氯化钙处理对采后蓝莓果实品质的影响

张礼良，王馨悦，姜爱丽，周福慧，胡文忠

（大连民族大学生命科学学院，生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连 116600）

蓝莓（Vacciniumspp.），学名越橘，为杜鹃花科越橘属，多年生落叶或常绿果树，呈灌木[1]。其果实富含花青素、维生素、矿物质等营养物质[2]，且果味甜酸适度，风味独特[3]，被联合国粮食及农业组织（FAO）确定为人类五大健康食品之一[4]，是名副其实的“浆果之王”。然而蓝莓含水率高、果皮薄，采后极不耐贮，常温放置2～4 d 就开始腐烂，因此采后蓝莓保鲜技术一直是众学者的研究热点[5]。

现如今，国内外蓝莓产业迅速发展，其采后保鲜技术主要分为化学保鲜、物理保鲜和其他保鲜技术[6]。大量的研究结果表明，钙处理具有延长果蔬货架期的作用[7]，其机理主要在于钙是细胞分裂和果实生长发育的重要营养元素，且钙离子能维持细胞壁的稳定性，降低细胞膜的流动性和通透性[8]，适当增加果蔬组织中的钙含量，能显著延缓其成熟衰老，但若添加过量的钙，则会加速果蔬衰老，甚至腐烂[9]。已有研究证明，适当浓度的浸钙处理在草莓[10]、菠萝[11]、冬枣[12]、杨梅[13]等果蔬上有较好的保鲜效果。韩斯等[14]发现，氯化钙处理对速冻蓝莓果实具有保持果实硬度、防止软化的作用，但钙处理在蓝莓鲜果上的应用很少。因此，为进一步研究钙处理对采后蓝莓果实的保鲜作用，本文采用不同浓度氯化钙处理采后蓝莓果实，通过对蓝莓果实生理变化、营养成分等指标的分析，探究氯化钙处理对采后蓝莓果实的影响，为今后进一步研究蓝莓采后贮藏保鲜技术提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

供试蓝莓购于大连蓝风农业科技有限公司，品种为“布里吉塔”。选取成熟度相近、无机械损伤、大小均一的蓝莓果实备用。

氯化钙（食品级）、浓盐酸（分析纯）、浓硫酸、无水乙醇等试剂均由天津科密欧化学试剂有限公司提供；总抗氧化能力试剂盒、超氧阴离子试剂盒、原果胶含量试剂盒、可溶性果胶含量试剂盒由苏州科铭生物技术有限公司提供。

1.1.2 仪器与设备

GY-2 型硬度计，PAL-101 型手持阿贝折光仪，PL203 型精密电子天平，日本岛津GC-2010 型气相色谱仪，UV-2600 型紫外分光光度计，Multiskan GO型全波长酶标仪，DK-S24 型恒温水浴锅，T25 基本型高剪切分散匀浆机，BR4i 型台式高速冷冻离心机。

1.2 方法

1.2.1 处理方案

将采收的蓝莓果实随机分成3 组，每组约2.5 kg，分别于15、30 g/L 氯化钙和等量的去离子水溶液中浸泡10 min，沥干后，用规格为10 cm×10 cm×5 cm 的聚乙烯保鲜盒进行分装，每盒125 g，于4 ℃冷库中贮藏（所有操作均在此条件下进行）。分别于0、14、28、42、56 d 进行各项指标测定，每项指标重复3 次。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 腐烂率

烂果是指果实表面至少有一处发生汁液外漏或腐烂现象[15]。计算公式为：

1.2.2.2 失重率

1.2.2.3 硬度

使用GY-2 型硬度计测定，用力均匀，取10 次测定的平均值，单位为kg/cm2。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

使用手持阿贝折光仪直接进行测定。将蓝莓果实匀浆，取浆液滴于折光仪镜面，读取数值，以质量分数（%）表示，重复3 次，结果取平均值。

1.2.2.5 呼吸强度

参照李佳等[16]的方法，将200 g 左右的蓝莓样品放在密闭玻璃容器中，1 h 后用注射器从容器橡胶塞顶空抽取1 mL 气体样品。气体浓度通过气相色谱仪（GC-2010，日本岛津）用热导检测器（TCD）测定，色谱柱为不锈钢填充柱（8700 型），以氦气作为载气，流速为30 mL/min，进样器和柱温度分别为120 ℃和35 ℃，呼吸速率表示为 mL CO2/(kg·h)，重复 3 次，结果取平均值。

1.2.2.6 原果胶含量与可溶性果胶含量

使用原果胶含量试剂盒和可溶性果胶含量试剂盒进行测定。

1.2.2.7 多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性

参照吴娱等[17]的方法并加以修改。PPO、POD 活性分别以1 min 内每克果实在398、460 nm 下吸光度值增加1 为1 个酶活力单位，CAT 活性以每分钟内每克果实在240 nm 下吸光度值变化1 为1 个酶活力单位，PAL 活性以每分钟内每克果实在290 nm 下吸光度值变化1 为1 个酶活力单位，上述4 种酶活性单位均以U 表示，重复3 次，结果取平均值。

1.2.2.8 超氧阴离子自由基清除能力及总抗氧化能力

使用超氧阴离子自由基清除能力试剂盒和总抗氧化能力试剂盒进行测定。

1.2.3 数据处理

采用新复极差法进行方差显著性分析；采用SPSS 软件进行，参照邵明灿等[18]的方法对所测生理生化指标进行主成分分析；采用Origin 8.0 软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 氯化钙处理对采后蓝莓果实腐烂率、失重率、硬度的影响

由图1 可知，整个贮藏期间，蓝莓腐烂率呈上升趋势。贮藏28 d 后，15 g/L 氯化钙处理的腐烂率显著低于其他两组（P＜0.05）；贮藏 56 d 时，30 g/L 氯化钙处理的腐烂率低于对照组，15 g/L 氯化钙处理组的腐烂率要比对照组低约20%（P＜0.05）。结果表明，氯化钙处理蓝莓能有效降低蓝莓的腐烂率，维持果实品质，延长货架期，且以15 g/L 氯化钙处理效果最佳。

失重率是采后蓝莓果实贮藏过程中的一个重要品质评价指标[19]。由图2 可知，整个贮藏过程中，蓝莓果实的失重率呈上升趋势，氯化钙处理组果实的失重率始终显著低于对照组（P＜0.05），而贮藏28 d后，15 g/L 氯化钙处理的失重率显著低于30 g/L 处理组（P＜0.05）。综合以上得出，15 g/mL 氯化钙处理效果较好。

果实硬度也是衡量果实品质的重要指标[20]，可直观地反映果实的软化程度。由图3 可知，氯化钙处理的果实硬度呈先上升后下降趋势，这可能是因为贮藏前期，低温条件使果胶和钙结合更紧密[21-22]，之后随着果实的衰老硬度逐渐下降。整个贮藏期间，对照组果实硬度呈下降趋势，氯化钙处理组的果实硬度均始终显著高于同期对照（P＜0.05）。贮藏56 d 时，15 g/L氯化钙处理组的硬度显著高于30 g/L 氯化钙处理组（P＜0.05）。综上可知，氯化钙处理有利于果实硬度的提高和保持，且以15 g/L 氯化钙处理效果较好。

2.2 氯化钙处理对采后蓝莓果实呼吸强度、可溶性固形物含量的影响

呼吸强度是反映果实衰老的重要指标[23]。由图4可知，整个贮藏期间，所有处理组果实的呼吸强度均呈先上升后下降的趋势，说明蓝莓果实是呼吸跃变型果实。贮藏56 d 时，对照组果实腐烂率高达80%以上，微生物导致蓝莓突发腐烂的同时也造成呼吸强度的升高。对照组果实的呼吸高峰出现于采后第14 天，两个氯化钙处理组果实的呼吸强度高峰则在第42 天出现，这表明氯化钙处理可显著延缓果实呼吸高峰的出现，抑制果实衰老，以15 g/L 氯化钙处理效果最好。

果蔬中的TSS 含量能直接反映果蔬的成熟程度和品质状况[24]。由图5 所示，整个贮藏时间内，氯化钙处理组和对照组的TSS 含量均呈波动趋势，除贮藏第14 天时，30 g/L 氯化钙处理组果实的TSS 含量低于对照外，所有氯化钙处理的TSS 含量均高于同期对照。15 g/L 氯化钙处理的TSS 含量高于30 g/L 氯化钙处理，这表明氯化钙处理可有效延缓果实TSS 的下降，延迟果实的衰老进程，且以15 g/L 处理组效果最佳。

2.3 氯化钙处理对采后蓝莓果实原果胶和可溶性果胶含量的影响

果实中的原果胶是纤维素和可溶性果胶缩合成的高分子物质，主要存在于细胞壁中，对果实起支撑作用。果实采后贮藏期间，在果胶酶的作用下，原果胶被水解为可溶性果胶[25]。由图6 可知，贮藏期间各处理的原果胶含量（占总果胶的比例）呈先上升后下降趋势，对照组及氯化钙处理组的原果胶含量分别于14、28 d 时达到最大值。氯化钙处理的原果胶含量显著高于同期对照（P＜0.05），且以15 g/L 氯化钙处理的原果胶含量最高。

由图7 可见，整个贮藏期间内，各处理的可溶性果胶含量（占总果胶的比例）迅速上升，15 g/L 氯化钙处理果实的可溶性果胶含量显著低于其他两组（P＜0.05）。结果说明，15 g/L 氯化钙处理可显著抑制原果胶的降解。果实衰老过程中，原果胶被不断分解，可溶性果胶含量上升[26]，贮藏后期，30 g/L 氯化钙处理组蓝莓的可溶性果胶含量显著高于低浓度氯化钙处理组（P＜0.05），这可能是由于过高浓度的氯化钙对果实的细胞壁造成了一定的危害，加速原果胶的分解，进而导致其可溶性果胶含量高于其余两组处理。

2.4 氯化钙处理对采后蓝莓果实酶活性的影响

PPO 活性与果蔬组织褐变有着密切联系[27]。由图8 可见，整个贮藏期间，各组果实的PPO 活性呈先上升后下降趋势，贮藏42 d 时，对照组果实的PPO 活性显著高于其他两组（P＜0.05），15 g/L 氯化钙处理组果实的PPO 活性显著高于30 g/L 氯化钙处理（P＜0.05）。这表明氯化钙处理可抑制蓝莓果实的PPO 活性的上升，延缓蓝莓的褐变速度，且以30 g/L 氯化钙处理效果最佳。

POD 可与CAT 相互协调配合，清除组织内过剩的自由基，使体内自由基维持动态平衡，提高植物的抗逆性[28]。由图9 可知，各组蓝莓果实的POD 活性均呈先上升后下降趋势；除贮藏56 d 外，对照组POD活性均高于氯化钙处理。

由图10 可见，CAT 活性与POD 活性变化趋势一致，对照组和氯化钙处理组均呈先上升后下降趋势，并于28 d 时达到最大值；贮藏42 d 后，15 g/L 氯化钙处理组果实的CAT 活性高于其他处理。

PAL 是植物苯丙烷代谢重要的工具酶，影响植物抗病性的产生，在植物的生长发育过程中起重要作用[29]。由图 11 可见，PAL 活性变化与 POD、CAT 活性变化一致，各组均呈先上升后下降趋势，28 d 时达到最大值。贮藏42 d 前，对照组PAL 活性低于同期氯化钙处理，之后对照组果实的PAL 活性高于同期处理，贮藏后期，三组处理之间无显著差异。结果表明，氯化钙处理会在42 d 前提升蓝莓果实的PAL 活性。

2.5 氯化钙处理对采后蓝莓果实超氧阴离子自由基清除率和抗氧化能力的影响

超氧阴离子自由基如过氧化氢、羟自由基和单线态氧可诱导脂类、蛋白质和核酸的氧化损伤，对果蔬的抗氧化能力有重要的影响[30-31]。由图12 所示，各组超氧阴离子自由基清除率均呈先下降后上升再下降的趋势。贮藏42 d 后，氯化钙处理的超氧阴离子自由基清除率高于同期对照，这表明氯化钙处理在贮藏42 d 后能提升超氧阴离子自由基清除能力，以15 g/L处理效果最明显。

由图13 可知，各组果实的总抗氧化能力大致呈先上升后下降趋势，30 g/L 氯化钙处理的总抗氧化能力在贮藏前28 d 时上下波动，随后显著高于同期对照（P＜0.05）。15 g/L 氯化钙处理的总抗氧化能力在整个贮藏期间内，均显著高于同期其他两组处理（P＜0.05），这说明15 g/L 氯化钙处理可显著提升蓝莓果实的总抗氧化能力。

2.6 主成分及相关性结果分析

主成分分析是将多个指标化为少数几个综合指标的一种统计分析方法[32]。由主成分分析可知，第一主成分、第二主成分、第三主成分的贡献率分别为53.205%、19.119%、12.954%，总贡献率为85.278%（表1），因此以上三个主成分可代表所测全部生理指标。

表1 主成分的初始特征值Table 1 Initial eigenvalue of principal component

由表2 可知，主成分1 与硬度、原果胶含量、PAL呈高度正相关，与腐烂率、失重率呈高度负相关；主成分2 与CAT、PPO 呈高度正相关，与超氧阴离子自由基清除率呈高度负相关；主成分3 与总抗氧化能力呈高度正相关，与POD 呈负相关。

表2 各指标的主成分载荷矩阵Table 2 Principal component load matrix for each indicator

由表3 的相关性数据显示，失重率与腐烂率之间呈极显著正相关（P＜0.01），硬度与腐烂率、失重率之间呈极显著负相关（P＜0.01），原果胶含量与腐烂率、失重率之间呈极显著负相关（P＜0.01），而可溶性果胶含量与腐烂率、失重率之间呈极显著正相关（P＜0.01）；POD 与腐烂率、失重率以及可溶性果胶含量之间呈极显著负相关（P＜0.01），PAL 与腐烂率、失重率之间呈极显著负相关（P＜0.01）；超氧阴离子自由基清除率与其他指标相关性不显著；总抗氧化能力与原果胶含量、TSS 含量之间呈极显著正相关（P＜0.01），与硬度呈显著正相关（P＜0.05）。试验结果表明，采后蓝莓品质与果实细胞壁完整性、抗氧化能力密切相关。

表3 氯化钙处理采后蓝莓各生理指标的相关性Table 3 Correlation of physiological indexes in blueberry fruit treated by calcium chloride

根据3 组主成分数据进行综合分析后发现（图14），氯化钙处理的综合评分均显著高于同期对照（P＜0.05），以15 g/L 氯化钙处理的采后蓝莓果实的得分最高。

3 结论

蓝莓果实采后呼吸作用旺盛，随着贮藏时间的延长，果实品质逐渐下降。试验结果表明，氯化钙处理可有效保持采后蓝莓果实的风味，延长其货架期，其机制可能是延迟果实呼吸高峰出现，保持果实的细胞壁完整，提高果实总抗氧化能力，其中15 g/L 氯化钙处理效果好于30 g/L 氯化钙处理。