贮前氯化钙处理对李果实冷害及生理生化的影响

王艳颖，胡文忠，田密霞，姜爱丽，刘程惠

(1.大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600; 2.生物化学工程国家民委-教育部重点实验室，辽宁大连116600)

贮前氯化钙处理对李果实冷害及生理生化的影响

王艳颖，胡文忠*，田密霞，姜爱丽，刘程惠

(1.大连民族学院生命科学学院，辽宁大连116600; 2.生物化学工程国家民委-教育部重点实验室，辽宁大连116600)

为探索减轻李果实冷害的新途径，以串红李子为试材，研究了不同浓度的氯化钙处理对低温下贮藏的李果实冷害及生理生化的影响。结果表明，对照果在冷藏12d后，a*值、b*值、相对电导率、可溶性固形物含量、呼吸强度都呈现上升趋势，果实硬度、乙烯释放量快速下降，冷害指数逐渐增加，说明此时冷害已经发生。而经氯化钙处理的果实，硬度、外观、冷害指数明显低于对照，呼吸强度、乙烯释放量受到一定的抑制，L*值降低、a*值增大，贮藏初期的着色指数高于对照，但只有2%氯化钙处理的李果实可溶性固形物含量、相对电导率前期较低后期高于其它果，内部冷害指数明显低于对照，说明2%氯化钙处理从外观上明显地抑制了李果实冷害的发生，而综合内外两种冷害指数来看，只有2%氯化钙处理抑制冷害的效果较好，保持了李果实较好的贮藏品质。

氯化钙，李子，冷害，生理生化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试材料 串红李子，采自瓦房店松树镇朝阳村果园。

色差计 CR400/CR410型，日本Konica Minolta;便携式速显糖度计 PAL-1，日本;果实硬度计 510 -5FHR-5型，日本;气相色谱仪 GC-2010型，日本岛津公司;电子天平 梅特勒-托利多仪器上海有限公司;电热恒温鼓风干燥箱 DHG-9053A型，上海精宏实验设备有限公司;电导率仪 美国 Thermo Electron Corporation;组合式气调库 大连冷冻机股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 材料的处理 选用色泽一致、大小均匀、无病虫害和机械损伤的果实进行以下3个处理:分别用处理1∶0.5%CaCl2，处理2∶1%CaCl2，处理3:2% CaCl2浸果20min，晾干后置于0℃恒低温条件下贮藏，未浸泡果在0℃恒低温贮藏作为对照。每个处理取30个果实进行测试分析，每12d取样测定各项生理指标。每个处理按相同条件单独贮藏一定数量的果实，作为贮藏期间果实冷害的观察。

1.2.2 果实颜色的测定 用日本产CR-400/410型色差计测定。在果实的不同部位用事先经过校对的色差计测定果皮的L*、a*、b*值。L*值表示颜色的亮度，L*=100为白色，L*=0为黑色;a*正值表示红色程度，a*负值表示绿色程度;b*正值表示黄色程度，b*负值表示蓝色程度。

1.2.3 果实硬度的测定 随机选取30个果实，在每个果实的不同部位用装有5mm探头的果实硬度计测定果肉的硬度，取其平均值。

1.2.4 果实可溶性固形物含量的测定 随机选取30个果实，取适量果肉研磨成匀浆，用便携式速显糖度计测定其含量(%)。

1.2.5 呼吸强度的测定 参照王艳颖［6］的气相色谱法。仪器与色谱条件:日本岛津GC-2010型气相色谱仪，1.8m×0.25mm填充柱;TCD检测器，He为载气(流量为55.8mL/min)，柱温为35℃，进样口温度120℃，检测器温度为120℃。每处理重复测定3次。

1.2.6 乙烯释放量的测定 参照文献［6］。气相色谱条件为:采用岛津GC-2010气相色谱仪，氢火焰离子化检测器FID，DB-17毛细管柱(0.25mm×30m)，载气N2(流量为11.8mL/min)，H2为燃烧气(流量为47mL/min)，空气为助燃气(流量为400L/min)，进样口温度:60℃(乙烯为气体，进样口温度不需太高)柱温为40℃，检测器温度为200℃。每处理重复测定3次。

1.2.7 相对电导率的测定 参照席玙芳的方法［7］。用直径为6mm的打孔器取样品5g，加蒸馏水30mL，每隔5min摇动一次，30min后测定溶液的初始电导率，记录;在电炉上加热5min后，冷却，定容至30mL，再用电导率仪测定溶液的最大电导率。计算公式如下:

相对电导率(%)=(初始电导率/最大电导率) ×100%

1.2.8 冷害指数 果实冷害指数=∑(冷害果实数×冷害级数)/(总果实数×最高冷害级数)

0级-无冷害;1级-冷害斑面积＜果实的1/10;2级-冷害斑面积占果面的1/10～1/3;3级-冷害斑面积占果面的1/3～2/3;4级-冷害斑面积＞果面的2/3。

2 结果与分析

2.1 氯化钙处理对李果实颜色的影响

果实颜色是反映果实外观品质的重要指标。采后的李子仍在进行正常的新陈代谢活动，以完成它的后熟过程，果皮正常着色，由黄绿逐渐转为红色，如图1所示，李果在贮藏初期颜色L*值、b*值逐渐下降，a*值逐渐上升。但对照果从12d开始，L*值、b*值呈现平稳而后逐渐上升趋势，这可能是果实从12d开始发生了冷害，进而导致果实正常着色过程受阻有关，到36d时已出现明显的冷害症状，果皮由黄红逐渐变浅褐，a*值达到峰值。随着贮藏时间的延长，冷害加剧，果皮颜色开始逆转，逐渐呈黄绿趋势。经过氯化钙处理的果实贮藏初期着色指数高于对照，L*值降低、a*值增大，b*值24d时明显高于对照，贮藏后期都保持平稳或逐渐下降的趋势，果实颜色逆转趋势受到明显抑制，果实正常着色，尤其处理3的着色指数最大而使果实色泽保持最好。实验结果表明，氯化钙处理促进了果皮中叶绿素的流失而使果实着色指数增加，缓解了果实的冷害症状，尤其高浓度的氯化钙缓解李果实的冷害效果最好，缓慢完成了李果实的后熟过程，保持了李果实良好的贮藏品质。

2.2 氯化钙处理对李果实硬度的影响

硬度大小是反映果实耐贮性和判断果实质地变化的重要指标。一般而言，果实硬度随着贮藏期的延长而降低［8］。由图2可知，对照和处理果的硬度都呈现逐渐下降的趋势，对照从12d以后快速下降，可能是李果此时已经产生冷害，果实软化加快，贮藏后期冷害加剧，果实正常后熟过程受阻，硬度变化较小。而经过氯化钙处理的李果实虽然处理3的硬度保持较高的变化趋势，但各处理都均明显低于对照，是因为处理果在逐渐完成后熟过程中多聚半乳糖醛酸酶将果实细胞壁中的原果胶成分水解为可溶性果胶，从而使细胞壁的结构解体，导致果实的软化［9］。实验结果表明，氯化钙处理一方面缓解了果实的冷害程度，另一方面也促进了果实逐渐完熟的过程，而处理3既减轻了果实的冷害，又延缓了果实的完熟进程，保持了李果实较好的贮藏品质。

图1 氯化钙处理对李果实颜色L*、a*、b*的影响

图2 氯化钙处理对李果实硬度的影响

2.3 氯化钙处理对李果实可溶性固形物含量的影响

如图3所示，李果实在冷藏过程中可溶性固形物含量呈前期上升后期下降的趋势。对照果从12d开始增幅较大，可能是此时冷害开始启动，可溶性糖、蛋白质等有机物含量增加所致(前期研究结果)，贮藏后期可溶性固形物含量随着冷害的加剧而减少。而处理1和处理2的可溶性固形物含量明显高于对照，处理3贮藏前期明显地抑制了可溶性固形物含量的上升，后期显著地高于其它果。结果表明，经过氯化钙处理的李果实既完成了果实的后熟过程，同时又缓解了李果实冷害的发生，尤其处理3抑制李果实冷害和延缓李果实后熟的效果最好，贮藏后期李果实仍然保持较高的可溶性固形物含量。

图3 氯化钙处理对李果实可溶性固形物含量的影响

2.4 氯化钙处理对李果实呼吸强度的影响

李子是呼吸跃变型果实，低温贮藏能降低果实的呼吸强度，如图4所示，贮藏12d的李果实呼吸强度是采后的45%。随着贮藏时间的延长，呼吸强度逐渐增强，24d时达到峰值，比香蕉李提前了26d，而且峰值也大于香蕉李［10］，这可能是因为李果实从12d开始启动冷害而使呼吸强度增加，因为串红李子的成熟度大于香蕉李而更易遭受冷害。但经过氯化钙处理的李果实呼吸强度受到一定的抑制而低于对照，尤其处理3的呼吸强度明显低于其它果。说明氯化钙处理抑制了李果实呼吸强度的增加，缓解了果实的冷害症状，尤其处理3的呼吸强度一直保持较低的趋势而有效地抑制了李果实的冷害发生，更好地保持了李果实良好的贮藏品质。

图4 氯化钙处理对李果实呼吸强度的影响

2.5 氯化钙处理对李果实乙烯释放量的影响

李果实在冷藏过程中乙烯释放量的变化如图5所示，由于果实的成熟度较高，贮藏初期的乙烯释放量较大，尤其是对照果上升下降的幅度较大，12d时达到14.4μL/kg·h，之后快速下降，这可能是长时间的低温贮藏促进了果实冷害的发生，结果导致乙烯的释放量增加，因为乙烯释放量的增加是植物对冷害的一种生理反应。同时低温贮藏又能抑制乙烯的释放，这与低温抑制苹果的乙烯释放原理是相似的［6］。但经过氯化钙处理的李果实乙烯释放量变化幅度明显小于对照，贮藏后期的李果实色泽保持鲜亮，褐变程度明显减轻，而且处理3的乙烯释放量变化幅度最小，贮藏后期保持较低的水平。这可能是氯化钙处理减缓了李果实冷害的发生，尤其高浓度的氯化钙缓解冷害的效果最好，贮藏期末李果实保持了较好的贮藏品质。

图5 氯化钙处理对李果实乙烯释放量的影响

2.6 氯化钙处理对李果实相对电导率的影响

低温贮藏能引起冷敏性果蔬细胞膜物理相变，构成膜的脂类由液晶态结构变为凝胶态，膜的流动性降低，膜蛋白功能异常，同时，膜脂相变引起膜收缩，导致膜透性增大［11］。所以，膜透性的变化是低温造成果实冷害的重要标志。如图6所示，李果实在贮藏过程中相对电导率都呈现先上升后下降的趋势。这一结果与香蕉李在贮藏过程中膜透性的变化趋势是相似的［10］。对照果在贮藏12d时相对电导率呈明显上升趋势，48d时达到峰值，可能是李果实贮藏到12d时有轻微的冷害发生，导致细胞膜透性增大，48d时达到完全冷害。随着贮藏时间的延长，果实冷害加剧，逐渐衰老腐败，细胞膜透性逐渐下降。但经过氯化钙处理的李果实贮藏前期处理1和处理2的相对电导率明显高于对照，而处理3的相对电导率变化趋势较慢，贮藏前期低于对照后期并高于其它果。实验结果表明，处理1和处理2因果实采摘后成熟度较高而衰老速度较快，导致电导率逐渐上升且幅度较大，但处理3明显地抑制了细胞膜透性的增大，有效地延缓了李果实的衰老进程，同时也明显地减轻低温冷害对细胞膜造成的伤害，使李果实贮藏末期仍保持良好的品质。

图6 氯化钙处理对李果实相对电导率的影响

2.7 氯化钙处理对李果实冷害指数的影响

冷害指数反映了果实受冷害的程度，在0℃恒低温贮藏条件下不同处理的李果实受冷害的程度不同，冷害症状也表现各异，这主要通过李果实的外观和内部冷害指数来综合反映。

从图7和图8可以看出，李果实的外观冷害指数和内部冷害指数是不同的。

图7显示出对照果在贮藏24d时已出现明显的冷害症状，表现为:个别果实表皮呈现出大小不同的褐色斑点，果皮由采摘后鲜亮的黄红色逐渐转为暗红色，这一冷害症状与香蕉李的明显不同［10］。而此时处理果却出现轻微的冷害症状，24d以后对照果的冷害指数显著上升，其冷害症状表现为褐色斑点面积越来越大，果皮颜色变化比较明显，说明李果实不适合在低温下长期贮藏。而经过处理的李果实外观状态明显地减轻了李果实的冷害程度，表现为冷害斑点面积没有明显扩大，果皮鲜亮程度变化也不明显，但果实有轻微的软化现象，而3种处理果相比较抑制果实冷害的效果差别不是很明显，只是处理3抑制果实冷害效果略好一些。

图7 氯化钙处理对李果实外观冷害指数的影响

图8显示的是果实内部受冷害的程度，处理1和处理2果实的内部冷害指数都明显高于对照果，只有处理3的内部冷害指数明显低于对照而抑制果实冷害的效果较好，其表现为处理1和处理2的内部果肉褐变面积由内到外逐渐扩大，明显大于对照果，只有处理3果实内部果肉褐变面积较小且低于对照果，所以，综合果实内部和外部两种冷害指数可以得出，果实经过较高浓度的氯化钙处理果皮颜色较鲜亮，没有明显的褐色斑块，而且果肉内部褐变程度也较对照明显减轻，说明高浓度的氯化钙处理抑制果实冷害的效果较好，能使果实保持较好的贮藏品质。

图8 氯化钙处理对李果实内部冷害指数的影响

3 讨论

冷害是指果实在组织冰点以上，低温胁迫下出现的生理机能障碍，是果实细胞代谢失调与紊乱的结果，冷害的发生常常使果实采后的冷藏效果受到一定影响［12］。白兰瓜果实在4～5℃低温下长时间贮藏发生冷害，表现为烫伤状水浸斑、果皮褐变、果面凹陷，后期冷害和病害交叉感染，影响了白兰瓜果实的贮藏效果、食用品质和商品价值［13］。青椒在2℃贮藏1周后，个别果实上出现少数极小凹陷斑，膜透性变化不大，5周后果实呈现大面积凹陷斑或水浸斑，膜透性迅速上升，而9℃贮藏的果实始终未见冷害症状，膜透性变化不大［14］。

据报道，Ca2+处理可减轻园艺作物采后的冷害，Ca2+可能有两方面的作用:一是直接作用，即通过稳定细胞壁、细胞膜结构和提高保护酶活性来增强植物的抗寒力;二是间接作用，即通过传递低温信息诱导抗寒基因的表达以提高植物的抗寒力［15］。

李果实具有较强的冷敏性，不适宜的低温贮藏，容易诱发冷害。在本研究中发现，Ca2+的浓度不同，抑制李果实冷害的效果及果实内外生理品质的变化也是不一致的。实验结果显示:对照果从冷藏12d开始，a*值、b*值、相对电导率、可溶性固形物含量、呼吸强度都呈现上升趋势，果实硬度、乙烯释放量快速下降，冷害指数逐渐增加，说明李果实在低温下贮藏到12d时，冷害已经开始启动，而且低温提前诱导了乙烯释放量的增加，以提高果实对冷害的应激抗性，引起果实内部发生一系列生理生化变化，但果实表现出的冷害症状为:个别果实表面出现褐色斑点，果皮颜色不鲜亮。随着贮藏时间的延长，冷害程度明显加剧，果实的抗寒能力逐渐下降，表现为果皮褐色斑块逐渐增大，果皮颜色暗淡，果实正常后熟过程受阻。而经过氯化钙处理的果实，硬度、外观冷害指数明显低于对照，表现为果皮褐斑面积较小，果皮颜色较鲜亮;呼吸强度、乙烯释放量受到一定的抑制，L*值降低、a*值增大，贮藏初期的着色指数高于对照，但3种处理中只有处理3的可溶性固形物含量、相对电导率前期低于对照后期高于其它果，内部冷害指数明显低于对照。

综合以上情况表明，从果实外观上看，不同浓度的氯化钙处理都不同程度地抑制了李果实冷害的发生，但从李果实内部品质来看，较低浓度的氯化钙处理抑制冷害的效果不明显，且果实成熟老化得较快而导致果实后期冷害加剧，果肉严重褐变和软化。而较高浓度的氯化钙处理则有效地抑制了李果实冷害的发生，同时又延缓了果实的老化进程，表现为果皮颜色较鲜亮，果实硬度较好，果肉褐变较轻，食用风味良好，保持了李果实较好的贮藏品质。

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Effect of prestorage calcium chloride treatment on chilling injury and physiology and biochemistry in plum fruit

WANG Yan-ying，HU Wen-zhong*，TIAN Mi-xia，JIANG Ai-li，LIU Cheng-hui
(1.College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China;2.Key Laboratory of Bio-Chemistry Engineering，The state Ethnic Affairs Commission Ministry of Education，Dalian 116600，China)

In order to develop new methods to reduce the occurrence of chilling injury for plum fruit，effect of different concentrations of calcium chloride treatment on chilling injury and the physiology and biochemistry were investigated in plum fruits during low temperature storage.The results showed that a*，b*，the relative conductivity，the content of soluble solids and the respiration rate increased，fruit hardness and ethylene production declined rapidly，the index of chilling injury increased gradually when the control fruits stored at low temperature after 12d，it showed that chilling injury had occurred at this time.After plum fruit was treated by calcium chloride，fruit hardness and the out index of chilling injury were lower than the control fruits obviously，the respiration rate and ethylene production were inhibited mostly，L* decreased，a* increased，the index of pigmentataion was higher than the control fruits during the earlyer storage，but the content of soluble solids and the relative conductivity were lower prophase and higher than the other fruits anaphase，the interior index of chilling injury was lower than the control fruits obviously for 2%calcium chloride treatment，it showed that 2%calcium chloride treatment inhibited chilling injury of plum in appearance，but the 2%calcium chloride treatment inhibited chilling injury effectively and maintained better storage quality of plum fruit in both index of chilling injury.

calcium chloride;plum;chilling injury;physiology and biochemistry

TS255.3

A

1002-0306(2011)09-0365-05

冷害又称冷损伤、冷失调，是指一些生长在热带、亚热带(包括某些温带)高温环境中的植物或植物器官，由于形成了对低温的敏感性，在不适当的低温(高于冰点温度)下产生的代谢失调和细胞伤害，是冷敏感性植物或植物器官对低温胁迫的不良反应［1］。李子是蔷薇科植物李的果实，每年7～8月间采收成熟果实，属于喜温性果实。由于采后温度高，李果实内部各种酶的活性增强，引起呼吸作用增大，乙烯释放加快，果胶质分解加速，果实转色及软化加快，所以果实极易受损伤或病原菌侵染而腐烂变质，从而造成经济损失［2］。通常采用低温贮藏以延长李果的贮藏期，但李果贮藏在7℃以下会发生冷害，冷害会导致果实抗病性和耐贮性下降，引起果肉褐变，果味变淡，食用品质下降等［3］。据报道，Ca2+处理可减轻园艺作物采后的冷害，其机理一般认为与其保护细胞中胶层结构，减少细胞壁分解和稳定膜结构有关［4］。也有人提出Ca2+是传递低温信息的胞内第二信使，认为低温首先引起胞质中Ca2+浓度变化，从而引起细胞内的各种生理反应［5］。但国内有关钙处理在减轻果蔬冷害方面的研究较少，本文通过氯化钙处理采后的李果实，研究其对采后李果实冷害的抑制效果及生理代谢机制，从而为生产实践中冷敏果蔬的科学贮运保鲜提供一定的理论指导。

2010-06-07 *通讯联系人

王艳颖(1968-)，女，高级工程师，硕士，研究方向:果蔬加工保鲜工艺及理论。

国家科技支撑计划子课题(2006BAD22B02);国家自然科学基金项目(30771508/C02021005，30972038/C110601)。