促干劑對(duì)GA3處理和未處理無核白葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

加帕爾?卡迪爾　何丹　麥麥提艾力?熱合曼　尼加提?阿布德熱衣木　海利力?庫爾班

摘要[目的]研究促干劑對(duì)赤霉素（GA3）處理和未處理無核白葡萄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。[方法]以吐魯番無核白葡萄為試驗(yàn)材料，開花結(jié)實(shí)期GA3處理和未處理的無核白葡萄進(jìn)行促干劑預(yù)處理，探討其對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)以及相關(guān)生理生化指標(biāo)的影響。在GA3處理和未處理的無核白葡萄開花結(jié)實(shí)前，均用促干劑處理，測(cè)定并計(jì)算出在制干過程中的脫水率、出干率、呼吸速率以及有機(jī)酸含量等指標(biāo)參數(shù)。對(duì)消費(fèi)者身體可能造成的健康隱患進(jìn)行討論。[結(jié)果]促干劑處理極顯著地加速葡萄失水，并使失水速率隨促干劑濃度而上升，而GA3處理與未處理葡萄失水速率沒有明顯差異；促干劑提高制干過程前期葡萄的呼吸速率，而在中、后期的呼吸速率則降低，但GA3處理與未處理的葡萄呼吸速率并沒有明顯的差異；GA3對(duì)葡萄粒體積和葡萄鮮重有顯著增效作用，但鮮葡萄出干率下降10%左右；用促干劑進(jìn)行處理的無核白出干率有上升的趨勢(shì)，但不具有實(shí)際統(tǒng)計(jì)學(xué)價(jià)值；促干劑與GA3進(jìn)行處理的無核白的有機(jī)酸含量均明顯高于對(duì)照處理，并且存在顯著交互作用。[結(jié)論]促干劑與赤霉素用于葡萄干生產(chǎn)會(huì)在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益，但給消費(fèi)者帶來健康隱患，因此使用者需慎重考慮。

關(guān)鍵詞無核白葡萄；促干劑；呼吸速率；葡萄產(chǎn)量；有機(jī)酸

中圖分類號(hào)S663.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）33-0045-04

Effect of Prodry Agent on the Productivity and Quality of Turpan Seedless Grapes （Vitis vinifera L.） Treated or Untreated by GA3

Jappar Kader1，2， HE Dan3，4， Mamateli Rahman5，Halil Kurban1，4* et al

（1.School of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052；2.Agricultural Industrialization Service Cnter of Lianmuqin Town， Shanshan， Xinjiang 838204；3.Xinjiang General Station of Forestry Technology Promotion， Urumqi， Xinjiang 830052；4.Xinjiang Anjudan Biotechnology Co.， Ltd.， Urumqi， Xinjaing 830000；5.School of Life Science， Tsinhua University， Beijing 100084 ）

Abstract[Objective] To research the effect of prodry agent （PDA） on the productivity and quality of Turpan seedless grapes （Vitis vinifera L.） treated or untreated by GA3.[Method] With Turpan seedless grape as the research materials， pretreatment of grape treated and untreated by GA3 at blooming stage was carried out.Its effects on yield， quality and correlated physiological and biochemical indexes were discussed.PDA was applied before flowering stage， and the dehydration rate， respiration rate during the drying processes， organic acid content and the dryweight yield of the grapes were measured.The health hazard on consumers body were discussed.[Result] PDA extremely significantly promoted the dehydration rate of grape， and the rate enhanced with the increasing concentration of PDA.There were no significant differences in dehydration rate between treatments with and without GA3.PDA enhanced the respiration rate in the early stage of the drying process， but reduced it in later stages.There were no significant differences in respiration rate between treatments with and without GA3.Under GA3 treatment， the grape grain size and the fresh weight increased significantly， while the dry matter percentage per 100 g of fresh grapes decreased by 10%.The dry matter percentage per 100 g of fresh grapes rose under PDA treatment， but it was not statistically significant.The organic acid content of both of GA3treated and PDAtreated grapes was higher than that of the control， and there was synergy between the two treatments when they were applied together.[Conclusion] Applying GA3 and PDA in raisin enhanced the ecnomic benefit but brought health hazard， so that the users needed to consider carefully.

Key wordsVitis vinifera L.；Prodry Agent；Respiration rate；Grapes productivity；Organic acids

葡萄干具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值，在世界葡萄加工產(chǎn)業(yè)中享有較高聲譽(yù)[1]。漿果葡萄經(jīng)過制干加工后能使?fàn)I養(yǎng)成分較完整的保留，人體易吸收，具有較高的熱量，含有抑制血小板聚集和減少心臟病發(fā)生發(fā)展的白藜蘆醇[2-5]。全球有土耳其、中亞的烏孜別克斯坦、美國加州等國家是葡萄的主產(chǎn)區(qū)。我國葡萄干的產(chǎn)量僅占世界的6%[6]。坐落于新疆東部的吐魯番地區(qū)是新疆重要的葡萄加工和生產(chǎn)基地，經(jīng)過不斷努力，近年來吐魯番地區(qū)的無核白葡萄產(chǎn)量逐漸提高、種植面積逐漸增大，已形成獨(dú)具規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)[7]。在我國，利用高溫和空氣流動(dòng)風(fēng)干是最為傳統(tǒng)的葡萄制干方法，這樣既可以生產(chǎn)健康食品，也可以提高葡萄制干產(chǎn)量 [8]。

赤霉素（GA3）是在植物中廣泛存在，具有四環(huán)雙帖類結(jié)構(gòu)的一種激素，能夠控制植物生長和發(fā)育[9]。GA3作用于葡萄的主要功能是提高葡萄的坐果率，使果穗和葡萄粒伸長，進(jìn)而提高葡萄產(chǎn)量，被廣泛應(yīng)用于葡萄生產(chǎn)[10]。然而，國內(nèi)外近年研究發(fā)現(xiàn)，GA3在有機(jī)體的殘留對(duì)健康有危害[11]?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，GA3影響動(dòng)物體內(nèi)肝細(xì)胞中的線粒體的正常呼吸功能，使得肝臟的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變[12-15]。由于GA3沒有急性毒害而使人們忽略其積累毒性，長久攝取或嚴(yán)重時(shí)可致動(dòng)物機(jī)體發(fā)生癌變[16]。水果表皮覆蓋著一層不易透水的蠟質(zhì)層，因此晾果干是一個(gè)耗能的過程[17]。果皮與果肉的透水性與氣溫及空氣濕度有關(guān)，在較高溫度下（70 ℃）制干無需前處理，而在較低溫度（40～60 ℃）下制干則需要前處理過程[18]。水果皮可通過化學(xué)預(yù)處理[19-20]或物理預(yù)處理提高其透水性[21]?；瘜W(xué)預(yù)處理通常分解果皮蠟質(zhì)層使其產(chǎn)生微觀裂縫而增加透水性[22]。在新疆，促干劑是一種普遍應(yīng)用于葡萄制干的化學(xué)預(yù)處理的白色粉末狀試劑，也被稱為食品添加劑[23]。經(jīng)過促干劑進(jìn)行處理的葡萄表面結(jié)構(gòu)被破壞，加大水分蒸發(fā)速率，從而使葡萄干提前上市，可快速制干葡萄干顯綠色，“提高葡萄干衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1～2個(gè)質(zhì)量等級(jí)”。另外，由于促干劑處理葡萄表層水分蒸發(fā)快，在內(nèi)部含水量仍高，在某種程度上可提高葡萄干的產(chǎn)量[24]，但促干劑殘留造成果粒的二次污染對(duì)生物體存在安全隱患[19，25]。目前對(duì)使用生長促進(jìn)劑和促干劑提高收益的機(jī)制及其對(duì)人體存在的安全隱患之間的平衡點(diǎn)研究甚少。

筆者以葡萄開花結(jié)實(shí)期用赤霉素（GA3）處理和未經(jīng)GA3處理的無核白葡萄為材料，研究促干劑預(yù)處理葡萄在制干過程中脫水和呼吸速率的變化，及其對(duì)無核葡萄的產(chǎn)量及有機(jī)酸含量的影響，并對(duì)消費(fèi)者身體可能造成的健康隱患進(jìn)行討論。

1材料與方法

1.1材料選取新疆東部的鄯善縣漢墩夏村為無核白試驗(yàn)和采樣樣地。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

在無核白開花前后分別進(jìn)行2次GA3噴灑處理，GA3花前噴灑濃度為100 mg/kg，花后噴灑濃度為140 mg/kg。將成熟后的葡萄進(jìn)行人工采收，設(shè)置0、5、30、60 g/L共4個(gè)不同梯度的促干劑濃度，分別浸泡1 min，0 g/L為對(duì)照組試驗(yàn)，浸泡后撈出置于篩網(wǎng)上，在自然條件晾干的過程中，定期測(cè)定呼吸速率、有機(jī)酸含量等相關(guān)參數(shù)。晾干后，在65 ℃的烘箱中處理3 d，采用隨機(jī)取樣法，稱取葡萄干的百粒重，測(cè)定短徑及粒長。

1.2.2呼吸速率的測(cè)定。

呼吸速率采用光合儀（LI-6400）和配土壤呼吸室（6400-09）進(jìn)行測(cè)定。分別稱取GA3處理（對(duì)照）和未經(jīng)GA3處理的鮮葡萄50 g，用0、15、30、60 g/L共4個(gè)濃度梯度的促干劑分別浸泡1 min，置于試驗(yàn)室陰涼處，每24 h稱重1次，計(jì)算含水量變化；每24 h測(cè)定1次呼吸速率直至葡萄晾干。進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。

1.2.3有機(jī)酸的測(cè)定。

葡萄干有機(jī)酸含量的測(cè)定采用返滴定法進(jìn)行[26]。

（1）對(duì)照品溶液的制備：檸檬酸0.1400 g，加入0.054 mol/L NaOH 溶解，采用0.054 mol/L NaOH定容到500 mL。

（2）供試品溶液制備：無核白葡萄干1 g，加入50 mL濃度為0.054 mol/L NaOH 溶液進(jìn)行研磨、密封后置于室溫15 min，2 000～3 000 rpm/min離心20 min，取上清液。

（3）測(cè)定方法：供試品溶液 25 mL，加入25 mL蒸餾水，酚酞2滴，用濃度為0.0587 mol/L的HCL進(jìn)行滴定，記錄消耗HCL體積V（1 mL 0.058 7 mol/L HCL為2.801 mg C6H8O7）。

（4）滴定濃度為0.054 mol/L NaOH溶液25.0 mL，記錄消耗酸體積V。

1.3數(shù)據(jù)分析采用Excel作圖，SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1葡萄制干過程的含水量變化

由圖1可知，經(jīng)過促干劑處理后的葡萄的失水速率高于對(duì)照（P<0.01），失水速率隨促干劑濃度的升高而逐漸升高，促干劑的濃度與失水速率和測(cè)定時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為R=-0.408，P<0.01和R=-0.841，P<0.01。而制干過程中含水量的變化與赤霉素處理之間無緊密相關(guān)性（R=0.165， P<0.05）。

2.2呼吸速率及含水量的變化

由圖2可知，1～4 d時(shí)經(jīng)過促干劑處理的葡萄呼吸速率全部高于對(duì)照。經(jīng)過不同促干劑濃度進(jìn)行處理的葡萄之間，促干劑濃度與呼吸速率成正相關(guān)；4 d后，葡萄的含水量下降至60%時(shí)，經(jīng)過促干劑處理的葡萄的呼吸速率明顯低于對(duì)照，促干劑濃度與呼吸速率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；在整個(gè)葡萄干制備過程中，呼吸速率呈先上升后下降的趨勢(shì)，但峰值出現(xiàn)時(shí)間略有不同。GA3處理與對(duì)照之間的呼吸速率不存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，經(jīng)過促干劑處理的試驗(yàn)，隨著時(shí)間的推移與呼吸速率存在極顯著差異，在各因素之間也存在顯著的交互作用。在葡萄干的制備過程中，呼吸速率的變化與GA3不存在相關(guān)性（R=-0.007，P=0933），與促干劑處理試驗(yàn)和時(shí)間呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系R=-0.207，P<0.05；R=-0.462，P<0.01）。

2.3赤霉素和促干劑對(duì)葡萄制干的增效作用

2.3.1赤霉素和促干劑對(duì)葡萄干百粒重的影響。

由圖3可知，在葡萄的生長期進(jìn)行GA3處理的葡萄再使用促干劑進(jìn)行處理制干的葡萄干百粒重比未經(jīng)過促干劑處理的葡萄干百粒重增重27%（P<0.01）。GA3和促干劑與葡萄干百粒重二者間進(jìn)行相關(guān)性分析結(jié)果顯示，GA3與葡萄干百粒重之間存在較大的相關(guān)性（R=0.90，P<0.01）；促干劑與葡萄干百粒重的相關(guān)性較GA3低，說明促干劑對(duì)無核白葡萄干的增重作用不大（R=0.189，P<0.01）。

2.3.2赤霉素和促干劑對(duì)葡萄干粒形的影響。

由圖4可知，用GA3與促干劑進(jìn)行處理對(duì)無核白葡萄干縱徑（圖4A）和橫徑（圖4B）的影響與其對(duì)葡萄干百粒重的影響基本類似。GA3與促干劑進(jìn)行處理的葡萄干的縱、橫徑平均長度均較只有GA3處理得到的葡萄干縱、橫徑大；只用促干劑進(jìn)行處理的無核白葡萄干縱、橫徑與對(duì)照組相比變化不大。GA3和促干劑進(jìn)行交互作用對(duì)比顯示，二者間的差異有較顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.3.3每百克鮮葡萄出干率。從圖5可以看出，經(jīng)過GA3處理比未處理的無核白葡萄干的出干率下降了10%；未用GA3處理的無核白葡萄，在不同濃度的促干劑處理?xiàng)l件下，隨著促干劑的濃度增加無核白葡萄干的出干率呈上升的趨勢(shì)，但不具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；經(jīng)GA3處理的無核白葡萄，出干率隨著促干劑濃度增加表現(xiàn)出極顯著上升趨勢(shì)（P<001）。通過雙因素方差進(jìn)行分析的結(jié)果顯示，GA3處理與未經(jīng)過GA3處理二者之間、經(jīng)過促干劑處理與未經(jīng)過促干劑處理二者之間存在較顯著的差異，GA3進(jìn)行處理和促干劑進(jìn)行處理二者之間存在顯著的交互作用。對(duì)促干劑和GA3處理的無核白葡萄干的出干率進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示GA3與無核白葡萄干的出干率之間呈負(fù)相關(guān)（R=-0.501，P<001），促干劑則成正相關(guān)（R=0.473， P<0.01）。

2.4有機(jī)酸含量的變化

由圖6可知，GA3處理和未處理的無核白葡萄，分別進(jìn)行不同濃度的促干劑處理，GA3處理的葡萄干的有機(jī)酸含量分別是2.97%和2.62%，未處理的有機(jī)酸含量分別為2.54%和2.49%，前處理明顯高于后處理，存在較為顯著的差異（P>0.05）。GA3及促干劑處理的無核白葡萄干的有機(jī)酸含量均比對(duì)照高，表現(xiàn)為正相關(guān)的關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別為R=0.361，P<0.05；R=0.566， P<0.01。

3討論

GA3是細(xì)胞內(nèi)不可以缺少的植物激素[27]，調(diào)節(jié)參與植物的生長發(fā)育以及休眠過程[28]，可以提高葡萄的產(chǎn)量[29]。無核白葡萄因其果梗比較短小，使果穗緊密，嚴(yán)重的限制漿果的生長發(fā)育，GA3主要用于無核葡萄的果梗伸長生長從而促進(jìn)漿果生長[12]。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過GA3處理的無核白葡萄干的百粒重、縱徑和橫徑分別是對(duì)照組試驗(yàn)的2.31、122、1.5倍，表明經(jīng)GA3處理可以提高無核白葡萄干產(chǎn)量；經(jīng)過GA3處理與對(duì)照組的每100 g新鮮葡萄的出干率進(jìn)行比較，進(jìn)行GA3處理比未進(jìn)行處理的葡萄出干率下降了10%，表明GA3處理的漿果要比對(duì)照組的葡萄吸收較多水分，這是因?yàn)榻?jīng)過GA3處理可以促進(jìn)可溶性小分子向葡萄果實(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致果實(shí)的水勢(shì)下降，從而吸收更多水分，維持較高含水量。由此可見，赤霉素一方面促進(jìn)果梗伸長、果粒增加，提高葡萄的百粒重，從而使葡萄干的增加產(chǎn)量；另一方面可以積累更多的可溶性糖和有機(jī)酸使組織水勢(shì)下降，從而吸收較多的水分，提高葡萄鮮重。

促干劑在近20年來廣泛用于葡萄干生產(chǎn)中，可以使果實(shí)表皮脫去蠟質(zhì)層，是葡萄干快速制備的一種添加劑。促干劑可以通過提綠等條件，來提升“質(zhì)量等級(jí)”，保證葡萄干品質(zhì)，也給果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入提供了保障。研究結(jié)果顯示，經(jīng)過促干劑進(jìn)行處理的葡萄在前期制干過程中刺激葡萄的呼吸作用，使呼吸速率上升，這可能是由于細(xì)胞膜脂被促干劑損害，造成相關(guān)酶與呼吸底物相互排斥，導(dǎo)致呼吸速率提高。根據(jù)George和Athanasio等[30-31]的研究表明，植物的組織傷呼吸作用與細(xì)胞內(nèi)外膜的雙脂層有關(guān)系，當(dāng)雙脂層被破壞，呼吸速率加快，同時(shí)也破壞了果皮內(nèi)存在的木質(zhì)素，從而加快失水[8]。徐曉輝等[23]用促干劑對(duì)小鼠進(jìn)行試驗(yàn)顯示，高劑量的促干劑會(huì)導(dǎo)致小鼠的胃腸道出血，導(dǎo)致其死亡，死亡率高達(dá)100%，說明促干劑能破壞細(xì)胞膜雙脂層結(jié)構(gòu)。在葡萄制干的中、后期，隨著促干劑濃度的升高，呼吸速率呈下降趨勢(shì)，這種趨勢(shì)與葡萄的水量下降速率有一定的關(guān)系，處理過的葡萄快速失水，從而減少葡萄干的制備時(shí)間。促干劑進(jìn)行處理的無核白葡萄粒的縱、橫徑和百粒重不存在顯著的影響。研究者認(rèn)為，促干劑（PDA）通過促進(jìn)葡萄失水使呼吸速率迅速下降而降低呼吸消耗，從而略提高葡萄出干率。用GA3處理的葡萄再用促干劑進(jìn)行處理，出干率隨著促干劑的濃度增加而增加。由此可見，赤霉素與PDA作用后的葡萄，會(huì)使葡萄顏色保持良好，出干率也略有提高，但毒素的積累會(huì)對(duì)健康構(gòu)成威脅[32-33]。

GA3與PDA處理的有機(jī)酸含量均高于未處理對(duì)照。筆者認(rèn)為二者有機(jī)酸含量高于對(duì)照的原因不同，即GA3處理能使代謝活動(dòng)增強(qiáng)，促進(jìn)不溶于水的大分子化合物或有機(jī)酸等有機(jī)物質(zhì)的大量積累，成熟過程中逐漸轉(zhuǎn)化為可溶性糖，處理延緩成熟比對(duì)照需要較長的時(shí)間進(jìn)行有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化；而PDA處理的葡萄粒則迅速脫水，使其呼吸作用迅速降低，沒有充分的時(shí)間轉(zhuǎn)化，從而使其有機(jī)酸含量高于對(duì)照。GA3與PDA同時(shí)處理則有顯著的相互增效作用。

4結(jié)論

在葡萄生長發(fā)育期，GA3處理可以通過促進(jìn)果梗的生長和漿果粒增大以及降低細(xì)胞水勢(shì)而吸收大量水分，從而增加葡萄鮮重和干重，葡萄干有機(jī)酸含量則明顯高于對(duì)照，而在制干過程中失水速率和呼吸作用無顯著影響。

PDA處理對(duì)葡萄表面結(jié)構(gòu)有損壞作用，溶解蠟質(zhì)層在角質(zhì)層產(chǎn)生裂縫并損壞細(xì)胞壁組成纖維素，從而極顯著地加速葡萄失水，提高制干過程前期葡萄的呼吸速率，而在中、后期由于含水量迅速下降而使呼吸速率降低，降低呼吸消耗，這在某種程度上有利于提高葡萄干產(chǎn)量。同時(shí)由于縮短了制干時(shí)間，有機(jī)酸等不能充分轉(zhuǎn)化成可溶性糖，使葡萄干有機(jī)酸含量較高。GA3與PDA并用時(shí)有顯著的增效作用，因而其有機(jī)酸含量更高。

綜合考慮經(jīng)濟(jì)利益和食品衛(wèi)生以及健康隱患問題，GA3和PDA的增產(chǎn)給部分果農(nóng)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，人們卻忽略環(huán)境激素對(duì)人類和動(dòng)物生殖系統(tǒng)的惡性作用或嚴(yán)重時(shí)可致機(jī)體發(fā)生癌變的作用。該試驗(yàn)結(jié)果顯示，PDA對(duì)細(xì)胞表面結(jié)構(gòu)有損壞作用，在動(dòng)物急性毒性實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)基本有毒。綜上所述，GA3與PDA用于葡萄干生產(chǎn)會(huì)在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益，但卻給消費(fèi)者帶來健康隱患，使用時(shí)需要慎重考慮。

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