不同臨采期噴施赤霉素對“糖心”蘋果“糖心”累積及貯藏品質的影響

冉婭琳，李喜宏,*，陳曉彤，林 青，王露茵

（1.天津科技大學，省部共建食品營養與安全國家重點實驗室，天津 300457；2.新疆紅旗坡農業發展集團有限公司，新疆 阿克蘇 843001）

“糖心”蘋果，因果心線處多呈半透明水泡狀的小斑點，又被稱為“水心蘋果”，在國內研究中，普遍將其認為是一種常見的自發性生理病害[1-2]。但是，由于在“糖心”蘋果成熟時，“糖心”的形成多與果實內部低含量鈣、低濃度還原糖及高濃度山梨醇造成的代謝紊亂有關，其導致果實糖分較集中且使蘋果果香馥郁[3]。此外，研究表明，在“糖心”未發生嚴重褐變腐敗之前，食用這類果實對身體有益且安全[4]。自2008 年阿克蘇“糖心”蘋果成為北京奧運會指定水果以來，阿克蘇“糖心”蘋果年產量已超70 萬t，并以其獨特的風味和特殊的視覺效果，被越來越多的消費者接受[5-6]。但是，近年來由于阿克蘇地區“糖心”蘋果糖心積累峰值普遍出現較晚，導致采收及上市期延遲，且在貯藏后期“糖心”極易消失，這將會影響阿克蘇“糖心”蘋果的發展。

赤霉素（Gibberellic acid，GA）作為五大重要植物激素之一，其化學結構屬四環二萜類化合物，現已發現 120 多種，其中 GA3最為普遍[7]。GA3信號在植株體內經一系列復雜的生理反應進行調控，使其具有誘導植物細胞分裂、打破果蔬休眠狀態、誘導果實種子萌發、改善果實著色、提高坐果率以及促進α-淀粉酶活性等功能，對植物的生長發育起重要作用[8-9]。國內外大量研究表明，采前向葡萄外施100 mg/L GA3能誘導有核葡萄向無核化發展[10]。采前噴灑GA3能抑制“蘋果梨”黑皮病發生[11]。GA3能減緩果蔬后熟進程，降低丙二醛（MDA）含量，抑制細胞內活性氧（ROS）產生，顯著維持貯藏品質，這在香蕉[12]、柿子[13]、芒果[14]等水果上均有報道。目前，隨著研究的不斷深入，發現對不同植物、植物的不同生長時期噴施赤霉素，其影響不盡相同[15]。因此，本試驗對“糖心”蘋果在采前不同時間段噴施GA3，研究該處理對“糖心”調控作用及貯藏品質的影響，旨在為“糖心”蘋果“糖心”積累、延緩“糖心”擴散，提高果實耐貯性提供理論依據與實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

“糖心”蘋果采自新疆維吾爾自治區阿克蘇市紅旗坡果園，選擇顏色、大小、外觀紋路基本一致、無任何機械損傷、無病蟲害的八成熟的“富士品種”果實作為試驗材料，并將果實置于相對濕度（RH）90%～95%，溫度(0±0.1)℃的相溫庫中貯藏。

赤霉素，廣州市林國化肥有限公司；氫氧化鈉（≥96.0%），北京邁瑞達科技有限公司；硫代巴比妥酸（TBA）、三氯乙酸（TCA），上海源葉生物科技有限公司。

1.1.2 儀器與設備

DDS-307 型電導率儀，上海精密科學儀器有限公司；TGL-16 型高速冷凍離心機，四川蜀科儀器有限公司；PAL-1 型糖度計，日本ATAGO（愛拓）公司；DDS-307 型電導率儀，上海精密科學儀器有限公司；GY-4 型果實硬度計，浙江省樂清市艾德堡儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材料處理

田間試驗分別于 2019 年 10 月 13 日（早晨），2019 年10 月23 日（早晨）在新疆阿克蘇地區紅旗坡果園進行，選用長勢良好、生長健康、結果量與成熟度基本一致的植株作為供試株，隨機分組。分別對臨采前20 d（試驗A 組）與臨采前10 d（試驗B 組）的果實表面噴施前期已篩選最佳處理濃度為100 mg/L 的GA3溶液，以噴施蒸餾水作對照（CK），試驗用果共1 170 個，每組處理果實為390 個，每組試驗重復3次。待其八成熟時，進行采收、挑選、套裝，然后立即運送至天津科技大學冷庫，隨后用厚度為0.02 mm 的PE 袋扎口包裝并貯藏，貯藏溫度為(0±0.1)℃。

1.2.2 測定項目與方法

由樣機結構設計條件確定的枝丫捆尺寸參數為：枝丫捆直徑460 mm，枝丫捆長度1800、2400、3000 mm。

1.2.2.1 色度值與整體視覺質量

參照史衛娜[16]的方法測定。選擇每個果實赤道周圍的4 個等距點用于表面顏色測定，結果以L*值(亮度)表示。

1.2.2.2 相對電導率

參照李棟等[17]的方法使用電導率儀進行測定。選取每個果實果心線處果肉用于相對電導率分析。

1.2.2.3 丙二醛（MDA）含量

參照范林林[18]的方法，采用硫代巴比妥酸顯色法測定。在果心線處取5.0 g 樣品，將其在15 mL TCA中勻化，然后在轉速為27 500 r/min 的條件下離心20 min，取4 mL 上清液與4 mL 硫代巴比妥酸混合，煮沸25 min，冷卻后，再次在上述離心條件下離心10 min，分別取上清液在波長為450 nm、532 nm 和600 nm 處用紫外分光光度計進行測定，測定值經計算后結果以μmol/g 表示。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

在“糖心”蘋果赤道橫截面處的果心線上選取3.0 g 的果肉，參照Doerdlinger 等[19]的方法測定。

參照Jia[20]的方法，使用果實硬度計測定。選擇直徑為2 mm 的針狀探頭作為測試探針，并以1 mm/s 的速度插于果實果心線6 個等距點處，示數以kg/cm2表示。同時，硬度損失率參照王超等[21]的方法，計算公式如下：

1.2.2.6 可滴定酸（TA）含量

隨機選擇果實果心線周圍5.0 g 果肉，采用中和法[22]測定，結果以蘋果酸含量折算系數表示。

1.2.3 數據處理

本研究所得結果均為重復3 次試驗后獲得，利用SPSS 13.0 軟件進行統計分析，通過單因素方差（ANOVA）分析和Duncan 多重比較方法進行顯著性分析，P＜0.05 表示具有顯著性差異，結果用平均值±標準差表示，并使用Origin 8.5 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實亮度與整體視覺質量的影響

“糖心”積累通過降低組織光散射能力，使其組織更加透明[23]，果心線處果肉亮度的變化可作為反映果實品質的重要依據之一。如圖1 所示，在貯藏期100 d內，各處理組“糖心”蘋果L*值均整體呈下降趨勢，但仍顯著低于 CK 組（P＜0.05），且較好地保留了“糖心”，表明采前噴施100 mg/L 高濃度GA3溶液能減弱果肉組織亮度。在低溫貯藏條件下，CK 組L*值在50 d時降到最低，這可能與“糖心”積累量至峰值有關。

圖1 不同處理對“糖心”蘋果L*值的影響Fig.1 Effects of different treatments on the L*value of‘sugar core’apple

整體視覺質量評價如圖2 所示，在貯藏期100 d時，對照組“糖心”基本消失，且果心線處果肉組織孔隙明顯，孔徑增大，這可能與“糖心”消失造成細胞膜損傷有關，這與周小魏[24]的研究一致。但試驗A 組“糖心”尚未消失，“糖心”圈大小仍為最大，（2.9±0.05）mm，這與亮度(L*)測定結果一致，說明采前20 d 噴施GA3能顯著促進“糖心”累積，這與Khalloufi 等[25]的研究基本一致。

圖2 不同處理“糖心”蘋果果實整體視覺變化Fig.2 The changes of overall visual for‘sugar core’apple fruits by different treatments

2.2 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實相對電導率的影響

“糖心”主要出現在果肉維管束四周，起初呈小斑點狀，逐漸積累后，隨糖分外滲擴散至周圍組織，相對電導率被認為是反映膜損傷程度的重要指標之一[26]。由圖3 可知，相對電導率隨貯藏時間的延長呈持續增加趨勢，但是與CK 相比，經100 mg/L GA3處理的果實相對電導率顯著降低（P＜0.05），且在貯藏100 d 內GA3處理組相對電導率始終低于CK 組。其中，與試驗 B 組相比，采前 20 d 噴施 GA3組（A 組）果實的相對電導率含量最低，延緩相對電導率上升能力顯著（P＜0.05），說明高濃度（100 mg/L）的 GA3處理能有效降低“糖心”蘋果細胞膜受損程度。同時，結合圖1視覺質量評價情況來看，進一步說明了噴施GA3組具有調控“糖心”累積效應，這可能與山梨醇通過液泡膜和穿過質膜的滲透增加和減少有關[27]。

圖3 不同處理對“糖心”蘋果相對電導率的影響Fig.3 Effects of different treatments on the electrical conductivity of ‘sugar core’apples

2.3 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實MDA 含量的影響

MDA 含量是衡量膜脂過氧化程度的重要指標，膜脂過氧化過程通常會直接導致細胞膜結構破壞、透性增大，引起果實軟化以及“糖心”外滲[28]。如圖4所示，“糖心”蘋果MDA 含量隨貯藏時間的延長而增加。在整個貯藏期間，對照組MDA 含量顯著高于GA3處理組，在第100 天時，對照組MDA 含量為4.823 mmol/g，是 A 組的 1.715 倍，是 B 組的 1.302倍，說明了田間采前噴施GA3能夠有效地抑制果實MDA含量的增加。此外，采前20 d 噴施GA3組的MDA 含量顯著低于采前 10 d 噴施 GA3組（P＜0.05），其MDA含量在整個貯藏期內增加量最低，說明GA3處理能顯著延緩膜脂過氧化程度，但不同田間處理時間降低MDA 含量以及維持細胞膜受損程度不同，這與呂芳[29]用赤霉素處理香蕉的研究結果基本一致。

圖4 不同處理對“糖心”蘋果MDA 含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on MDA content in‘sugar core’ apples

2.4 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實TSS 含量的影響

可溶性固形物含量作為“糖心”蘋果品質評價的主要指標，對果實風味及口感影響較大[30]。如圖5 所示，隨貯藏時間的延長各組蘋果TSS 含量均降低。在貯藏100 d 內，試驗A 組TSS 含量由初始值14.54%降至12.89%，顯著高于其他試驗組（P＜0.05）。試驗B組TSS 含量仍高于CK 組，但明顯低于A 組，說明噴施GA3時間對TSS 含量有顯著影響，這可能與果實內山梨糖醇及蔗糖含量有關[31]。然而，對照組在整個貯藏期內TSS 含量始終處于最低水平，且下降幅度較大，TSS 含量由初始值（12.07%） 下降至終值（10.05%）。說明經100 mg/L 噴施GA3處理的TSS 含量下降較緩慢，但采前20 d 噴施GA3能更好地調控蘋果“糖心”的積累，維持糖心圈大小與TSS 含量。

圖5 不同處理對“糖心”蘋果TSS 含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on TSS content in‘sugar core’ apples

2.5 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實硬度的影響

果實硬度的變化通常作為貯藏效果及品質的關鍵指標之一[32]。圖6 顯示了不同臨采期噴施GA3處理對“糖心”蘋果硬度的影響。在貯藏100 d 內，所有蘋果果實硬度均隨貯藏時間的延長而逐漸下降，這與“糖心”蘋果采后呼吸強度提高，果實逐漸軟化有關。同時，與對照組相比，在整個貯藏期內（0～100 d）經噴施100 mg/L 的GA3處理能顯著延緩果實硬度下降，且各處理組間差異顯著（P＜0.05）。具體而言，CK 組果實硬度在貯藏100 d 內由初始值11.23 kg/cm2迅速下降至9.04 kg/cm2，硬度損失率達19.50%，而試驗A 組和試驗B 組的果實硬度由初始值13.15 kg/cm2和12.12 kg/cm2分別降至 11.44 kg/cm2和 10.22 kg/cm2，損失率分別為13.00%和15.68%，果實硬度保持較好。以上結果表明，采前田間噴施GA3處理能有效維持“糖心”蘋果果實硬度，且采前20 d 噴施100 mg/L GA3對果實硬度的維持效果較佳。

圖6 不同處理對“糖心”蘋果硬度的影響Fig.6 Effects of different treatments on firmness of‘sugar core’apples

2.6 不同臨采期處理對“糖心”蘋果果實TA 含量的影響

可滴定酸含量是評價采后果實品質與口感的重要指標[33]。在貯藏期間，呼吸作用是果實采后主要的新陳代謝途徑，有機酸作為果實呼吸作用的優勢基質被不斷消耗，導致果實體內有機酸種類、含量和比例不斷變化，直接影響果實品質與口感[34]。由圖7 可以看出，在貯藏初期（0～25 d），各處理組之間 TA 含量已存在顯著差異（P＜0.05），且CK 組含量最高，這可能與田間對照組“糖心”累積效應有關。在貯藏100 d內，各試驗組TA 含量總體呈下降趨勢，然而對照組果實的TA 值整體高于GA3處理，這可能與果實體內糖代謝以分解代謝為主，可溶性糖趨于降解，誘導三羧酸代謝糖底物來源相對增加，導致作為三羧酸代謝的中間產物含量相對較高有關[35-36]。在貯藏0～50 d，試驗A 組和試驗B 組TA 含量呈緩慢下降變化趨勢，試驗 A 組 TA 含量由貯藏初始值 0.29%下降至0.20%，試驗B 組TA 含量由0.32%下降至0.25%，而對照組中可滴定酸含量由初始值0.38%迅速下降至0.25%，盡管對照組TA 含量仍高于GA3處理組，但其TA 下降速率較快，這說明了采前噴施100 mg/L GA3處理有利于減緩“糖心”蘋果可滴定酸的下降速率。至100 d 貯藏結束時，對照組果實的TA 含量為0.2%，分別是試驗A 組和試驗B 組的1.43、1.18 倍，說明GA3處理能通過促進果實可溶性糖累積，有效降低果實組織體內TA 含量，并且采前田間噴施時間為20 d時效果越明顯。

圖7 不同處理對“糖心”蘋果TA 含量的影響Fig.7 Effects of different treatments on TA content in‘sugar core’ apples

3 結論

“糖心”蘋果是一個有機生命體，體內能進行正常代謝活動，從而發生一系列生理變化。本試驗以噴施蒸餾水作對照組，通過對采前不同時期（10 d、20 d）噴施100 mg/L GA3的“糖心”蘋果糖心調控及果實貯藏品質進行比較發現，噴施100 mg/L GA3組的果實“糖心”消失速度緩慢，細胞損傷程度明顯較低，可溶性固形物含量較高，可滴定酸含量較低。此外，與采前10 d噴施100 mg/L GA3組相比，采前20 d 噴施100 mg/L GA3試驗組能顯著調控果實“糖心”，延緩“糖心”消失，維持TSS 含量，減緩硬度下降，并且可抑制相對電導率升高與MDA 含量增加。綜上所述，臨采前20 d 噴施100 mg/L GA3處理對調控果實“糖心”累積效應最佳，且對貯藏品質維持效果較好。