草莓果实采后衰老过程中果实品质及超微弱发光的变化

2016-04-23朱冠宇闫雨彤郭金丽

北方农业学报 2016年3期

刘欢，朱冠宇，梁爽，白杨，闫雨彤，郭金丽

（内蒙古农业大学农学院，内蒙古呼和浩特 010019）

生物超弱发光（UWL），简称超弱发光，又叫自发光（Spontaneous Luminescence）、超弱光子辐射（UPE）。生物超弱发光是一种普遍存在于生命体中强度极低的光子辐射现象，它广泛存在于动物、植物以及单细胞生物之中，生物体新陈代谢过程中细胞自发的辐射极其微弱的光子流，其强度仅为10～10 000光子/（cm2·s）[1]。

1923年，苏联科学家G·Gurwitsh，在观察洋葱根尖细胞有丝分裂时，首次发现了生物超微弱发光现象[2]。然而由于当时的技术水平限制，研究结果稳定性和重复性都不理想，因此，有些学者在当时并不认可这一发现。直到20世纪50年代中期，意大利学者Colli首次利用光电倍增管检测到小麦、菜豆、扁豆和玉米的黄化幼苗中也存在超微弱发光现象[3]，才开始了对这一现象的研究。从20世纪80年代随着探测技术的日臻完善和检测仪器灵敏度的不断提高，超微弱发光的研究进入到一个新的阶段[4]。

超微弱发光广泛存在于生命体内，与多种生命活动有关，灵敏性高，且在不破坏任何生命体的前提下即可检测，因此，超微弱发光在农业、医学、食品及环境科学等多个领域具有十分广泛的应用前景。

不同植物以及植物的不同部位的超微弱发光都不同，并且，随着植物的生长发育，超微弱发光也在发生变化，可以用超微弱发光反映富士苹果成熟过程中的代谢变化[5]、种子的萌发过程[6]，还可以用超微弱发光反映盐碱[7]、干旱[8]和低温[9]等胁迫条件下植物的代谢变化，虽然在农业领域已经开始了对超微弱发光的研究，但由于研究起步时间较晚，研究极少，目前超微弱发光与植物之间的关系还未能探清，而关于超微弱发光与果实发育成熟及衰老之间关系方面更是鲜有研究。本试验以草莓果实为研究材料，希望通过超微弱发光与草莓果实衰老的关系，结合超微弱发光与草莓果实发育的关系[10]，以期为揭示超微弱发光与植物生长发育的关系提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验以呼和浩特市新城区农丰果蔬种植农民合作社温室采摘的红颜草莓为试验材料。

1.2 试验方法

选择花期一致、着生于同一级花序的七八成熟、大小一致、无病虫害的红颜草莓果实，采后立即运回实验室，洗净晾干后用保鲜袋包装，分别于常温（25℃）和低温（4℃）贮藏，每天取样1次，将果肉剪碎混合均匀，用液氮速冻，于-80℃下保存，用于各项指标测定，连续取样5 d。另准备40盆盆栽草莓用于超微弱发光的测定。

UWL的测定：采用北京建新力拓科技有限公司生产的超微弱发光测试系统（BPCL-SH15-TGC）。测试前先开机预热30 min，随机于盆栽草莓中采摘5颗草莓，用直径1 cm的打孔器取1.5 cm高的果肉，迅速放入仪器暗室测试，共测10次，减去本底后取平均值，即为草莓果肉的最终发光强度。

果实硬度采用GY-1型水果硬度计测定；可溶性固形物采用WYT（0～80%）手持糖度计测定；可滴定酸采用氢氧化钠滴定法测定[11]；可溶性糖采用蒽酮比色法[12]；叶绿素含量采用乙醇丙酮混合液浸泡法[12]；花青素含量采用浸提法[13]。

2 结果与分析

2.1 草莓果实衰老过程中果实品质的变化

在草莓果实采后衰老过程中，随着贮藏时间的延长，花青素（图1）、还原型抗坏血酸即VC（图2）含量整体均呈现上升趋势，并且常温下的含量高于低温贮藏。果实硬度（图3）和叶绿素含量（图4）逐渐降低，并且低温下的果实硬度和叶绿素含量均高于常温条件下的贮藏结果。

随着贮藏时间延长，可溶性糖含量（图5）升高，可滴定酸含量（图6）降低，可溶性固形物含量（图7）先上升后下降，整体呈现下降趋势。糖酸比（图8）和固酸比（图9）均呈整体上升的趋势。

2.2 草莓果实衰老过程中超微弱发光的变化

采后贮藏的过程中，常温贮藏条件下的超微弱发光第三天开始下降，低温贮藏条件下的超微弱发光从第四天开始下降，下降后的超微弱发光在常温贮藏下更低。以上结果说明，在草莓果实衰老的过程中，常温条件下的超微弱发光下降更快，并且超微弱发光低于低温贮藏条件下的超微弱发光（图10）。

3 讨论与结论

在果实采后衰老过程中，随着贮藏时间的延长，果实品质下降，果实衰老加剧，果实硬度下降，大部分果实的花青素和可溶性糖含量上升，硬度下降，叶绿素、可溶性固形物及VC含量降低[14]。在采后衰老过程中，猕猴桃[15]等果实品质也呈现这样的变化趋势。在本试验中，草莓果实的品质变化与以上果实衰老过程中的品质变化趋势一致，说明随着草莓果实品质的变化，草莓果实逐渐衰老。

随着草莓果实品质下降，果实逐渐衰老，草莓果实的超微弱发光也在降低，并且低温贮藏条件的草莓果实衰老缓慢，超微弱发光的下降速度也降低，超微弱发光与草莓果实衰老有相同的变化趋势，说明草莓果实的超微弱发光可以反映草莓果实衰老。

参考文献：

［1］张红霞.超微弱发光分析技术在农业中的应用［J］.吉林农业，2010（10）：113.

［2］Gurwisch A G.Die nature desspezifischen erregers derzellteilung［J］.Arch Entw Mech Org，1923，100：11-40.

［3］Colli L，Facchini U，Guidotti G.Further measurements on the bioluminescence of the seedings ［J］.Experientia，1955，11：479-481.

［4］袁佐清.生物超微弱发光研究进展［J］.安徽农业科学，2008，36（8）：3092-3094.

［5］张新华，李富军，杨洪强，等.苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系［J］.农业机械学报，2004，35（6）：215-217.

［6］程海鹏，王君辉.豌豆种子萌发过程中超微弱发光的研究［J］.浙江大学学报，2001，28（16）：682-685.

［7］曹晓兵，李光.盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光［J］.亚热带植物学报，2004，12（3）：261-264.

［8］接玉玲.甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠超微弱发光及抗氧化能力的影响［J］.应用生态学报，2006，17（12）：2394-2398.

［9］赵丹莹.超微弱发光应用于番茄果实冷害发生程度的无损监测［J］.光谱学与光谱分析，2010，30（9）：2493-2495.

［10］朱冠宇.草莓果实成熟发育过程中超微弱发光的变化［J］.内蒙古农业科技，2015，43（3）：9-11.