挂树和钙处理对樱桃果实贮藏品质的影响

2020-03-31张聪聪刘静珂逯新月颜佳薇艾佳音葛铭佳

食品科学 2020年5期

张聪聪，刘静珂，吉茹，逯新月，颜佳薇，艾佳音，葛铭佳，何玲,

（1.西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌 712100；2.青海师范大学校办公室，青海西宁 810008）

甜樱桃（Cerasus avium (L.) Moench.）是一种富含多种营养物质的鲜食水果[1-2]，有“早春第一果”、“百果成熟之最”的美称。果实采后贮藏运输的保鲜效果与樱桃挂树时间密切相关，若樱桃采收时机及采后处理不恰当，极易过熟软化和衰老，果实极不耐贮。另外，樱桃果实成熟期正逢高温、高湿季节，有利于青霉（Penicillium expansum Link.）、灰霉病（Botrytis cinerea）、褐腐病（Monilinia fruction）的发生，这些病害使甜樱桃在贮运过程中发生大量腐烂，造成了很大的经济损失。

果实的挂树时间会影响其营养水平及采后贮藏保鲜效果，适宜的挂树时间能够提高贮藏品质。延长挂树时间的果实虽然着色好且营养物质含量高，但果实过软，抗病能力下降，贮藏过程中腐烂率高；挂树时间短，则营养物质尚未积累完全，呼吸代谢强度往往较高；适当的挂树时间可以使果实保持高品质的风味，降低病害的发生，延长贮藏时间。目前，已有报道脐橙挂树贮藏的研究[3]，但是樱桃挂树期间贮藏品质变化的研究较少。

为延长贮藏期和满足长途运输的需要，樱桃贮藏保鲜技术日益受到人们的重视[4]。目前，樱桃的贮藏保鲜方法主要有气调保鲜、低温贮藏保鲜、保鲜剂保鲜和涂膜保鲜等[5]，钙在贮藏保鲜方面的应用有许多报道[6]。钙的含量对于保持细胞质膜的完整性、提高植物的抗逆性有重要意义，其参与果实的生理过程及酶活性的调控，能使细胞壁结构更加紧凑，提高贮藏能力[7]。同时Ca2+在植物体内作为第二信使与钙调素结合，调节酶的活性和代谢过程[8]，能够抑制乙烯的生成，延缓果实的成熟衰老。研究表明，樱桃果实采前钙处理可有效减少成熟期裂果现象的发生，提高果实的硬度[9]。此外采前喷钙能够降低杨桃、芒果[10]、葡萄[11]、猕猴桃[12]等贮藏期间腐烂率，提高果实的贮藏品质。本实验研究甜樱桃不同挂树时间和氯化钙处理对‘先锋’樱桃采后贮藏品质和生物活性物质影响，以期为樱桃保鲜提供相应的基础资料和有益的参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试樱桃品种为‘先锋’，采自西北农林科技大学周至渭河樱桃试验站樱桃园，于2017年4月—6月不同挂树时间对果实进行采摘，采收时果实选用大小均匀，且无明显的机械损伤及病虫害的果实。

所用试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

BD-11D型冰箱安徽中科都菱公司；HHW-21CU-600型恒温水浴锅国华电器有限公司；DC1212型高速冷冻离心机北京时代北利离心机有限公司；UV2002型紫外-可见分光光度计北京普析通用仪器公司；CR-400型便携式色差仪、GY-1型手持硬度计浙江托普仪器有限公司；Atago A糖酸一体机东京AWARD科技公司；7001型CO2分析仪美国TELAIRE公司。

1.3 方法

1.3.1 实验分组

每个处理10 株，在果实转色期喷施20 g/L氯化钙溶液（Ca组）或者喷清水（CK组）[13]，然后按照表1不同挂树时间不同成熟度进行采收。采收后果实分别套上厚度为0.04 mm的聚乙烯袋，每袋5 kg，放入塑料框中在温度（0±1）℃、相对湿度（90±5）%条件下贮藏50 d，贮藏期间定期测定相关指标（鉴于数据较多，本实验只列出0、50 d的数据，超过50 d樱桃失去食用和商品价值）。

1.3.2 指标测定

质量损失率和腐烂率均采用称质量法测定，分别按公式（1）、（2）计算。

呼吸强度：采用静置法[14]测定，每组处理1 kg樱桃果实放置于容积15 L的干燥器中静置1 h，采用HEL-7100型红外线CO2分析仪测定容器中的CO2含量，呼吸强度以每千克果实每小时产生的CO2质量表示，单位为mg/（kg·h）。

可溶性固形物质量分数：每组处理30个果实去皮取汁，使用Atago A糖酸一体机测定。

硬度：用GY-1型手持硬度计测定，每个处理15个果实，去皮，以缝合线为中心轴向两侧延伸，左右对称各取两个点，将探头匀速扎入果肉，取平均值，单位为kg/cm2。

亮度（L*值）：用色差计测定，每组处理10 个果实，测定果实缝合线左右两侧各一个点。

抗坏血酸含量：参考曹建康等[14]的方法测定。

过氧化物酶（peroxidase，POD）活力采用愈创木酚法[14]测定；多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活力采用邻苯二酚法[15]测定。

总酚含量采用福林-酚法[16]测定；矿质元素含量参照张传来等[17]的方法测定，单位为mg/kg。

以上所有指标测定重复3 次。

1.4 数据处理与分析

数据采用SPSS 22.0软件Tukey法进行方差分析，并用Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对果实质量损失率和腐烂率的影响

图 1 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后质量损失率的影响Fig. 1 Effects of different treatments on cherry fruit mass loss rate after 50 days of storage

樱桃在贮藏期间质量损失的原因在于水分蒸发和呼吸消耗，果实质量损失率是评价果实风味的主要指标之一。如图1可知，对于对照组，六～九成熟果实质量损失率分别为8.68%、8.39%、8.19%、8.73%，六、九成熟果实质量损失率显著高于七、八成熟果实（P＜0.05），这与果实成熟度有关；六～九成熟的钙处理组中，果实质量损失率分别为7.16%、6.83%、6.27%、6.21%，八、九成熟钙处理组质量损失率显著低于六、七成熟钙处理组（P＜0.05）。贮藏结束时，六～九成熟钙处理组质量损失率显著低于相应对照组（P＜0.05），可能是钙离子在果面形成了保护膜，能减少蒸腾和呼吸消耗，且八成熟的樱桃质量损失率最低。

图 2 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后腐烂率的影响Fig. 2 Effects of different treatments on decay rate of cherry fruit after 50 days of storage

如图2所示，贮藏结束时，六～九成熟对照组果实的腐烂率为13.61%、13.00%、10.0%、11.57%，八成熟对照组的果实腐烂率显著低于六、七成熟果实（P＜0.05），但与九成熟果实相比差异不显著（P＞0.05），可能是由于挂树时间为八成熟果实表面有较厚的细胞壁和外层蜡质，果肉内部有排列紧密的维管束螺纹，可有效减少病菌侵染，降低果实腐烂率。对于钙处理组，六～九成熟果实钙处理组的腐烂率分别是6.30%、7.70%、3.90%、7.35%，八成熟钙处理组果实腐烂率显著低于其他挂树时间果实（P＜0.05），六～九成熟果实钙处理组腐烂率分别比相同成熟度对照组低53.72%、40.77%、61.00%、36.60%，这是因为钙离子能进一步加强致密的果实细胞组织结构，减少果实腐烂率[18]。在对照组和钙处理组中，挂树至八成熟均有助于显著降低樱桃果实腐烂率。

2.2 不同处理对樱桃果实可溶性固形物质量分数的影响

图 3 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后可溶性固形物质量分数的影响Fig. 3 Effects of different treatments on SSC of cherry fruit after 50 days of storage

樱桃果实贮藏期间通过消耗采收时积累的营养物质来维持生命活动，可溶性固形物质量分数是反映果实贮藏品质的一个重要指标。随着挂树时间的延长，呼吸作用消耗自身的营养成分，使果实食用价值和商品价值降低。由图3可知，贮藏0 d时，随着挂树时间的延长，果实可溶性固形物质量分数逐渐升高，六～九成熟钙处理果实的可溶性固形物质量分数均显著高于相应的对照组（P＜0.05）。与0 d相比，贮藏结束时六～九成熟对照组果实的可溶性固形物质量分数分别下降10.38%、13.19%、7.37%、13.02%，六～九成熟钙处理组果实的可溶性固形物质量分数分别下降7.32%、12.28%、5.74%、9.10%，钙处理组可溶性固形物质量分数均比对照组下降缓慢。对照组和钙处理组中，均是挂树至八成熟的樱桃可溶性固形物质量分数下降幅度最低。

2.3 不同处理对樱桃果实呼吸强度的影响

图 4 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后呼吸强度的影响Fig. 4 Effects of different treatments on respiration intensity of cherry fruit after 50 days storage

樱桃是非跃变型果实[19]。呼吸作用是果蔬的基本生理过程，它与果蔬成熟、品质变化及其贮藏寿命有密切关系。由图4可以看出，贮藏结束时，六～九成熟对照组果实呼吸强度分别是34.56、36.39、32.25、37.57（mg/（kg·h）），且互相之间差异显著（P＜0.05），与0 d相比分别下降41.39%、30.79%、38.25%、36.49%，其中挂树至八成熟时果实的呼吸强度最低，这与不同挂树时间果实的果皮组织中角质层和蜡质层差异有关。六～九成熟钙处理组中果实呼吸强度分别是29.74、38.28、30.38、30.82 mg/（kg·h），与0 d相比分别下降了41.24%、27.18%、38.68%、45.16%，其中挂树至六成熟时呼吸强度最低，与其他钙处理组间差异显著（P＜0.05）。除七成熟外，钙处理组在不同挂树时间的呼吸强度都低于相应的对照组。

2.4 不同处理对樱桃果实硬度的影响

图 5 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后硬度的影响Fig. 5 Effects of different treatments on cherry fruit firmness after 50 days of storage

由图5可以看出，随着贮藏时间的延长，不同挂树时间对照组和钙处理组的樱桃果实硬度都下降。贮藏结束时，六～九成熟对照组中，果实硬度分别降低41.73%、37.53%、35.39%、33.16%，六、七成熟果实硬度显著高于八、九成熟果实硬度（P＜0.05）；六～九成熟钙处理组中，果实硬度分别降低40.61%、33.15%、37.16%、35.38%，六、七成熟果实硬度显著高于八、九成熟果实硬度（P＜0.05）。贮藏结束时，六、七成熟钙处理组果实硬度显著高于相应的对照组（P＜0.05），八、九成熟钙处理果实硬度与对照组之间差异不显著（P＞0.05），这可能与果实成熟和生理代谢有关。

2.5 不同处理对樱桃抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸是生物体内抗氧化剂，对维持细胞膜完整性、延缓果实衰老有重要作用。如图6所示，对于对照组，六～九成熟樱桃果实在贮藏开始（0 d）时抗坏血酸含量分别为30.68、34.43、36.16、36.10 mg/100 g，贮藏结束时樱桃抗坏血酸含量分别为26.81、31.95、31.72、28.70 mg/100 g，且贮藏结束时，六、九成熟果实抗血酸含量显著低于七、八成熟果实（P＜0.05），其中挂树至七成熟的果实抗坏血酸含量最高。对于钙处理组，六～九成熟樱桃果实在贮藏开始时抗坏血酸含量分别为31.12、35.14、37.97、36.94 mg/100 g，贮藏结束时樱桃抗坏血酸含量为29.43、33.70、33.93、31.38 mg/100 g，分别比对照组高9.77%、5.48%、6.97%、9.34%，且挂树至八成熟的樱桃果实抗坏血酸含量最高。

图 6 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后抗坏血酸含量的影响Fig. 6 Effects of different treatments on the content of ascorbic acid of cherry fruit after 50 days of storage

2.6 不同处理对樱桃亮度的影响

图 7 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后亮度的影响Fig. 7 Effects of different treatments on brightness (L* value) of cherry fruit after 50 days of storage

果实L*值越大，表示颜色越鲜艳，商品价值越高。由图7可以看出，对照组和钙处理组中，L*值与挂树时间有关，挂树时间越短，L*值越高，贮藏结束时均是六成熟樱桃果实L*值最高（P＜0.05）。贮藏结束时，六～九成熟对照组果实L*值的下降幅度依次为16.61%、20.02%、7.37%、19.30%，钙处理组果实L*值的下降幅度依次为12.46%、15.53%、11.96%、22.06%，对照组和钙处理组中均是挂树至八成熟的樱桃L*值下降幅度最低，能够维持果实亮度，保持鲜艳色泽，这与果实发育中果实花色素苷转化提高果实着色有关，具体机理有待于进一步研究。

2.7 不同处理对樱桃果实PPO活力的影响

PPO是影响果蔬褐变的关键酶，PPO能够将果实内源性多酚类物质氧化成醌，进而产生褐变[20]。如图8所示，贮藏结束时，六～九成熟的对照组樱桃果实PPO活力分别增加43.72%、37.09%、11.09%、37.99%，钙处理组分别增长42.11%、36.52%、3.15%、38.59%；因此，与其他挂树时间相比，挂树至八成熟能抑制樱桃果实贮藏过程中PPO活力增加。贮藏结束时，不同挂树时间钙处理组果实PPO活力显著低于相应的对照组（P＜0.05），说明喷施钙能够明显降低PPO活力。有报道指出高浓度的钙离子能够维持细胞膜的稳定性，降低细胞膜的透性，抑制对PPO敏感的酚类物质外渗，减少褐变的发生；另一方面，细胞膜一旦发生破坏，植物细胞内的PPO能从结合态转变为游离态，活性显著提高，能加速酚类物质的氧化，增加褐变的发生[21]。

图 8 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后PPO活力的影响Fig. 8 Effects of different treatments on PPO activity of cherry fruit after 50 days of storage

2.8 不同处理对樱桃果实POD活力的影响

图 9 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后POD活力的影响Fig. 9 Effects of different treatments on POD activity of cherry fruit after 50 days of storage

POD是一类广泛存在于植物体内含有钼离子的膜蛋白酶，在植物抗病中有重要作用，是植物酶促防御系统的重要保护酶。由图9可以看出，贮藏结束时，六～九成熟的对照组樱桃果实POD活力分别增加-2.77%、41.18%、29.69%、-6.92%，六～九成熟的钙处理组樱桃果实POD活力分别增长-7.30%、43.95%、31.77%、1.68%。贮藏结束时，在对照组和钙处理组中，均是挂树至七成熟的果实POD活力最高，其次是八成熟，且不同挂树时间对照组樱桃果实POD活力显著低于钙处理组。

2.9 不同处理对樱桃果肉总酚含量的影响

樱桃的酚类物质主要分为黄酮类和酚酸类。酚类物质可以对植物的生长发育调节、信号转导等方面产生影响，此外，多酚还具有抗氧化、抑菌和防腐作用[22]。由图10可知，贮藏结束时，六～九成熟的对照组樱桃果实果肉总酚含量分别增加-1.82%、1.19%、27.55%、-39.34%，钙处理组分别增加31.47%、5.93%、42.56%、91.72%，且六、九成熟钙处理组总酚含量显著高于对应挂树时间的对照组（P＜0.05）。对于对照组，贮藏结束时挂树时间为九成熟的果实总酚含量最低。对于钙处理组，与其他成熟度相比，九成熟钙处理能显著提升果肉总酚的含量（P＜0.05），提升果实贮藏后期的内在品质。

图 10 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后果肉总酚含量的影响Fig. 10 Effects of different treatments on the content of total phenols in fruit flesh of cherry fruit after 50 days of storage

2.10 不同处理对樱桃果皮总酚含量的影响

图 11 不同处理对樱桃果实贮藏50 d后果皮总酚含量的影响Fig. 11 Effects of different treatments on the content of total phenols in fruit pericarp of cherry fruit after 50 days of storage

酚类物质具有抗氧化性，并参与植物的抗冷反应[23]。图11表明，除六成熟樱桃外，贮藏结束时七～九成熟钙处理组果皮总酚含量显著高于相应对照组（P＜0.05），六～九成熟钙处理组果皮总酚含量分别是对照组的1.13、1.28、1.39、1.16 倍。贮藏结束时，七～九成熟对照组樱桃果皮总酚含量均显著高于六成熟果实（P＜0.05），而钙处理组中，挂树至八成熟果实果皮总酚含量显著高于其他挂树时间组（P＜0.05）；所以挂树至八成熟时可有效提升对照组和钙处理组果实果皮总酚含量。贮藏结束时，不同挂树时间钙处理组的PPO活力显著低于相应对照组，相应的果皮总酚含量高于对照组，这一研究结果与与采收后使用钙溶液浸果处理采收后的奉节脐橙，能够抑制其PPO活性，减少褐斑发生的结果[24]相一致。以上表明钙离子能够作为一种信号抑制PPO活性，从而提高果皮总酚含量，但钙离子的具体影响机制还需要进一步研究。

2.11 不同处理对樱桃矿质元素含量的影响

表 2 不同处理对樱桃果实贮藏50 d矿质元素含量的影响Table 2 Effects of different treatments on the contents of mineral elements of cherry fruit after 50 days of storage

由表2可知，贮藏结束时，钙处理组钙、镁、钾、钠、铁矿质元素含量显著高于对照组（P＜0.05），对于对照组和钙处理组，果实钙元素含量从大到小排序均为：六成熟＞七成熟＞八成熟＞九成熟，且六～九成熟钙处理组分别是相应对照组的1.11、1.39、1.48、1.42 倍；镁元素含量从大到小排序均为：七成熟＞八成熟＞六成熟＞九成熟，且六～九成熟对照组分别是相应钙处理组的0.93、0.90、0.99、0.97 倍。

贮藏结束时，不同挂树时间的对照组中，果实钾元素含量从大到小排序为：八成熟＞七成熟＞六成熟＞九成熟，钙处理组中果实钾元素含量从大到小排序为：七成熟＞八成熟＞六成熟＞九成熟，且六～九成熟钙处理组分别是相应对照组的1.08、1.20、1.05、1.14 倍。

贮藏结束时，不同挂树时间的对照组中，果实钠元素含量从大到小排序为：七成熟＞六成熟＞八成熟＞九成熟，钙处理组中果实钠元素含量从大到小排序为：七成熟＞六成熟＞八成熟＞九成熟，且六～九成熟钙处理组分别是相应对照组的1.11、1.15、1.33、1.35 倍。

贮藏结束时，在对照组和钙处理组中，果实铁元素含量从大到小排序均为：七成熟＞六成熟＞八成熟＞九成熟，且六～九成熟钙处理组分别是相应对照组的1.18、1.16、1.09、1.11 倍。其中挂树时间在六～八成熟对提升对照和钙处理组果实矿质元素均有重要作用。

3 讨论

硬度是影响果实品质的重要指标之一，随着果实挂树时间延长，聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶能够分解细胞之间的果胶，使细胞之间相互分离，从而降低果实硬度，引起果肉组织细胞膜透性不断增加，细胞壁和细胞膜的黏结性减弱，细胞间隙增大，果皮结构松弛[25-26]。与对照组相比，钙处理能减缓果实硬度的下降，这可能是由于钙离子在贮藏期间向果皮转移，与游离果胶酸形成果胶酸钙，果胶酸钙黏附于细胞壁胶层，增加非水溶性物质含量，提升了果实强度[27]；且钙处理可以更好地抑制细胞壁物质的解聚，减少营养物质消耗，增强果实抗性[28]。

钙离子使细胞壁加厚，从而形成了巩固和支撑细胞的机械组织，抑制内源物质的代谢活动和呼吸作用，进而延缓果实的成熟衰老，达到甜樱桃保鲜的目的[29]。与对照组相比，贮藏结束时六、八、九成熟钙处理组果实呼吸强度降低，从而减少营养物质消耗，这可能是因为Ca2+作为第二信使，可调节代谢酶活性，使胞质渗透压提高，促进木质素和纤维素合成和伤口愈合，减少呼吸消耗，提升果实抗性。

本实验中甜樱桃果肉和果皮中总酚的量分别占整个果实总酚的3.99%～39.01%和61.99%～76.02%，说明总酚主要存在于樱桃的表皮及邻近组织中。由图8和图11可知，果皮中总酚含量与PPO活力成反比，贮藏结束时，六～九成熟钙处理组的PPO活力显著低于相应对照组，相应的果皮总酚含量高于对照组。同样张华云等[30]也发现在果实生长期，叶片喷钙能降低梨果实PPO活力。钙离子能够抑制PPO的活力可能是因为PPO在植物细胞内存在两种形式：一种以结合态存在于细胞质膜上；另一种以游离态分布在细胞质中。钙离子能够维持细胞膜的稳定性，降低细胞膜的透性，防止结合态PPO转变为游离态PPO。

与挂树时间短的樱桃相比，挂树时间过长的果实由于衰老和低温逆境影响，活性氧清除系统中的POD活力下降，细胞膜膜脂过氧化严重，加速生物膜破坏，使得PPO与酚类物质接触，进一步加速果实褐变的发生；由于POD属于一种必须在Fe2+作用下才能激活其催化活力并含有铁卟啉辅机的氧化酶，钙处理显著提高果实POD活力，可能是因为Ca2+能促进果实中Fe2+的吸收[31]。

矿物质是构成酶和维生素的活性因子，构成某些激素并影响核酸代谢[32-33]，协同宏观元素发挥作用，其含量是评价果实使用营养价值的重要指标之一，Ca和Mg是生物体必需元素，适当的钙含量对防止衰老腐烂有重要作用。Fe可补充体内对铁元素的需要。K元素对提高抗逆性抗病性均有良好作用。六～九成熟钙处理组能够显著增加果实贮藏期间Ca、Mg、K、Na、Fe矿质元素的含量，有研究报道果实对钙的吸收是循序渐进、缓慢累积的过程，在果实生长发育过程中定期喷钙，随着果实发育膨大，果实钙含量和其他矿质元素的含量会显著提高[34]。