鈣處理對(duì)漿果品質(zhì)影響的研究進(jìn)展

王馨悅，姜愛(ài)麗*，張靜，姬亞茹，胡文忠

1(大連民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，生物技術(shù)與資源利用—教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 大連，116600)2(大連理工大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連，116024)

漿果(berry)是指由子房或聯(lián)合其他花器發(fā)育成的柔軟多汁肉質(zhì)果。漿果類水果簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是水分含量很高，果肉呈漿狀的一類水果，如藍(lán)莓(Vacciniumspp)、葡萄(VitisviniferaL.)、草莓(Fragaria×ananassaDuch)、獼猴桃(ActinidiaChinensis)、石榴(PunicagranatumL.)、番木瓜(CaricapapayaL.)、越桔(Vacciniumvitis-idaeaLinn)等，在世界范圍內(nèi)產(chǎn)量排前3位的漿果分別是葡萄、草莓和藍(lán)莓[1]。甜櫻桃(PrunusaviumL.)果實(shí)屬核果類，但果實(shí)柔軟多汁，采后極易腐爛變質(zhì)[2]，雖不是漿果類卻具有漿果的特點(diǎn)，因此在本文中也對(duì)其進(jìn)行了綜述。漿果類水果不僅皮薄、多汁、口感好，而且富含有機(jī)酸、多酚、多糖等生物活性成分[3]，具有調(diào)理慢性疾病、美容養(yǎng)生等功效，是一類天然的保健果品。近年來(lái)，隨著我國(guó)人均生活水平的提高，人們對(duì)新鮮漿果的消費(fèi)量越來(lái)越大，漿果產(chǎn)業(yè)因此得到了快速發(fā)展。但是由于采后極易軟化腐爛，不耐貯運(yùn)等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響其食用品質(zhì)和商業(yè)價(jià)值[4]。

鈣是細(xì)胞分裂和果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素，不僅參與細(xì)胞壁和許多細(xì)胞器的合成，而且在信號(hào)傳導(dǎo)和生理生化反應(yīng)等方面具有重要作用[5]。鈣在信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程中充當(dāng)信使，鈣離子通過(guò)H+/Ca++反向轉(zhuǎn)運(yùn)體被線粒體吸收[6]，鈣離子可以結(jié)合生物膜上的蛋白質(zhì)和脂肪來(lái)維持細(xì)胞壁和質(zhì)膜的穩(wěn)定，降低細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性，也通過(guò)抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)的活性、增加果實(shí)中原果膠含量等因素來(lái)提高果實(shí)硬度，減輕果實(shí)貯藏期腐爛，控制生理性病害的發(fā)生[7]。鈣對(duì)糖和芳香物質(zhì)等的形成也起著直接或間接作用，在鈣充足的條件下，果實(shí)的含糖量、香味和風(fēng)味也會(huì)提高[8]，且鈣對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響遠(yuǎn)超過(guò)鎂、鉀、氮、磷等元素[9]。鈣在果樹(shù)中的營(yíng)養(yǎng)狀況也影響著樹(shù)體的生長(zhǎng)發(fā)育，最終關(guān)系到果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量[10]。如今鈣處理作為一種行之有效的保鮮技術(shù)，被公認(rèn)為綠色環(huán)保型保鮮處理手段，并且因其操作簡(jiǎn)單，可行性高，成本低，具有很好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用意義。目前，我國(guó)可用于漿果等水果保鮮及加工的常見(jiàn)含鈣制劑有乳酸鈣、抗壞血酸鈣等[11]。

1　采前鈣處理

果樹(shù)對(duì)鈣的吸收主要通過(guò)根、葉和果皮3種途徑[12]，在實(shí)際應(yīng)用中，采前鈣處理常分為噴鈣和施加鈣肥2種主要途徑。適當(dāng)?shù)牟汕扳}處理可有效提高漿果品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期，對(duì)漿果的保鮮具有重要意義。

1.1　采前噴鈣處理

采前噴鈣多指對(duì)生長(zhǎng)期果實(shí)、葉穗、葉面進(jìn)行噴鈣，葉穗、葉面吸收的鈣經(jīng)韌皮部轉(zhuǎn)運(yùn)到果實(shí)，進(jìn)而提高果實(shí)中的鈣積累。KAFLE[13]等用CaCl2和Ca(NO3)2對(duì)甜櫻桃進(jìn)行采前噴鈣處理，以解決成熟期降雨導(dǎo)致的甜櫻桃果實(shí)裂果問(wèn)題，研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用適宜濃度的鈣噴施甜櫻桃果實(shí)和葉面，可有效減少甜櫻桃的裂果率，而且不會(huì)影響果實(shí)的品質(zhì)。其結(jié)論與EROGUL[14]對(duì)甜櫻桃的研究結(jié)果一致，EROGUL發(fā)現(xiàn)鈣處理不僅顯著增加了甜櫻桃的果實(shí)硬度，而且保護(hù)了表皮色澤。木瓜采前經(jīng)噴施CaCl2處理，增加了采后木瓜果實(shí)的含鈣量和可滴定酸含量，卻降低了采后呼吸速率和乙烯合成速率，并減慢了果膠甲酯酶(PME)及多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性上升的速度，結(jié)果表明，采前噴鈣延緩了采后木瓜的成熟速度，提高了木瓜的品質(zhì)，進(jìn)而延長(zhǎng)了木瓜的貨架期[15]。石榴采前經(jīng)CaCl2處理的效果與木瓜相似，經(jīng)采前葉面噴鈣的石榴果實(shí)直徑變大，VC含量增加，推遲了石榴果實(shí)成熟期，并起到預(yù)防生理性病害發(fā)生的作用[16]。但是針對(duì)不同品種的石榴所需的適宜鈣濃度，以及外界環(huán)境對(duì)葉面噴鈣效果的影響還需進(jìn)一步研究，以上報(bào)道均選用的是無(wú)機(jī)鈣制劑，如CaCl2，近年來(lái)CaCl2作為保鮮劑和硬度劑被廣泛應(yīng)用于果蔬和鮮切商品中[17]，但是氯殘留的問(wèn)題仍需繼續(xù)探究。王瑞[18]等通過(guò)對(duì)生長(zhǎng)期藍(lán)莓葉片和果實(shí)噴施有機(jī)鈣(糖醇螯合鈣)，有效提高了采后藍(lán)莓果實(shí)中鈣的含量，并抑制果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、丙二醛含量及可溶性果膠含量的升高，減緩乙烯釋放速率，降低多酚氧化酶(PPO)和過(guò)氧化物酶(POD)的酶活性，并降低果實(shí)軟果率和腐爛率，從而延緩果實(shí)的衰老進(jìn)程。該實(shí)驗(yàn)也指出，有機(jī)鈣制劑的水溶性和吸收性均好于無(wú)機(jī)鈣，因此是更有效的生理活性鈣。關(guān)于采前鈣處理的研究在葡萄[19]、草莓[20]和楊桃[21]等漿果中也有報(bào)道。上述研究表明,采前噴鈣對(duì)采后漿果品質(zhì)有著重要影響，但需注意以下幾點(diǎn)問(wèn)題：(1)采前噴鈣受外界環(huán)境影響較大，如天氣的影響，所以要選擇適當(dāng)?shù)沫h(huán)境和時(shí)間進(jìn)行噴鈣處理；(2)鈣源的種類和鈣濃度的選擇，如CaCl2和Ca(NO3)2等的無(wú)機(jī)鈣試劑，噴施濃度稍高會(huì)引發(fā)藥害，導(dǎo)致葉片尤其是葉邊緣發(fā)生灼燒等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹪缙诼淙~落葉或樹(shù)體死亡；(3)果皮和果肉中鈣的吸收主要依靠生長(zhǎng)前期[22]，生長(zhǎng)后期會(huì)因果柄中草酸鈣阻塞韌皮等因素導(dǎo)致果實(shí)鈣積累困難，且隨著果實(shí)的成熟與膨大，鈣會(huì)嚴(yán)重流失[23]，因此采前噴鈣應(yīng)多選在果實(shí)的生長(zhǎng)前期。

1.2　采前施鈣處理

采前施鈣處理是指向果樹(shù)土壤中施加鈣肥，施用的多為無(wú)機(jī)鈣。適量施加鈣肥可以促進(jìn)土壤中硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化和吸收，使不溶性磷鉀肥變?yōu)榭扇苄责B(yǎng)分，滿足作物需求。有關(guān)露地栽培的果樹(shù)多提倡采前噴鈣，但對(duì)設(shè)施內(nèi)栽培的果樹(shù)進(jìn)行采前噴鈣，會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境濕度增加，反而加大了果實(shí)感染病害的幾率[24]，因此研究向設(shè)施栽培的漿果樹(shù)體進(jìn)行土壤施鈣處理具有重要意義。向溫室栽培的葡萄土壤中施加Ca(NO3)2和CaSO4，在一定施鈣范圍內(nèi)，隨著鈣肥量增加，葡萄穗重、鈣含量、可溶性固性物含量和硬度均顯著增加，葡萄果實(shí)裂果率降低，進(jìn)而提高了葡萄果實(shí)的品質(zhì)。此外，向種植藍(lán)莓的土壤中同樣施加CaSO4可將采后藍(lán)莓細(xì)胞壁的含鈣量增加10 %，鈣離子減少了果膠聚合物的增溶作用，有效地延緩了采后果實(shí)的軟化，達(dá)到提高采后藍(lán)莓保鮮效果的作用[25]。施鈣處理對(duì)獼猴桃果實(shí)和葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響結(jié)果表明，隨著施鈣濃度的增加，獼猴桃葉片中Ca、Mg、Cu含量增加，獼猴桃果實(shí)中的Ca、Mg、Cu、Zn和Fe的含量也相應(yīng)增加[12]。植物體中的各種營(yíng)養(yǎng)元素間有著相互促進(jìn)和拮抗的作用，鈣與其他礦物營(yíng)養(yǎng)元素間的平衡調(diào)控著果實(shí)品質(zhì)和采后生理，對(duì)果實(shí)的采后保鮮起到了重要的作用。施加鈣肥存在兩點(diǎn)問(wèn)題，一是鈣肥施用成本較高[9]；二是鈣肥不宜施加過(guò)多，否則會(huì)影響樹(shù)體對(duì)氮的吸收，從而抑制了果實(shí)生長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致土壤偏堿板結(jié)，使Fe、Mn、Zn、B等變?yōu)椴蝗苄?，引發(fā)缺素癥，造成土壤污染[7]。

2　采后鈣處理

采前鈣處理可以有效地提高采后漿果果實(shí)的品質(zhì)，而采后直接鈣處理是增加果實(shí)組織內(nèi)鈣元素行之有效的的方法[26]。采后鈣處理的主要方式有常壓浸鈣、真空浸漬、涂膜法等[27]。

2.1　采后常壓浸鈣處理

采后常壓浸鈣處理是最為常見(jiàn)的鈣處理方式，而且對(duì)果實(shí)的影響相對(duì)于滲透法較為溫和，不易產(chǎn)生組織損傷和代謝應(yīng)激[28]。果實(shí)采后浸鈣處理對(duì)果實(shí)的色澤可以起到穩(wěn)定和保護(hù)作用[29]，且鈣離子與果實(shí)中的果膠酸可生成不溶于水的果膠酸鈣，在細(xì)胞間形成共價(jià)鍵橋而維持組織的質(zhì)地，抑制軟化[30]。針對(duì)有關(guān)甜櫻桃的采后浸鈣處理，WANG[31]等發(fā)現(xiàn)，采后經(jīng)浸鈣(CaCl2)處理的甜櫻桃硬度、抗氧化性增強(qiáng)，膜脂過(guò)氧化作用、腐爛率降低，呼吸速率被抑制，從而顯著地提升了甜櫻桃的采后品質(zhì)，延長(zhǎng)了貨架期。該實(shí)驗(yàn)也指出CaCl2濃度要在2～5 g/L，10～20 g/L則會(huì)破壞甜櫻桃果實(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。對(duì)采后草莓進(jìn)行冷凍前浸鈣處理(不同濃度的乳酸鈣在25 ℃室溫下浸泡草莓5 min)，使商品凍果草莓果實(shí)硬度得以提高，失水率減少，外觀顏色得以保護(hù)，且抗壞血酸和花青素含量增加，起到了營(yíng)養(yǎng)優(yōu)化的作用[32]，相對(duì)于無(wú)機(jī)鈣(CaCl2)，乳酸鈣、丙酸鈣等有機(jī)鈣可以避免苦澀殘留物的味道。此外，還有研究分別針對(duì)無(wú)花果[33]、草莓[34-35]、石榴[36]進(jìn)行了采后浸鈣的報(bào)道。眾多實(shí)驗(yàn)表明，采后浸鈣處理可以有效提高采后漿果的品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。但浸泡時(shí)間[37]、浸泡液溫度[38]、浸泡液pH值[28]、鈣濃度及鈣種類[39]等因素對(duì)處理結(jié)果有直接影響，所以要根據(jù)漿果的品種、鈣源和最終處理效果來(lái)控制其處理?xiàng)l件。

2.2　真空鈣浸漬處理

真空浸漬是與傳統(tǒng)浸漬技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù)。真空浸漬過(guò)程主要是利用壓力的改變引起的水動(dòng)力學(xué)機(jī)制作用，使得樣品孔隙內(nèi)部氣體和液體與外部溶液進(jìn)行交換[40]，將果實(shí)浸漬于鈣溶液中，溶液上方利用真空泵形成部分真空，溶液中的鈣離子由于壓力差的作用則會(huì)滲透到果實(shí)中。該方式可以保護(hù)果實(shí)中維生素、糖類等風(fēng)味物質(zhì)[41]，還能強(qiáng)化CaCl2、乳酸鈣等保鮮劑以及護(hù)色劑的功效[42]，但目前有關(guān)漿果的采后真空浸鈣報(bào)道甚少。最近，有報(bào)道對(duì)甜櫻桃果實(shí)進(jìn)行真空浸鈣處理，結(jié)果表明，鈣處理組的果膠分子中存在較多多聚集體結(jié)構(gòu)，它們?cè)鰪?qiáng)了果膠分子間的交聯(lián)，有利于維持甜櫻桃果實(shí)的質(zhì)地特征，提高其采后品質(zhì)[43]。其中需要注意的是不同條件的真空浸漬處理會(huì)對(duì)處理結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)影響。

2.3　采后鈣涂膜處理

鈣涂膜法也是一種可以增加果實(shí)中鈣含量的方式。向草莓的可食用殼聚糖涂膜中添加高濃度的鈣，有效降低了貯藏期草莓的腐爛率、失水率，推遲了顏色的變化，而且保護(hù)了草莓的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)草莓的采后保鮮起到了積極的作用[44]，同時(shí)該實(shí)驗(yàn)指出，高鈣涂膜并沒(méi)有增加草莓果實(shí)的抗菌性。同樣是對(duì)草莓進(jìn)行采后涂膜處理，PILAR[45]等向可食用殼聚糖涂膜中添加葡萄糖酸鈣，其效果與上述研究相似，但PILAR等發(fā)現(xiàn)，經(jīng)涂膜后的果實(shí)會(huì)失去果粉，口感會(huì)受到影響[46]，因此具體的鈣涂膜處理方法還需要進(jìn)一步改進(jìn)與完善。

3　其他方式鈣處理

除了上述常見(jiàn)的處理方式外，鈣處理還常與一些物理方法相結(jié)合。AYN-REYNA等[47]將采后鈣處理與熱處理相結(jié)合作用于番木瓜果實(shí)，將果實(shí)接種炭疽病菌，對(duì)其進(jìn)行鈣處理(濃度為10 g/L)和熱處理(48 ℃，20 min)，結(jié)果表明，與對(duì)照相比，2種方式相結(jié)合后顯著抑制了菌絲生長(zhǎng)，延緩了采后番木瓜炭疽病的發(fā)生，使貨架期延長(zhǎng)10 d。靜電場(chǎng)可以改變植物細(xì)胞膜電位，研究發(fā)現(xiàn)浸鈣結(jié)合電場(chǎng)處理較對(duì)照(單純浸鈣和浸水)明顯抑制了草莓果實(shí)的乙烯釋放、降低了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度、延緩果肉細(xì)胞相對(duì)電導(dǎo)率的上升，從而有效地抑制采后草莓果實(shí)的衰老，而且由于電場(chǎng)以場(chǎng)的狀態(tài)存在，電流幾乎沒(méi)有流過(guò)，因此基本沒(méi)有電能的消耗[48]，由此可見(jiàn)，浸鈣結(jié)合高壓靜電場(chǎng)處理草莓的貯藏效果更佳，且節(jié)能特點(diǎn)非常突出。GUAN[49]等研究人員則是將鈣處理與MA包裝相結(jié)合，將草莓放入MA包裝袋中浸鈣，不但保護(hù)了草莓果實(shí)的完整性和外觀品質(zhì)，而且較對(duì)照更有效地提高了果實(shí)的采后品質(zhì)。

4　展望

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的日臻提高，對(duì)食品的需求也快速提升，健康保健型的食品將備受消費(fèi)者青睞。漿果作為一種天然保健果品是人們無(wú)法抗拒的，但是新鮮漿果不易保鮮貯藏，所以研究開(kāi)發(fā)漿果的保鮮技術(shù)尤為重要。本文歸納了不同方式鈣處理對(duì)漿果類水果采后品質(zhì)的影響，對(duì)漿果保鮮的技術(shù)發(fā)展有著重要的意義。而且本文通過(guò)閱讀大量的文獻(xiàn)總結(jié)出目前鈣處理用于漿果保鮮方面的幾點(diǎn)問(wèn)題：(1)不適宜的鈣處理和鈣制劑殘留物會(huì)影響漿果的口感；(2)微生物侵染是導(dǎo)致漿果腐爛變質(zhì)的主要原因，但針對(duì)鈣處理是否可以提高漿果抵御微生物侵染能力的研究甚少，因此該領(lǐng)域還需科研人員進(jìn)一步研究探索，進(jìn)而推動(dòng)漿果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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