略低于采期Ⅲ，之后均迅速下降，但二者變化規律一致，與以往研究結果相吻合［16］。采期Ⅴ的果實在采后2 d～10 d內呼吸速率較低且基本恒定，10 d后下降，未表現出明顯的躍變峰，表明該采收期的京白梨果實已達到完熟狀態。

2.2不同采收期的京白梨果實硬度和可溶性固形物含量變化不同采收期的京白梨果實硬度和可溶性固形物含量變化如圖2。

圖2　不同采收期的京白梨果實硬度和可溶性固形物含量變化Fig.2Changes of firmness and soluble solids content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

由圖2-A可知，采收越早，果實初始硬度越大，不同采收期京白梨果實的硬度雖然均在貯藏期間呈“慢—快—慢”的下降趨勢，但軟化進程表現出差異顯著，即采期Ⅰ和采期Ⅱ的果實初始硬度大，常溫貯藏0 d～6 d內其硬度下降很少，6 d后硬度開始迅速下降，而采期Ⅲ、采取Ⅳ和采期Ⅴ的果實初始硬度均低于采期Ⅰ和采期Ⅱ，常溫貯藏0 d～4 d其硬度緩慢下降，4 d后則迅速下降，且極顯著低于采期Ⅰ和采期Ⅱ，10 d后下降趨緩。上述結果表明，采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果實軟化節律符合梨果實正常后熟軟化特征，與以往研究結果相吻合［16］。圖2-B顯示，采期Ⅰ和采期Ⅱ的果實可溶性固形物含量在采收時較低，隨果實后熟不斷上升，8 d后與其它3個采期的果實差異縮小，但仍處于最低水平。采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果實可溶性固形物含量變化規律基本一致，并在貯藏10 d后趨于平穩，且完成后熟軟化后果實具有良好的食用品質。但采期Ⅴ的果實后熟完成后貨架期短、易黑心，表明該采期的果實處于完熟狀態，不適宜長期貯藏。

2.3不同采收期的京白梨果實果皮色素含量變化

不同采收期的京白梨果實果皮色素含量變化如圖3。

圖3　不同采收期的京白梨果實果皮色素含量變化Fig.3Changes of pericarp pigment content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

圖3-A顯示，采期Ⅰ的果實采收時果皮葉綠素含量最高，采后常溫下其含量下降最迅速，2 d后即與其它處理無顯著差異。采期Ⅱ、采期Ⅲ和采期Ⅳ的果實采收時葉綠素含量居中，完成后熟后與其它采期間差異不顯著。采期Ⅴ的果實果皮葉綠素含量最低，且一直處于最低水平。圖3-B表明，不同采收期的京白梨果實采收時類胡蘿卜素含量相近，且其含量的變化趨勢也基本一致，各處理間無顯著差異。由此認為，京白梨后熟軟化期間果皮色澤變化主要是葉綠素降解的結果，與類胡蘿卜素含量變化關系不大，從葉綠素含量及變化認為京白梨果實不宜在采期Ⅰ（盛花后121d）之前采收。

2.4不同采收期的京白梨果實細胞壁組分變化

不同采收期的京白梨果實細胞壁組分含量變化如圖4。

圖4　不同采收期的京白梨果實細胞壁組分含量變化Fig.4Changes of cell pectin content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

根據前述實驗結果，選取采期Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ和采期Ⅴ的京白梨果實進行了其后熟軟化進程中的細胞壁代謝研究，以進一步探討采收期對果實軟化和品質的影響。圖4-A表明，不同采收期的京白梨果實細胞壁組分含量變化差異顯著。采期Ⅱ果實采收時共價結合果膠（CSP）含量最高，極顯著高于其它采期，隨果實后熟軟化CSP含量快速下降，10 d后與其它采期間差異不大。采期Ⅲ和采期Ⅳ的果實采收時CSP含量相近，采期Ⅴ果實CSP含量最低，隨果實軟化不斷降低，貯藏4 d后，采期Ⅲ和采期Ⅴ的果實CSP含量變化相吻合，采期Ⅳ一直處于居中狀態。在離子結合型果膠（ISP）和水溶性果膠（WSP）的含量變化上，4個采收期的果實均呈不斷增加的趨勢，其中，采期Ⅴ果實WSP和ISP含量一直處于最低水平，WSP含量以采期Ⅱ為最高，采期Ⅲ、采期Ⅳ變化居中，而采期Ⅱ、采期Ⅲ果實的ISP含量較高，但二者間無顯著差異，采期Ⅴ果實的ISP含量變化居中（圖4-B，圖4-C）。從圖4-D可以看出，采期Ⅱ果實在采收時半纖維素含量最高，隨果實后熟軟化急劇降低，貯藏12 d后與其它采期相近；而采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果實半纖維素含量變化趨勢一致。

2.5不同采收期的京白梨果實細胞壁酶活性變化

不同采收期的京白梨果實細胞壁酶活性變化如圖5。

圖5　不同采收期的京白梨果實細胞壁酶活性變化Fig.5Changes of cell wall enzymes activities in Jingbaili pear fruit of different harvest date

不同采期的京白梨果實PG和PME活性均隨果實后熟軟化逐漸升高，但采期Ⅱ與其它3個采期間存在顯著差異，即采期Ⅱ果實PG、PME活性雖也不斷增加，但完成后熟軟化之前（采后10 d內）始終低于其它3個采期，貯藏后期采期Ⅱ果實的PME活性與其它采期差異縮小（圖5-A，圖5-B）。在β-Gal上，各采期也隨果實后熟軟化表現不斷升高的趨勢，在貯藏初期4個采期間沒有表現出顯著差異，貯藏8 d后不同采期間開始表現出一定差異，其中，采期Ⅱ的β-Gal活性快速上升，12 d出現活性高峰后急劇下降，采期Ⅴ的活性卻一直升高，而采期Ⅲ和采期Ⅳ的β-Gal活性始終低于采期Ⅱ和采期Ⅴ，二者變化規律基本一致，且無顯著差異（圖5-C）。圖5-D顯示，4個采期的京白梨果實采收時α-L-Af活性相近，隨著果實后熟軟化α-LAf活性不斷增加，且隨采收期的推遲增加速率加快，在整個后熟軟化過程，采期Ⅱ的活性上升很慢，采期Ⅴ增加最快，采期Ⅲ和采期Ⅳ居中。由此可知，不同采收期的京白梨果實細胞壁代謝主要以采期Ⅱ與其它采期的差異最顯著。

3討論與結論

硬度是果實的重要品質，決定果實的口感和采收期，可溶性固形物含量是果實內在品質的主要指標，而色澤是果實外觀品質的重要體現［6，17-18］，因不同采收期的果實成熟度不同故表現出不同的內外品質。本試驗發現，采期Ⅰ和采期Ⅱ的果實采收時硬度過大，葉綠素含量高，可溶性固形物含量低，且果實軟化進程慢，同時，呼吸速率的不規則變化表明果實還未達到穩定的生理成熟度，均不適宜采收。而從采期Ⅲ（盛花后135 d）開始采收的京白梨果實具有其典型的后熟軟化和呼吸躍變過程，能充分發揮其固有的內在品質，外觀品質良好，但采期Ⅴ（盛花后149 d）的果實可溶性固形物含量高，但后熟品質差，果實易于衰老，貨架期短。這與在阿巴特梨果實上的研究結果一致［19］。

研究表明，由果膠、纖維素、半纖維素等組成的細胞壁組分相互交聯形成的網狀結構，是果實硬度表現的重要物質基礎，細胞壁組分變化對果實軟化起重要作用［20］，而參與細胞壁組分降解的水解酶類（PME、PG、β-Gal和α-L-Af）會使細胞間的連接減少，導致細胞離散，是引起果實軟化的重要生理原因［21-22］。本研究發現，β-Gal和α-L-Af對果實軟化的貢獻大于PME和PG，可能在果實軟化早期起主要作用，而PME和PG主要作用于果實后期軟化，促進果膠從不溶性成分向可溶性成分的轉化［16］。試驗結果表明，不同采收期的京白梨果實后熟軟化過程中細胞壁組分及其水解酶活性變化趨勢基本一致，但不同采期間表現出一定差異。各采期京白梨采收時果實硬度均很高，細胞壁組分均以難溶的CSP和半纖維素為主，隨果實后熟軟化，WSP和ISP含量漸趨升高，CSP和半纖維素含量降低，4種細胞壁酶活性也不斷升高。但比較結果表明，采期Ⅱ果實的細胞壁代謝特性與其它3個采期間存在顯著差異，即采期Ⅱ果實不溶性細胞壁組分含量最高且降解速率最快，相應的其水溶性組分也最高，從細胞壁酶尤其是β-Gal活性變化表明采期Ⅱ的京白梨果實后熟軟化生理狀態不穩定，與呼吸變化結果相呼應，表明此期果實未達到正常的生理成熟階段。

以上分析結果表明，不同采收期對京白梨果實后熟軟化過程中的細胞壁代謝特性產生顯著影響，表現出顯著不同的果實呼吸代謝過程，導致后熟品質的顯著差異，進而影響其貨架品質和貨架期。因此，綜合比較認為，冀東地區京白梨果實發育期應不少于128 d，盛花后135 d～142 d（采期Ⅲ～采期Ⅳ）之間采收的果實不僅表現出良好的風味品質，而且具有優良的貯藏特性。但不宜超過盛花后149 d（采期Ⅴ），因這時京白梨已達完熟階段，果實易于衰老，貨架期短，不宜長期貯藏。

盡管成熟度是影響果實品質的內在因素，將盛花期標記法作為京白梨果實采收的依據，可以克服不同年份因氣候不同帶來的誤差，在生產中具有很強的指導意義，但是，立地條件、田間管理技術和貯藏環境都對果實成熟和后熟軟化產生較大影響，因此也應根據實際情況加以考慮，同時，確定采收期還要考慮果實的用途和運輸等因素，以便更好地發揮和保持果實固有品質。

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Effect of Harvest Date on Cell Wall Metabolism and Fruit Quality of Jingbaili Pear during Shelf-Life Period

WEI Jian-mei1，QI Xiu-dong2，*
（1.Environmental Management College of China，Qinhuangdao 066004，Hebei，China；2.Hebei Normal University of Science&Technology，Qinhuangdao 066004，Hebei，China）

The Jingbaili pear fruit，with different harvest dates，were used to study the change of cell wall metabolism and fruit shelf-quality during ripening and softening.The results showed that the fruits picked in harvest stageⅠandⅡhave highest hardness and chlorophyll content，lowest soluble solids content，unsteady respiration rate and slowly ripening rate，meanwhile，there was a significant difference in cell wall metabolism between harvest stage II and harvest stage III，IV and V，meaning fruit maturity is not enough at harvest stage II.The fruit of harvest stageⅤwere easy to aging with no respiratory climacteric peak and higher activities in cell wall enzymes，which showed that fruit of this period were overripe.However，the harvest timeⅢandⅣ（135-142th day after florescence）was the optimal harvest date because the fruits were of suitable maturity，and exhibited the normal physiological metabolism and good quality during storage.

harvest time；Jingbaili pear fruit；cell wall metabolism；shelf quality

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.003

2014-07-18

河北省科技支撐計劃項目（12226806）；秦皇島市科技支撐計劃項目（201501B032）

魏建梅（1973—），女（漢），副研究員，博士，研究方向：果品采后生理與保鮮技術。

齊秀東（1970—），男（漢），副研究員，碩士，研究方向：果品貯藏保鮮與加工。