氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的影響

張禮良，王馨悅，姜愛麗，周?；郏闹?/p>

（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）

藍(lán)莓（Vacciniumspp.），學(xué)名越橘，為杜鵑花科越橘屬，多年生落葉或常綠果樹，呈灌木[1]。其果實(shí)富含花青素、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[2]，且果味甜酸適度，風(fēng)味獨(dú)特[3]，被聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）確定為人類五大健康食品之一[4]，是名副其實(shí)的“漿果之王”。然而藍(lán)莓含水率高、果皮薄，采后極不耐貯，常溫放置2～4 d 就開始腐爛，因此采后藍(lán)莓保鮮技術(shù)一直是眾學(xué)者的研究熱點(diǎn)[5]。

現(xiàn)如今，國(guó)內(nèi)外藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，其采后保鮮技術(shù)主要分為化學(xué)保鮮、物理保鮮和其他保鮮技術(shù)[6]。大量的研究結(jié)果表明，鈣處理具有延長(zhǎng)果蔬貨架期的作用[7]，其機(jī)理主要在于鈣是細(xì)胞分裂和果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素，且鈣離子能維持細(xì)胞壁的穩(wěn)定性，降低細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性[8]，適當(dāng)增加果蔬組織中的鈣含量，能顯著延緩其成熟衰老，但若添加過(guò)量的鈣，則會(huì)加速果蔬衰老，甚至腐爛[9]。已有研究證明，適當(dāng)濃度的浸鈣處理在草莓[10]、菠蘿[11]、冬棗[12]、楊梅[13]等果蔬上有較好的保鮮效果。韓斯等[14]發(fā)現(xiàn)，氯化鈣處理對(duì)速凍藍(lán)莓果實(shí)具有保持果實(shí)硬度、防止軟化的作用，但鈣處理在藍(lán)莓鮮果上的應(yīng)用很少。因此，為進(jìn)一步研究鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)的保鮮作用，本文采用不同濃度氯化鈣處理采后藍(lán)莓果實(shí)，通過(guò)對(duì)藍(lán)莓果實(shí)生理變化、營(yíng)養(yǎng)成分等指標(biāo)的分析，探究氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)的影響，為今后進(jìn)一步研究藍(lán)莓采后貯藏保鮮技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

供試藍(lán)莓購(gòu)于大連藍(lán)風(fēng)農(nóng)業(yè)科技有限公司，品種為“布里吉塔”。選取成熟度相近、無(wú)機(jī)械損傷、大小均一的藍(lán)莓果實(shí)備用。

氯化鈣（食品級(jí)）、濃鹽酸（分析純）、濃硫酸、無(wú)水乙醇等試劑均由天津科密歐化學(xué)試劑有限公司提供；總抗氧化能力試劑盒、超氧陰離子試劑盒、原果膠含量試劑盒、可溶性果膠含量試劑盒由蘇州科銘生物技術(shù)有限公司提供。

1.1.2 儀器與設(shè)備

GY-2 型硬度計(jì)，PAL-101 型手持阿貝折光儀，PL203 型精密電子天平，日本島津GC-2010 型氣相色譜儀，UV-2600 型紫外分光光度計(jì)，Multiskan GO型全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀，DK-S24 型恒溫水浴鍋，T25 基本型高剪切分散勻漿機(jī)，BR4i 型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)。

1.2 方法

1.2.1 處理方案

將采收的藍(lán)莓果實(shí)隨機(jī)分成3 組，每組約2.5 kg，分別于15、30 g/L 氯化鈣和等量的去離子水溶液中浸泡10 min，瀝干后，用規(guī)格為10 cm×10 cm×5 cm 的聚乙烯保鮮盒進(jìn)行分裝，每盒125 g，于4 ℃冷庫(kù)中貯藏（所有操作均在此條件下進(jìn)行）。分別于0、14、28、42、56 d 進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定，每項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)3 次。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 腐爛率

爛果是指果實(shí)表面至少有一處發(fā)生汁液外漏或腐爛現(xiàn)象[15]。計(jì)算公式為：

1.2.2.2 失重率

1.2.2.3 硬度

使用GY-2 型硬度計(jì)測(cè)定，用力均勻，取10 次測(cè)定的平均值，單位為kg/cm2。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

使用手持阿貝折光儀直接進(jìn)行測(cè)定。將藍(lán)莓果實(shí)勻漿，取漿液滴于折光儀鏡面，讀取數(shù)值，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）表示，重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。

1.2.2.5 呼吸強(qiáng)度

參照李佳等[16]的方法，將200 g 左右的藍(lán)莓樣品放在密閉玻璃容器中，1 h 后用注射器從容器橡膠塞頂空抽取1 mL 氣體樣品。氣體濃度通過(guò)氣相色譜儀（GC-2010，日本島津）用熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD）測(cè)定，色譜柱為不銹鋼填充柱（8700 型），以氦氣作為載氣，流速為30 mL/min，進(jìn)樣器和柱溫度分別為120 ℃和35 ℃，呼吸速率表示為 mL CO2/(kg·h)，重復(fù) 3 次，結(jié)果取平均值。

1.2.2.6 原果膠含量與可溶性果膠含量

使用原果膠含量試劑盒和可溶性果膠含量試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2.7 多酚氧化酶（PPO）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性

參照吳娛等[17]的方法并加以修改。PPO、POD 活性分別以1 min 內(nèi)每克果實(shí)在398、460 nm 下吸光度值增加1 為1 個(gè)酶活力單位，CAT 活性以每分鐘內(nèi)每克果實(shí)在240 nm 下吸光度值變化1 為1 個(gè)酶活力單位，PAL 活性以每分鐘內(nèi)每克果實(shí)在290 nm 下吸光度值變化1 為1 個(gè)酶活力單位，上述4 種酶活性單位均以U 表示，重復(fù)3 次，結(jié)果取平均值。

1.2.2.8 超氧陰離子自由基清除能力及總抗氧化能力

使用超氧陰離子自由基清除能力試劑盒和總抗氧化能力試劑盒進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用新復(fù)極差法進(jìn)行方差顯著性分析；采用SPSS 軟件進(jìn)行，參照邵明燦等[18]的方法對(duì)所測(cè)生理生化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析；采用Origin 8.0 軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)腐爛率、失重率、硬度的影響

由圖1 可知，整個(gè)貯藏期間，藍(lán)莓腐爛率呈上升趨勢(shì)。貯藏28 d 后，15 g/L 氯化鈣處理的腐爛率顯著低于其他兩組（P＜0.05）；貯藏 56 d 時(shí)，30 g/L 氯化鈣處理的腐爛率低于對(duì)照組，15 g/L 氯化鈣處理組的腐爛率要比對(duì)照組低約20%（P＜0.05）。結(jié)果表明，氯化鈣處理藍(lán)莓能有效降低藍(lán)莓的腐爛率，維持果實(shí)品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期，且以15 g/L 氯化鈣處理效果最佳。

失重率是采后藍(lán)莓果實(shí)貯藏過(guò)程中的一個(gè)重要品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)[19]。由圖2 可知，整個(gè)貯藏過(guò)程中，藍(lán)莓果實(shí)的失重率呈上升趨勢(shì)，氯化鈣處理組果實(shí)的失重率始終顯著低于對(duì)照組（P＜0.05），而貯藏28 d后，15 g/L 氯化鈣處理的失重率顯著低于30 g/L 處理組（P＜0.05）。綜合以上得出，15 g/mL 氯化鈣處理效果較好。

果實(shí)硬度也是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)[20]，可直觀地反映果實(shí)的軟化程度。由圖3 可知，氯化鈣處理的果實(shí)硬度呈先上升后下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)橘A藏前期，低溫條件使果膠和鈣結(jié)合更緊密[21-22]，之后隨著果實(shí)的衰老硬度逐漸下降。整個(gè)貯藏期間，對(duì)照組果實(shí)硬度呈下降趨勢(shì)，氯化鈣處理組的果實(shí)硬度均始終顯著高于同期對(duì)照（P＜0.05）。貯藏56 d 時(shí)，15 g/L氯化鈣處理組的硬度顯著高于30 g/L 氯化鈣處理組（P＜0.05）。綜上可知，氯化鈣處理有利于果實(shí)硬度的提高和保持，且以15 g/L 氯化鈣處理效果較好。

2.2 氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)呼吸強(qiáng)度、可溶性固形物含量的影響

呼吸強(qiáng)度是反映果實(shí)衰老的重要指標(biāo)[23]。由圖4可知，整個(gè)貯藏期間，所有處理組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度均呈先上升后下降的趨勢(shì)，說(shuō)明藍(lán)莓果實(shí)是呼吸躍變型果實(shí)。貯藏56 d 時(shí)，對(duì)照組果實(shí)腐爛率高達(dá)80%以上，微生物導(dǎo)致藍(lán)莓突發(fā)腐爛的同時(shí)也造成呼吸強(qiáng)度的升高。對(duì)照組果實(shí)的呼吸高峰出現(xiàn)于采后第14 天，兩個(gè)氯化鈣處理組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度高峰則在第42 天出現(xiàn)，這表明氯化鈣處理可顯著延緩果實(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)，抑制果實(shí)衰老，以15 g/L 氯化鈣處理效果最好。

果蔬中的TSS 含量能直接反映果蔬的成熟程度和品質(zhì)狀況[24]。由圖5 所示，整個(gè)貯藏時(shí)間內(nèi)，氯化鈣處理組和對(duì)照組的TSS 含量均呈波動(dòng)趨勢(shì)，除貯藏第14 天時(shí)，30 g/L 氯化鈣處理組果實(shí)的TSS 含量低于對(duì)照外，所有氯化鈣處理的TSS 含量均高于同期對(duì)照。15 g/L 氯化鈣處理的TSS 含量高于30 g/L 氯化鈣處理，這表明氯化鈣處理可有效延緩果實(shí)TSS 的下降，延遲果實(shí)的衰老進(jìn)程，且以15 g/L 處理組效果最佳。

2.3 氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)原果膠和可溶性果膠含量的影響

果實(shí)中的原果膠是纖維素和可溶性果膠縮合成的高分子物質(zhì)，主要存在于細(xì)胞壁中，對(duì)果實(shí)起支撐作用。果實(shí)采后貯藏期間，在果膠酶的作用下，原果膠被水解為可溶性果膠[25]。由圖6 可知，貯藏期間各處理的原果膠含量（占總果膠的比例）呈先上升后下降趨勢(shì)，對(duì)照組及氯化鈣處理組的原果膠含量分別于14、28 d 時(shí)達(dá)到最大值。氯化鈣處理的原果膠含量顯著高于同期對(duì)照（P＜0.05），且以15 g/L 氯化鈣處理的原果膠含量最高。

由圖7 可見，整個(gè)貯藏期間內(nèi)，各處理的可溶性果膠含量（占總果膠的比例）迅速上升，15 g/L 氯化鈣處理果實(shí)的可溶性果膠含量顯著低于其他兩組（P＜0.05）。結(jié)果說(shuō)明，15 g/L 氯化鈣處理可顯著抑制原果膠的降解。果實(shí)衰老過(guò)程中，原果膠被不斷分解，可溶性果膠含量上升[26]，貯藏后期，30 g/L 氯化鈣處理組藍(lán)莓的可溶性果膠含量顯著高于低濃度氯化鈣處理組（P＜0.05），這可能是由于過(guò)高濃度的氯化鈣對(duì)果實(shí)的細(xì)胞壁造成了一定的危害，加速原果膠的分解，進(jìn)而導(dǎo)致其可溶性果膠含量高于其余兩組處理。

2.4 氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)酶活性的影響

PPO 活性與果蔬組織褐變有著密切聯(lián)系[27]。由圖8 可見，整個(gè)貯藏期間，各組果實(shí)的PPO 活性呈先上升后下降趨勢(shì)，貯藏42 d 時(shí)，對(duì)照組果實(shí)的PPO 活性顯著高于其他兩組（P＜0.05），15 g/L 氯化鈣處理組果實(shí)的PPO 活性顯著高于30 g/L 氯化鈣處理（P＜0.05）。這表明氯化鈣處理可抑制藍(lán)莓果實(shí)的PPO 活性的上升，延緩藍(lán)莓的褐變速度，且以30 g/L 氯化鈣處理效果最佳。

POD 可與CAT 相互協(xié)調(diào)配合，清除組織內(nèi)過(guò)剩的自由基，使體內(nèi)自由基維持動(dòng)態(tài)平衡，提高植物的抗逆性[28]。由圖9 可知，各組藍(lán)莓果實(shí)的POD 活性均呈先上升后下降趨勢(shì)；除貯藏56 d 外，對(duì)照組POD活性均高于氯化鈣處理。

由圖10 可見，CAT 活性與POD 活性變化趨勢(shì)一致，對(duì)照組和氯化鈣處理組均呈先上升后下降趨勢(shì)，并于28 d 時(shí)達(dá)到最大值；貯藏42 d 后，15 g/L 氯化鈣處理組果實(shí)的CAT 活性高于其他處理。

PAL 是植物苯丙烷代謝重要的工具酶，影響植物抗病性的產(chǎn)生，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起重要作用[29]。由圖 11 可見，PAL 活性變化與 POD、CAT 活性變化一致，各組均呈先上升后下降趨勢(shì)，28 d 時(shí)達(dá)到最大值。貯藏42 d 前，對(duì)照組PAL 活性低于同期氯化鈣處理，之后對(duì)照組果實(shí)的PAL 活性高于同期處理，貯藏后期，三組處理之間無(wú)顯著差異。結(jié)果表明，氯化鈣處理會(huì)在42 d 前提升藍(lán)莓果實(shí)的PAL 活性。

2.5 氯化鈣處理對(duì)采后藍(lán)莓果實(shí)超氧陰離子自由基清除率和抗氧化能力的影響

超氧陰離子自由基如過(guò)氧化氫、羥自由基和單線態(tài)氧可誘導(dǎo)脂類、蛋白質(zhì)和核酸的氧化損傷，對(duì)果蔬的抗氧化能力有重要的影響[30-31]。由圖12 所示，各組超氧陰離子自由基清除率均呈先下降后上升再下降的趨勢(shì)。貯藏42 d 后，氯化鈣處理的超氧陰離子自由基清除率高于同期對(duì)照，這表明氯化鈣處理在貯藏42 d 后能提升超氧陰離子自由基清除能力，以15 g/L處理效果最明顯。

由圖13 可知，各組果實(shí)的總抗氧化能力大致呈先上升后下降趨勢(shì)，30 g/L 氯化鈣處理的總抗氧化能力在貯藏前28 d 時(shí)上下波動(dòng)，隨后顯著高于同期對(duì)照（P＜0.05）。15 g/L 氯化鈣處理的總抗氧化能力在整個(gè)貯藏期間內(nèi)，均顯著高于同期其他兩組處理（P＜0.05），這說(shuō)明15 g/L 氯化鈣處理可顯著提升藍(lán)莓果實(shí)的總抗氧化能力。

2.6 主成分及相關(guān)性結(jié)果分析

主成分分析是將多個(gè)指標(biāo)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)分析方法[32]。由主成分分析可知，第一主成分、第二主成分、第三主成分的貢獻(xiàn)率分別為53.205%、19.119%、12.954%，總貢獻(xiàn)率為85.278%（表1），因此以上三個(gè)主成分可代表所測(cè)全部生理指標(biāo)。

表1 主成分的初始特征值Table 1 Initial eigenvalue of principal component

由表2 可知，主成分1 與硬度、原果膠含量、PAL呈高度正相關(guān)，與腐爛率、失重率呈高度負(fù)相關(guān)；主成分2 與CAT、PPO 呈高度正相關(guān)，與超氧陰離子自由基清除率呈高度負(fù)相關(guān)；主成分3 與總抗氧化能力呈高度正相關(guān)，與POD 呈負(fù)相關(guān)。

表2 各指標(biāo)的主成分載荷矩陣Table 2 Principal component load matrix for each indicator

由表3 的相關(guān)性數(shù)據(jù)顯示，失重率與腐爛率之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），硬度與腐爛率、失重率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），原果膠含量與腐爛率、失重率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），而可溶性果膠含量與腐爛率、失重率之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；POD 與腐爛率、失重率以及可溶性果膠含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），PAL 與腐爛率、失重率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；超氧陰離子自由基清除率與其他指標(biāo)相關(guān)性不顯著；總抗氧化能力與原果膠含量、TSS 含量之間呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與硬度呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）。試驗(yàn)結(jié)果表明，采后藍(lán)莓品質(zhì)與果實(shí)細(xì)胞壁完整性、抗氧化能力密切相關(guān)。

表3 氯化鈣處理采后藍(lán)莓各生理指標(biāo)的相關(guān)性Table 3 Correlation of physiological indexes in blueberry fruit treated by calcium chloride

根據(jù)3 組主成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析后發(fā)現(xiàn)（圖14），氯化鈣處理的綜合評(píng)分均顯著高于同期對(duì)照（P＜0.05），以15 g/L 氯化鈣處理的采后藍(lán)莓果實(shí)的得分最高。

3 結(jié)論

藍(lán)莓果實(shí)采后呼吸作用旺盛，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，果實(shí)品質(zhì)逐漸下降。試驗(yàn)結(jié)果表明，氯化鈣處理可有效保持采后藍(lán)莓果實(shí)的風(fēng)味，延長(zhǎng)其貨架期，其機(jī)制可能是延遲果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)，保持果實(shí)的細(xì)胞壁完整，提高果實(shí)總抗氧化能力，其中15 g/L 氯化鈣處理效果好于30 g/L 氯化鈣處理。