不同临采期喷施赤霉素对“糖心”苹果“糖心”累积及贮藏品质的影响

冉娅琳，李喜宏,*，陈晓彤，林 青，王露茵

（1.天津科技大学，省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津 300457；2.新疆红旗坡农业发展集团有限公司，新疆 阿克苏 843001）

“糖心”苹果，因果心线处多呈半透明水泡状的小斑点，又被称为“水心苹果”，在国内研究中，普遍将其认为是一种常见的自发性生理病害[1-2]。但是，由于在“糖心”苹果成熟时，“糖心”的形成多与果实内部低含量钙、低浓度还原糖及高浓度山梨醇造成的代谢紊乱有关，其导致果实糖分较集中且使苹果果香馥郁[3]。此外，研究表明，在“糖心”未发生严重褐变腐败之前，食用这类果实对身体有益且安全[4]。自2008 年阿克苏“糖心”苹果成为北京奥运会指定水果以来，阿克苏“糖心”苹果年产量已超70 万t，并以其独特的风味和特殊的视觉效果，被越来越多的消费者接受[5-6]。但是，近年来由于阿克苏地区“糖心”苹果糖心积累峰值普遍出现较晚，导致采收及上市期延迟，且在贮藏后期“糖心”极易消失，这将会影响阿克苏“糖心”苹果的发展。

赤霉素（Gibberellic acid，GA）作为五大重要植物激素之一，其化学结构属四环二萜类化合物，现已发现 120 多种，其中 GA3最为普遍[7]。GA3信号在植株体内经一系列复杂的生理反应进行调控，使其具有诱导植物细胞分裂、打破果蔬休眠状态、诱导果实种子萌发、改善果实着色、提高坐果率以及促进α-淀粉酶活性等功能，对植物的生长发育起重要作用[8-9]。国内外大量研究表明，采前向葡萄外施100 mg/L GA3能诱导有核葡萄向无核化发展[10]。采前喷洒GA3能抑制“苹果梨”黑皮病发生[11]。GA3能减缓果蔬后熟进程，降低丙二醛（MDA）含量，抑制细胞内活性氧（ROS）产生，显著维持贮藏品质，这在香蕉[12]、柿子[13]、芒果[14]等水果上均有报道。目前，随着研究的不断深入，发现对不同植物、植物的不同生长时期喷施赤霉素，其影响不尽相同[15]。因此，本试验对“糖心”苹果在采前不同时间段喷施GA3，研究该处理对“糖心”调控作用及贮藏品质的影响，旨在为“糖心”苹果“糖心”积累、延缓“糖心”扩散，提高果实耐贮性提供理论依据与实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

“糖心”苹果采自新疆维吾尔自治区阿克苏市红旗坡果园，选择颜色、大小、外观纹路基本一致、无任何机械损伤、无病虫害的八成熟的“富士品种”果实作为试验材料，并将果实置于相对湿度（RH）90%～95%，温度(0±0.1)℃的相温库中贮藏。

赤霉素，广州市林国化肥有限公司；氢氧化钠（≥96.0%），北京迈瑞达科技有限公司；硫代巴比妥酸（TBA）、三氯乙酸（TCA），上海源叶生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

DDS-307 型电导率仪，上海精密科学仪器有限公司；TGL-16 型高速冷冻离心机，四川蜀科仪器有限公司；PAL-1 型糖度计，日本ATAGO（爱拓）公司；DDS-307 型电导率仪，上海精密科学仪器有限公司；GY-4 型果实硬度计，浙江省乐清市艾德堡仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材料处理

田间试验分别于 2019 年 10 月 13 日（早晨），2019 年10 月23 日（早晨）在新疆阿克苏地区红旗坡果园进行，选用长势良好、生长健康、结果量与成熟度基本一致的植株作为供试株，随机分组。分别对临采前20 d（试验A 组）与临采前10 d（试验B 组）的果实表面喷施前期已筛选最佳处理浓度为100 mg/L 的GA3溶液，以喷施蒸馏水作对照（CK），试验用果共1 170 个，每组处理果实为390 个，每组试验重复3次。待其八成熟时，进行采收、挑选、套装，然后立即运送至天津科技大学冷库，随后用厚度为0.02 mm 的PE 袋扎口包装并贮藏，贮藏温度为(0±0.1)℃。

1.2.2 测定项目与方法

由样机结构设计条件确定的枝丫捆尺寸参数为：枝丫捆直径460 mm，枝丫捆长度1800、2400、3000 mm。

1.2.2.1 色度值与整体视觉质量

参照史卫娜[16]的方法测定。选择每个果实赤道周围的4 个等距点用于表面颜色测定，结果以L*值(亮度)表示。

1.2.2.2 相对电导率

参照李栋等[17]的方法使用电导率仪进行测定。选取每个果实果心线处果肉用于相对电导率分析。

1.2.2.3 丙二醛（MDA）含量

参照范林林[18]的方法，采用硫代巴比妥酸显色法测定。在果心线处取5.0 g 样品，将其在15 mL TCA中匀化，然后在转速为27 500 r/min 的条件下离心20 min，取4 mL 上清液与4 mL 硫代巴比妥酸混合，煮沸25 min，冷却后，再次在上述离心条件下离心10 min，分别取上清液在波长为450 nm、532 nm 和600 nm 处用紫外分光光度计进行测定，测定值经计算后结果以μmol/g 表示。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

在“糖心”苹果赤道横截面处的果心线上选取3.0 g 的果肉，参照Doerdlinger 等[19]的方法测定。

参照Jia[20]的方法，使用果实硬度计测定。选择直径为2 mm 的针状探头作为测试探针，并以1 mm/s 的速度插于果实果心线6 个等距点处，示数以kg/cm2表示。同时，硬度损失率参照王超等[21]的方法，计算公式如下：

1.2.2.6 可滴定酸（TA）含量

随机选择果实果心线周围5.0 g 果肉，采用中和法[22]测定，结果以苹果酸含量折算系数表示。

1.2.3 数据处理

本研究所得结果均为重复3 次试验后获得，利用SPSS 13.0 软件进行统计分析，通过单因素方差（ANOVA）分析和Duncan 多重比较方法进行显著性分析，P＜0.05 表示具有显著性差异，结果用平均值±标准差表示，并使用Origin 8.5 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同临采期处理对“糖心”苹果果实亮度与整体视觉质量的影响

“糖心”积累通过降低组织光散射能力，使其组织更加透明[23]，果心线处果肉亮度的变化可作为反映果实品质的重要依据之一。如图1 所示，在贮藏期100 d内，各处理组“糖心”苹果L*值均整体呈下降趋势，但仍显著低于 CK 组（P＜0.05），且较好地保留了“糖心”，表明采前喷施100 mg/L 高浓度GA3溶液能减弱果肉组织亮度。在低温贮藏条件下，CK 组L*值在50 d时降到最低，这可能与“糖心”积累量至峰值有关。

图1 不同处理对“糖心”苹果L*值的影响Fig.1 Effects of different treatments on the L*value of‘sugar core’apple

整体视觉质量评价如图2 所示，在贮藏期100 d时，对照组“糖心”基本消失，且果心线处果肉组织孔隙明显，孔径增大，这可能与“糖心”消失造成细胞膜损伤有关，这与周小魏[24]的研究一致。但试验A 组“糖心”尚未消失，“糖心”圈大小仍为最大，（2.9±0.05）mm，这与亮度(L*)测定结果一致，说明采前20 d 喷施GA3能显著促进“糖心”累积，这与Khalloufi 等[25]的研究基本一致。

图2 不同处理“糖心”苹果果实整体视觉变化Fig.2 The changes of overall visual for‘sugar core’apple fruits by different treatments

2.2 不同临采期处理对“糖心”苹果果实相对电导率的影响

“糖心”主要出现在果肉维管束四周，起初呈小斑点状，逐渐积累后，随糖分外渗扩散至周围组织，相对电导率被认为是反映膜损伤程度的重要指标之一[26]。由图3 可知，相对电导率随贮藏时间的延长呈持续增加趋势，但是与CK 相比，经100 mg/L GA3处理的果实相对电导率显著降低（P＜0.05），且在贮藏100 d 内GA3处理组相对电导率始终低于CK 组。其中，与试验 B 组相比，采前 20 d 喷施 GA3组（A 组）果实的相对电导率含量最低，延缓相对电导率上升能力显著（P＜0.05），说明高浓度（100 mg/L）的 GA3处理能有效降低“糖心”苹果细胞膜受损程度。同时，结合图1视觉质量评价情况来看，进一步说明了喷施GA3组具有调控“糖心”累积效应，这可能与山梨醇通过液泡膜和穿过质膜的渗透增加和减少有关[27]。

图3 不同处理对“糖心”苹果相对电导率的影响Fig.3 Effects of different treatments on the electrical conductivity of ‘sugar core’apples

2.3 不同临采期处理对“糖心”苹果果实MDA 含量的影响

MDA 含量是衡量膜脂过氧化程度的重要指标，膜脂过氧化过程通常会直接导致细胞膜结构破坏、透性增大，引起果实软化以及“糖心”外渗[28]。如图4所示，“糖心”苹果MDA 含量随贮藏时间的延长而增加。在整个贮藏期间，对照组MDA 含量显著高于GA3处理组，在第100 天时，对照组MDA 含量为4.823 mmol/g，是 A 组的 1.715 倍，是 B 组的 1.302倍，说明了田间采前喷施GA3能够有效地抑制果实MDA含量的增加。此外，采前20 d 喷施GA3组的MDA 含量显著低于采前 10 d 喷施 GA3组（P＜0.05），其MDA含量在整个贮藏期内增加量最低，说明GA3处理能显著延缓膜脂过氧化程度，但不同田间处理时间降低MDA 含量以及维持细胞膜受损程度不同，这与吕芳[29]用赤霉素处理香蕉的研究结果基本一致。

图4 不同处理对“糖心”苹果MDA 含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on MDA content in‘sugar core’ apples

2.4 不同临采期处理对“糖心”苹果果实TSS 含量的影响

可溶性固形物含量作为“糖心”苹果品质评价的主要指标，对果实风味及口感影响较大[30]。如图5 所示，随贮藏时间的延长各组苹果TSS 含量均降低。在贮藏100 d 内，试验A 组TSS 含量由初始值14.54%降至12.89%，显著高于其他试验组（P＜0.05）。试验B组TSS 含量仍高于CK 组，但明显低于A 组，说明喷施GA3时间对TSS 含量有显著影响，这可能与果实内山梨糖醇及蔗糖含量有关[31]。然而，对照组在整个贮藏期内TSS 含量始终处于最低水平，且下降幅度较大，TSS 含量由初始值（12.07%） 下降至终值（10.05%）。说明经100 mg/L 喷施GA3处理的TSS 含量下降较缓慢，但采前20 d 喷施GA3能更好地调控苹果“糖心”的积累，维持糖心圈大小与TSS 含量。

图5 不同处理对“糖心”苹果TSS 含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on TSS content in‘sugar core’ apples

2.5 不同临采期处理对“糖心”苹果果实硬度的影响

果实硬度的变化通常作为贮藏效果及品质的关键指标之一[32]。图6 显示了不同临采期喷施GA3处理对“糖心”苹果硬度的影响。在贮藏100 d 内，所有苹果果实硬度均随贮藏时间的延长而逐渐下降，这与“糖心”苹果采后呼吸强度提高，果实逐渐软化有关。同时，与对照组相比，在整个贮藏期内（0～100 d）经喷施100 mg/L 的GA3处理能显著延缓果实硬度下降，且各处理组间差异显著（P＜0.05）。具体而言，CK 组果实硬度在贮藏100 d 内由初始值11.23 kg/cm2迅速下降至9.04 kg/cm2，硬度损失率达19.50%，而试验A 组和试验B 组的果实硬度由初始值13.15 kg/cm2和12.12 kg/cm2分别降至 11.44 kg/cm2和 10.22 kg/cm2，损失率分别为13.00%和15.68%，果实硬度保持较好。以上结果表明，采前田间喷施GA3处理能有效维持“糖心”苹果果实硬度，且采前20 d 喷施100 mg/L GA3对果实硬度的维持效果较佳。

图6 不同处理对“糖心”苹果硬度的影响Fig.6 Effects of different treatments on firmness of‘sugar core’apples

2.6 不同临采期处理对“糖心”苹果果实TA 含量的影响

可滴定酸含量是评价采后果实品质与口感的重要指标[33]。在贮藏期间，呼吸作用是果实采后主要的新陈代谢途径，有机酸作为果实呼吸作用的优势基质被不断消耗，导致果实体内有机酸种类、含量和比例不断变化，直接影响果实品质与口感[34]。由图7 可以看出，在贮藏初期（0～25 d），各处理组之间 TA 含量已存在显著差异（P＜0.05），且CK 组含量最高，这可能与田间对照组“糖心”累积效应有关。在贮藏100 d内，各试验组TA 含量总体呈下降趋势，然而对照组果实的TA 值整体高于GA3处理，这可能与果实体内糖代谢以分解代谢为主，可溶性糖趋于降解，诱导三羧酸代谢糖底物来源相对增加，导致作为三羧酸代谢的中间产物含量相对较高有关[35-36]。在贮藏0～50 d，试验A 组和试验B 组TA 含量呈缓慢下降变化趋势，试验 A 组 TA 含量由贮藏初始值 0.29%下降至0.20%，试验B 组TA 含量由0.32%下降至0.25%，而对照组中可滴定酸含量由初始值0.38%迅速下降至0.25%，尽管对照组TA 含量仍高于GA3处理组，但其TA 下降速率较快，这说明了采前喷施100 mg/L GA3处理有利于减缓“糖心”苹果可滴定酸的下降速率。至100 d 贮藏结束时，对照组果实的TA 含量为0.2%，分别是试验A 组和试验B 组的1.43、1.18 倍，说明GA3处理能通过促进果实可溶性糖累积，有效降低果实组织体内TA 含量，并且采前田间喷施时间为20 d时效果越明显。

图7 不同处理对“糖心”苹果TA 含量的影响Fig.7 Effects of different treatments on TA content in‘sugar core’ apples

3 结论

“糖心”苹果是一个有机生命体，体内能进行正常代谢活动，从而发生一系列生理变化。本试验以喷施蒸馏水作对照组，通过对采前不同时期（10 d、20 d）喷施100 mg/L GA3的“糖心”苹果糖心调控及果实贮藏品质进行比较发现，喷施100 mg/L GA3组的果实“糖心”消失速度缓慢，细胞损伤程度明显较低，可溶性固形物含量较高，可滴定酸含量较低。此外，与采前10 d喷施100 mg/L GA3组相比，采前20 d 喷施100 mg/L GA3试验组能显著调控果实“糖心”，延缓“糖心”消失，维持TSS 含量，减缓硬度下降，并且可抑制相对电导率升高与MDA 含量增加。综上所述，临采前20 d 喷施100 mg/L GA3处理对调控果实“糖心”累积效应最佳，且对贮藏品质维持效果较好。