采收期对京白梨果实细胞壁代谢及货架品质的影响

魏建梅，齐秀东

（1.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛，066004；2.河北科技师范学院，河北秦皇岛066004）

采收期对京白梨果实细胞壁代谢及货架品质的影响

魏建梅1，齐秀东2，*

（1.中国环境管理干部学院，河北秦皇岛，066004；2.河北科技师范学院，河北秦皇岛066004）

研究了不同采收期京白梨果实后熟软化过程中细胞壁代谢和货架品质的变化。结果表明，采期Ⅰ和采期Ⅱ果实硬度大，叶绿素含量高，可溶性固形物含量低，呼吸速率不稳定，软化进程缓慢。采期Ⅱ的果实细胞壁代谢与采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ存在显著差异，表明果实成熟度不够。采期Ⅴ果实无明显呼吸跃变峰，细胞壁酶活性高，果实软化后易衰老，货架期短，表明该期果实已经完熟。而采期Ⅲ和采期Ⅳ（盛花后135 d～142 d）的果实呼吸、细胞壁代谢、品质变化正常，具有适宜的采收成熟度。

采收期；京白梨果实；细胞壁代谢；货架品质

京白梨原产中国，是秋子梨系统中最优良的品种，也是北京、昌黎一带的特色优势梨品种，为当地果农的重要经济来源，具有很高的栽培价值［1］。但是，京白梨果实在树上即使进入成熟期也会一直保持坚硬的果肉质地，采收后必须经后熟软化才能达到应有的食用品质，且其常温下的后熟期仅为7 d～10 d，鲜果供应期短，极不耐贮运［2］。由于京白梨具有其特殊的果实发育成熟特性，多年来，果农主要根据市场需求和经验进行采收，忽视了京白梨的采收期与果实后熟品质和耐贮性的关系，导致优势果品不能发挥其优势地位，影响了京白梨产业的发展。许多研究表明，采收过早，果实无法表现其固有品质；采收过晚，耐贮性差；只有适时采收的果实才能获得最佳的品质和贮藏能力［3-5］。因此，科学确定京白梨果实的采收期是发挥其品种固有风味品质和提高经济效益的有效途径，也是京白梨果实后熟软化调控的关键技术之一。

目前，果实适宜采收期的确定主要通过种子的色泽、果肉硬度、固形物及淀粉含量等指标来确定［6］，关于不同采收期对梨果实贮藏品质和生理变化的影响研究比较多［7-10］，但除赵晨霞［11］、贾晓辉等［12］对京白梨不同采期的果实色泽和品质进行研究外，国内外关于不同采收期京白梨果实后熟软化机理的研究尚未见报道。为此，本试验设定5个采收期，分别对京白梨果实后熟软化过程中细胞壁代谢及其货架品质的变化进行了研究，以期为京白梨适宜采收期的确定提供技术参考。

1材料与方法

1.1材料与处理

京白梨果实采自昌黎县两山乡，树龄20年，果园管理水平中等，园地为砂质壤土。参考当地采收经验，分别设5个采收期（见表1），每次采收时均选取无病、无虫、无伤、成熟度一致的果实运回实验室，散掉田间热，在常温（19℃～21℃）下进行贮藏试验。每2天取样一次，测定相关生理指标。

表1　京白梨果实的不同采收期Table 1

1.2测定项目及方法

果实呼吸速率用气流法测定；果肉硬度用GY-B型数显硬度计（Φ3.5 mm）测定；可溶性固形物含量用TD-45型数字折光仪测定；果皮色素含量用分光光度计测定；果胶含量用咔唑法测定；半纤维素含量用蒽酮法测定；多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性的测定参照Gross［13］的方法；果胶甲酯酶（PME）活性测定按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）活性测定按Brummell等［15］的方法。

1.3数据处理

试验数据用Excel 2007进行统计处理，用DPS v7.05进行方差分析。

2结果与分析

2.1不同采收期的京白梨果实呼吸速率变化

不同采收期的京白梨果实呼吸速率变化如图1。

图1　不同采收期的京白梨果实呼吸速率变化Fig.1Changes of respiration rate in Jingbaili pear fruit of different harvest date

由图1可知，不同采收期的京白梨果实呼吸速率变化呈显著差异，尤其是果实呼吸跃变期的差异更为显著。采期Ⅰ和采期Ⅱ的果实呼吸速率呈忽高忽低的变化，且始终低于其它3个采期，表明这2个采期的果实生理状态不稳定，未达到正常成熟期。采期Ⅲ的果实呼吸跃变峰出现最早且最高，采期Ⅳ的果实呼吸跃变峰较采期Ⅲ推迟2 d，并略低于采期Ⅲ，之后均迅速下降，但二者变化规律一致，与以往研究结果相吻合［16］。采期Ⅴ的果实在采后2 d～10 d内呼吸速率较低且基本恒定，10 d后下降，未表现出明显的跃变峰，表明该采收期的京白梨果实已达到完熟状态。

2.2不同采收期的京白梨果实硬度和可溶性固形物含量变化不同采收期的京白梨果实硬度和可溶性固形物含量变化如图2。

图2　不同采收期的京白梨果实硬度和可溶性固形物含量变化Fig.2Changes of firmness and soluble solids content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

由图2-A可知，采收越早，果实初始硬度越大，不同采收期京白梨果实的硬度虽然均在贮藏期间呈“慢—快—慢”的下降趋势，但软化进程表现出差异显著，即采期Ⅰ和采期Ⅱ的果实初始硬度大，常温贮藏0 d～6 d内其硬度下降很少，6 d后硬度开始迅速下降，而采期Ⅲ、采取Ⅳ和采期Ⅴ的果实初始硬度均低于采期Ⅰ和采期Ⅱ，常温贮藏0 d～4 d其硬度缓慢下降，4 d后则迅速下降，且极显著低于采期Ⅰ和采期Ⅱ，10 d后下降趋缓。上述结果表明，采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果实软化节律符合梨果实正常后熟软化特征，与以往研究结果相吻合［16］。图2-B显示，采期Ⅰ和采期Ⅱ的果实可溶性固形物含量在采收时较低，随果实后熟不断上升，8 d后与其它3个采期的果实差异缩小，但仍处于最低水平。采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果实可溶性固形物含量变化规律基本一致，并在贮藏10 d后趋于平稳，且完成后熟软化后果实具有良好的食用品质。但采期Ⅴ的果实后熟完成后货架期短、易黑心，表明该采期的果实处于完熟状态，不适宜长期贮藏。

2.3不同采收期的京白梨果实果皮色素含量变化

不同采收期的京白梨果实果皮色素含量变化如图3。

图3　不同采收期的京白梨果实果皮色素含量变化Fig.3Changes of pericarp pigment content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

图3-A显示，采期Ⅰ的果实采收时果皮叶绿素含量最高，采后常温下其含量下降最迅速，2 d后即与其它处理无显著差异。采期Ⅱ、采期Ⅲ和采期Ⅳ的果实采收时叶绿素含量居中，完成后熟后与其它采期间差异不显著。采期Ⅴ的果实果皮叶绿素含量最低，且一直处于最低水平。图3-B表明，不同采收期的京白梨果实采收时类胡萝卜素含量相近，且其含量的变化趋势也基本一致，各处理间无显著差异。由此认为，京白梨后熟软化期间果皮色泽变化主要是叶绿素降解的结果，与类胡萝卜素含量变化关系不大，从叶绿素含量及变化认为京白梨果实不宜在采期Ⅰ（盛花后121d）之前采收。

2.4不同采收期的京白梨果实细胞壁组分变化

不同采收期的京白梨果实细胞壁组分含量变化如图4。

图4　不同采收期的京白梨果实细胞壁组分含量变化Fig.4Changes of cell pectin content in Jingbaili pear fruit of different harvest date

根据前述实验结果，选取采期Ⅱ、Ⅳ、Ⅲ和采期Ⅴ的京白梨果实进行了其后熟软化进程中的细胞壁代谢研究，以进一步探讨采收期对果实软化和品质的影响。图4-A表明，不同采收期的京白梨果实细胞壁组分含量变化差异显著。采期Ⅱ果实采收时共价结合果胶（CSP）含量最高，极显著高于其它采期，随果实后熟软化CSP含量快速下降，10 d后与其它采期间差异不大。采期Ⅲ和采期Ⅳ的果实采收时CSP含量相近，采期Ⅴ果实CSP含量最低，随果实软化不断降低，贮藏4 d后，采期Ⅲ和采期Ⅴ的果实CSP含量变化相吻合，采期Ⅳ一直处于居中状态。在离子结合型果胶（ISP）和水溶性果胶（WSP）的含量变化上，4个采收期的果实均呈不断增加的趋势，其中，采期Ⅴ果实WSP和ISP含量一直处于最低水平，WSP含量以采期Ⅱ为最高，采期Ⅲ、采期Ⅳ变化居中，而采期Ⅱ、采期Ⅲ果实的ISP含量较高，但二者间无显著差异，采期Ⅴ果实的ISP含量变化居中（图4-B，图4-C）。从图4-D可以看出，采期Ⅱ果实在采收时半纤维素含量最高，随果实后熟软化急剧降低，贮藏12 d后与其它采期相近；而采期Ⅲ、采期Ⅳ和采期Ⅴ的果实半纤维素含量变化趋势一致。

2.5不同采收期的京白梨果实细胞壁酶活性变化

不同采收期的京白梨果实细胞壁酶活性变化如图5。

图5　不同采收期的京白梨果实细胞壁酶活性变化Fig.5Changes of cell wall enzymes activities in Jingbaili pear fruit of different harvest date

不同采期的京白梨果实PG和PME活性均随果实后熟软化逐渐升高，但采期Ⅱ与其它3个采期间存在显著差异，即采期Ⅱ果实PG、PME活性虽也不断增加，但完成后熟软化之前（采后10 d内）始终低于其它3个采期，贮藏后期采期Ⅱ果实的PME活性与其它采期差异缩小（图5-A，图5-B）。在β-Gal上，各采期也随果实后熟软化表现不断升高的趋势，在贮藏初期4个采期间没有表现出显著差异，贮藏8 d后不同采期间开始表现出一定差异，其中，采期Ⅱ的β-Gal活性快速上升，12 d出现活性高峰后急剧下降，采期Ⅴ的活性却一直升高，而采期Ⅲ和采期Ⅳ的β-Gal活性始终低于采期Ⅱ和采期Ⅴ，二者变化规律基本一致，且无显著差异（图5-C）。图5-D显示，4个采期的京白梨果实采收时α-L-Af活性相近，随着果实后熟软化α-LAf活性不断增加，且随采收期的推迟增加速率加快，在整个后熟软化过程，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实细胞壁代谢主要以采期Ⅱ与其它采期的差异最显著。

3讨论与结论

硬度是果实的重要品质，决定果实的口感和采收期，可溶性固形物含量是果实内在品质的主要指标，而色泽是果实外观品质的重要体现［6，17-18］，因不同采收期的果实成熟度不同故表现出不同的内外品质。本试验发现，采期Ⅰ和采期Ⅱ的果实采收时硬度过大，叶绿素含量高，可溶性固形物含量低，且果实软化进程慢，同时，呼吸速率的不规则变化表明果实还未达到稳定的生理成熟度，均不适宜采收。而从采期Ⅲ（盛花后135 d）开始采收的京白梨果实具有其典型的后熟软化和呼吸跃变过程，能充分发挥其固有的内在品质，外观品质良好，但采期Ⅴ（盛花后149 d）的果实可溶性固形物含量高，但后熟品质差，果实易于衰老，货架期短。这与在阿巴特梨果实上的研究结果一致［19］。

研究表明，由果胶、纤维素、半纤维素等组成的细胞壁组分相互交联形成的网状结构，是果实硬度表现的重要物质基础，细胞壁组分变化对果实软化起重要作用［20］，而参与细胞壁组分降解的水解酶类（PME、PG、β-Gal和α-L-Af）会使细胞间的连接减少，导致细胞离散，是引起果实软化的重要生理原因［21-22］。本研究发现，β-Gal和α-L-Af对果实软化的贡献大于PME和PG，可能在果实软化早期起主要作用，而PME和PG主要作用于果实后期软化，促进果胶从不溶性成分向可溶性成分的转化［16］。试验结果表明，不同采收期的京白梨果实后熟软化过程中细胞壁组分及其水解酶活性变化趋势基本一致，但不同采期间表现出一定差异。各采期京白梨采收时果实硬度均很高，细胞壁组分均以难溶的CSP和半纤维素为主，随果实后熟软化，WSP和ISP含量渐趋升高，CSP和半纤维素含量降低，4种细胞壁酶活性也不断升高。但比较结果表明，采期Ⅱ果实的细胞壁代谢特性与其它3个采期间存在显著差异，即采期Ⅱ果实不溶性细胞壁组分含量最高且降解速率最快，相应的其水溶性组分也最高，从细胞壁酶尤其是β-Gal活性变化表明采期Ⅱ的京白梨果实后熟软化生理状态不稳定，与呼吸变化结果相呼应，表明此期果实未达到正常的生理成熟阶段。

以上分析结果表明，不同采收期对京白梨果实后熟软化过程中的细胞壁代谢特性产生显著影响，表现出显著不同的果实呼吸代谢过程，导致后熟品质的显著差异，进而影响其货架品质和货架期。因此，综合比较认为，冀东地区京白梨果实发育期应不少于128 d，盛花后135 d～142 d（采期Ⅲ～采期Ⅳ）之间采收的果实不仅表现出良好的风味品质，而且具有优良的贮藏特性。但不宜超过盛花后149 d（采期Ⅴ），因这时京白梨已达完熟阶段，果实易于衰老，货架期短，不宜长期贮藏。

尽管成熟度是影响果实品质的内在因素，将盛花期标记法作为京白梨果实采收的依据，可以克服不同年份因气候不同带来的误差，在生产中具有很强的指导意义，但是，立地条件、田间管理技术和贮藏环境都对果实成熟和后熟软化产生较大影响，因此也应根据实际情况加以考虑，同时，确定采收期还要考虑果实的用途和运输等因素，以便更好地发挥和保持果实固有品质。

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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

河北省科技支撑计划项目（12226806）；秦皇岛市科技支撑计划项目（201501B032）

魏建梅（1973—），女（汉），副研究员，博士，研究方向：果品采后生理与保鲜技术。

齐秀东（1970—），男（汉），副研究员，硕士，研究方向：果品贮藏保鲜与加工。