采前喷钙对红富士苹果果实品质及贮藏性能的影响*

欧志锋，刘利，姜远茂，魏绍冲，李华

1(山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安，271018)2(山东农业大学园艺科学与工程学院/作物生物学国家重点实验室，山东 泰安，271018)3(泰山职业技术学院财经系，山东 泰安，271000)

钙是影响果实品质的最重要元素之一。钙在细胞壁组成中起交联作用，它使细胞壁结构更牢固、刚性更强。外源补钙主要是增加组织中自由Ca2+和结合钙含量，而Ca2+与细胞壁果胶半乳糖醛酸残基结合为“钙桥”，形成果胶酸钙，该物质对抑制中胶层溶解、限制细胞壁修饰酶降解作用、增加细胞壁机械强度、维持细胞壁结构的完整及稳定性具有重要作用［1-4］。果实成熟时，多聚半乳糖醛酸酶(PG)与果胶甲脂酶(PME)活性增强，通过水解作用破坏细胞壁上的果胶结构，释放出游离钙，果胶受到分解，细胞彼此分离，果实质地变软［1］。如果胞外自由钙含量太低，对细胞内钙的供应不足，细胞内钙库将由于代谢或环境刺激而逐渐耗竭，最后导致代谢功能失调，同时也失去响应外界胁迫的能力［4-5］。

近年来随着果园中果实缺钙症日趋严重，果实增钙技术受到人们的关注。但由于钙元素在植物中的移动性较差，因此土壤施钙较难有效运输到易缺钙的果实靶器官中［6］。采前喷钙可有效减少成熟期果实裂果，维持和加强果实细胞壁结构、保持果实硬度，另外喷钙还可提高果实可溶性固形物含量，降低果实贮藏期间的腐烂率［7-11］。喷施CaCl2可提高苹果果实超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性，延缓果实后熟和衰老［11-12］。据最新报道，钙还可以提高果实抗氧化能力［13］。钙处理的研究多以离子钙为主，而关于糖醇螯合钙、柠檬酸钙等其他钙制剂对果实品质及贮藏效果的研究报道较少。本研究以红富士苹果为试验材料，探讨采前喷钙对苹果果实品质和贮藏性能的影响，以期为提高果实营养品质、控制缺钙相关的果实生理病害提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为红富士苹果(Malus pumila Mill)。土壤基本条件:有机质12.15 g/kg，全氮0.72 g/kg，碱解氮86.36 mg/kg，速效磷69.65 mg/kg，速效钾235.42 mg/kg。试验共设置5 个处理:(1)CK:喷施清水;(2)T1:喷施0.5% Ca(NO3)2;(3)T2:喷施0.8%CaCl2;(4)T3:喷施0.1%糖醇螯合钙(北京新禾丰农化资料有限公司);(5)T4:喷施0.8%柠檬酸钙(山东恒通生物科技有限公司)，每种处理6 株树。从4 月28 日(盛花后10 d)起每周1 次进行树体喷钙，共喷施4 次，各处理均有针对性地喷至叶片与果实表面。果实于10 月24 日(去袋后21d)采摘，取大小、色泽和成熟度相对一致的果实放入冷藏库(0℃)贮藏，每处理120 个果实。分别于采收后、贮藏60d和120d 取果样测定各项指标。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 硬度

采用GY-4 数显式水果硬度计(浙江托普仪器有限公司)测定。

1.2.2 可溶性固形物

采用TD-45 数字折光仪(浙江托普仪器有限公司)测定。

1.2.3 可滴定酸

采用酸碱滴定法测定，以苹果酸计(换算系数为0.067)［14］。

1.2.4 抗坏血酸(Vc)含量的测定

采用2，6 -二氯酚靛酚滴定法测定［15］。

1.2.5 丙二醛(MDA)含量的测定

采用硫代巴比妥酸比色法测定［15］。

1.2.6 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定

采用氮蓝四唑比色法测定，以抑制NBT 光化学还原50% 为1 个酶活力单位，结果以U/gFW 表示［15］。

1.2.7 过氧化物酶(POD)活性的测定

采用愈创木酚法测定，以每分钟在470 nm 处吸光度变化0.01 为1 个酶活力单位，结果以U/(min·gFW)计［16-17］。

1.2.8 多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的测定

采用氰乙酰胺显色法，底物为果胶(Sigma 公司)，以D -(+)半乳糖醛酸为标样，以30℃下每克鲜样每分钟分解产生1 μg 游离半乳糖醛酸为1 个酶活力单位(U)［18-19］。

1.2.9 纤维素酶活性(Cx)的测定

采用3，5-二硝基水杨酸比色法，底物为羧甲基纤维素(CMC)(Sigma 公司)，以D-葡萄糖为标样，以37℃下每克鲜样每分钟分解产生1 μg 葡萄糖为1 个酶活力单位(U)［16］。

采用Excel2003 软件绘制图表，并应用DPS7.05统计分析软件进行数据统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 果实硬度的变化

从表1 可以看出，除T4处理外，采收时各种喷钙处理的果实硬度显著高于对照，且T2﹥T1﹥T3。贮藏60d 时，果实硬度普遍有所下降，但T1、T2和T3处理仍显著高于对照;贮藏120d 时，各种喷钙处理的果实硬度比对照高8.13% ～18.66%。可见各种增钙处理能稳固细胞壁结构，延缓贮藏期间果实硬度下降程度。

2.2 可溶性固形物含量的变化

从图1 可以看出，各种喷钙处理可不同程度提高采收时果实的可溶性固形物含量，以T1和T2处理效果最为明显，分别比对照高21.47%和21.89%。贮藏60d 时，各喷钙处理果实可溶性固形物仍显著高于对照，比对照高10.44% ～23.06%;贮藏120d 时，T1、T2和T3处理果实可溶性固形物显著高于对照，分别比对照高13.49%、15.90%和12.02%。钙延缓苹果果实衰老过程中可溶性固形物含量的下降程度，很可能与钙抑制贮藏过程中果实淀粉等多糖成分的降解有关［20］。

表1 喷钙对果实硬度的影响 kg/cm2Table 1 Effects of calcium sprays on hardness of fruits kg/cm2

图1 喷钙对苹果果实可溶性固形物含量的影响Fig.1 Effects of calcium sprays on soluble solid content of fruits

2.3 可滴定酸含量的变化

可滴定酸是影响果实品质的一个重要指标。从图2 可以看出，除T4处理外，采收时喷钙处理的果实可滴定酸含量均明显高于对照。贮藏期间果实可滴定酸含量呈下降趋势，贮藏60 d 时，T1和T2处理的果实可滴定酸含量显著高于对照;贮藏120d 时，喷钙处理的果实可滴定酸含量均明显高于对照，且T3﹥T2﹥T1﹥T4，差异均显著。

2.4 抗坏血酸含量的变化

从图3 可以看出，随着贮藏时间的延长，果实Vc含量逐渐降低，喷钙可不同程度减缓其下降程度。贮藏60d 时，T1处理果实Vc 含量比对照高30.58%;贮藏120d 时，各喷钙处理果实Vc 含量比对照高8.46% ～28.54%，但处理之间差异不显著。

2.5 丙二醛含量的变化

图2 喷钙对果实可滴定酸含量的影响Fig.2 Effects of calcium sprays on titratable acid content of fruits

图3 喷钙对果实Vc 含量的影响Fig.3 Effects of calcium sprays on ascorbic acid content of fruits

丙二醛是膜脂过氧化的最终分解产物，丙二醛含量的高低在一定程度上标志着植物器官的衰老状况和逆境受伤害程度。由表2 可以看出，喷钙可显著降低果实采收期丙二醛含量，贮藏期间随着时间延长，果实丙二醛含量呈升高趋势。贮藏60d 时，各种喷钙处理的果实丙二醛含量显著低于对照，比对照低20.00% ～58.33%;贮藏120d 时，T1和T2处理的果实丙二醛含量显著低于对照，分别比对照低17.90%和16.67%。

表2 喷钙对果实丙二醛含量的影响 μmol/gFWTable 2 Effects of calcium sprays on malondialdehyde content of fruits μmol/gFW

2.6 超氧化物歧化酶活性的变化

由图4 可知，T1和T4处理可显著提高采收时果实SOD 酶活性。贮藏期间果实SOD 酶活性呈先升高后降低的趋势。贮藏60d 时，T1和T2处理果实SOD 酶活性显著高于对照，分别比对照高35.98%和27.89%，这与T1和T2处理果实丙二醛含量较低相一致;贮藏120d 时，各种喷钙处理的果实SOD 酶活性均显著高于对照，比对照高12.61% ～66.22%。

图4 喷钙对果实SOD 酶活性的影响Fig.4 Effects of calcium sprays on superoxide dismutase activity of fruits

2.7 过氧化物酶活性的变化

由图5 可以看出，只有T1处理的果实在采收时和贮藏期POD 酶活性明显高于对照。果实POD 酶活性在不同时期变化不明显。贮藏60d 时，T1和T2处理果实POD 酶活性明显高于对照。

图5 喷钙对果实POD 酶活性的影响Fig.5 Effects of calcium sprays on peroxidase activity of fruits

2.8 多聚半乳糖醛酸酶活性的变化

由图6 可以看出，除T2处理外，采收时其他处理果实PG 活性低于对照，但处理间差异不显著。贮藏60d 时，T2、T3和T4处理果实PG 活性显著低于对照;贮藏120d 时，各种喷钙处理与对照间无明显差异性。上述结果表明，钙在果实成熟初期对PG 活性影响较大，这很可能与果实中钙形态的转化有关［2］。

2.9 纤维素酶活性的变化

图6 喷钙对果实PG 酶活性的影响Fig.6 Effects of calcium sprays on polygalacturonase activity of fruits

从图7 可以看出，刚采收时果实Cx 活性普遍较低，果实Cx 活性随着贮藏期的推迟呈现升高的趋势，但钙处理可以降低果实Cx 活性升高的幅度。贮藏60d 时，T1和T4处理果实Cx 活性显著低于对照，其果实Cx 活性分别比对照低45.99%和47.00%;贮藏120d 时，T2处理效果最明显，其果实Cx 活性比对照低35.62%。

图7 喷钙对果实Cx 酶活性的影响Fig.7 Effects of calcium sprays on cellulase activity of fruits

3 结论

试验结果表明，各种喷钙处理的苹果在采收时及贮藏期间果实营养品质总体上好于对照，果实中SOD 和POD 保护酶活性多数时期明显高于对照，而果实中PG 和Cx 活性较低，因此喷钙处理可增强果实的耐贮性能，延缓苹果果实成熟与衰老进程。不同处理中，Ca(NO3)2和CaCl2处理的果实在贮藏期间一直保持较高的硬度，果实中可溶性固形物含量也明显高于对照;此外，Ca(NO3)2处理的果实在贮藏期间还一直保持较高的SOD 和POD 酶活性。但是，糖醇螯合钙处理的果实PG 活性在贮藏期间明显低于对照及其他处理，说明糖醇螯合钙在影响果实PG 活性方面有其特殊机理，这可能与其分子结构有关。此外，喷施液中Ca2+浓度、气候条件及红富士苹果对钙的需求特性也可能影响处理的效果。因此，有关糖醇螯合钙在苹果贮藏方面的效应还有待深入研究。

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