外源蔗糖處理對藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程關(guān)鍵品質(zhì)的影響

彭 舒，張婷渟，李 麗，楊 芩，熊銀香

(凱里學(xué)院 大健康學(xué)院，貴州 凱里 556000)

1 引言

藍(lán)莓(blueberry)屬杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vacciniumspp.)的多年生灌木[1]。藍(lán)莓果實(shí)中含有豐富的花色苷、類黃酮、多酚類等營養(yǎng)物質(zhì)[2]，具有良好的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能，可增強(qiáng)免疫力[3]，因此備受關(guān)注。而優(yōu)質(zhì)的果品品質(zhì)才能提高藍(lán)莓的市場競爭力，通過噴施外源物質(zhì)調(diào)控果品品質(zhì)已有研究。

糖不僅可作為能源和結(jié)構(gòu)物質(zhì)，也參與調(diào)控植物生長發(fā)育及基因表達(dá)。糖分的積累是調(diào)控果實(shí)品質(zhì)形成的重要因子，外源糖可增加植物碳水化合物的含量，改變氮代謝水平，提供碳源用于花色苷的合成。研究證實(shí)，通過噴施蔗糖溶液可以提高北美紅楓中的可溶性糖、可溶性蛋白及花色素苷含量[4]。外源糖可明顯提高草莓果實(shí)總酚含量和抗氧化能力，有助于改善草莓品質(zhì)[5]。目前，有研究發(fā)現(xiàn)外源蔗糖處理可促進(jìn)總糖和花色苷含量的增加[6]，但外源糖對藍(lán)莓風(fēng)味品質(zhì)、酚類物質(zhì)及抗氧化性等研究較少，本研究通過對藍(lán)莓噴施外源蔗糖，探討其對藍(lán)莓果實(shí)關(guān)鍵品質(zhì)的影響，為調(diào)控藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)提供重要的理論依據(jù)和應(yīng)用價(jià)值。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

凱里學(xué)院農(nóng)科教人才培養(yǎng)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地藍(lán)莓園內(nèi)樹勢一致、無病蟲害、生長健壯的7年生“粉藍(lán)”。

濃硫酸、濃鹽酸、甲醇、乙醇、檸檬酸、磷酸二氫鈉、氫氧化鈉、氯化鐵、氯化鋁、氯化鉀、亞硝酸鈉、鐵氰化鉀等均為國產(chǎn)分析純；兒茶素、單寧酸、蒽酮、葡萄糖購買于 Sigma 公司。

2.2 儀器與設(shè)備

eppendorf高速冷凍離心機(jī)、TU-1800紫外分光光度計(jì)超低溫冰箱、DZKW-54恒溫水浴鍋、電磁爐、Bedford超純水系統(tǒng)、CP124電子分析天平等。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。以噴施蒸餾水作為對照(CK)，蔗糖噴施濃度設(shè)置為0.5%、1%、1.5%。于盛花后10 d噴施樹冠一次每隔10 d再噴一次，每次噴施溶液10 d后采樣一次，直至果實(shí)成熟。果實(shí)采摘后立即用液氮冷凍，置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

2.4 測定方法

采用蒽酮比色法測定可溶性總糖[7]；用酸堿中和滴定法測可滴定酸[8]；采用pH示差法測定花色苷含量[9]；采用普魯士蘭法測定總酚含量[10]；采用硝酸鋁比色法測定類黃酮含量[7]。

3 結(jié)果與分析

3.1 外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中可溶性總糖含量的影響

如圖1所示，噴施外源蔗糖并未改變藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程中可溶性總糖含量的變化趨勢，隨果實(shí)的發(fā)育可溶性總糖含量逐漸增加，但外源蔗糖處理后可溶性糖含量明顯高于對照。1%蔗糖處理后在盛花后20～70 d均顯著增加了藍(lán)莓果實(shí)可溶性總糖的含量(P<0.05)，與對照相比分別增加了72.04%、79.54%、182.66%、117.49%、45.63%和66.76%。噴施0.5%、1%和1.5%蔗糖溶液處理在盛花后80 d均顯著增加了可溶性總糖含量，各處理間存在顯著差異，分別比對照增加了34.80%、77.05%和11.67%。故噴施1%蔗糖溶液處理后增加藍(lán)莓果實(shí)可溶性總糖含量效果最佳。

圖1 外源蔗糖處理藍(lán)莓果實(shí)可溶性總糖含量變化

3.2 外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中可滴定酸含量的影響

一定濃度外源蔗糖處理能顯著降低藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量。由圖2可知，1%、1.5%的蔗糖處理后的藍(lán)莓，在盛花后40～80 d果實(shí)可滴定酸含量顯著低于對照(P<0.05)，其中1%蔗糖溶液處理后可滴定酸含量比對照降低了19.95%、22.69%、22.78%、25.34%和26.35%；與對照相比，1.5%的蔗糖溶液處理果實(shí)可滴定酸含量分別降低了15.89%、17.03%、18.82%、20.75%和20.71%。由此可見，噴施1%蔗糖溶液處理后更有利于抑制可滴定酸的積累。

圖2 外源蔗糖處理藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量變化

3.3 外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中花色苷含量的影響

如圖3所示，噴施外源蔗糖后藍(lán)莓果實(shí)花色苷含量的變化規(guī)律與對照基本一致，盛花后20～70 d花色苷含量處于較低水平，盛花后70 d花色苷含量開始迅速上升；但外源蔗糖溶液處理能明顯增加各時(shí)期果實(shí)的花色苷含量。噴施1%蔗糖溶液顯著增加了盛花后20～70 d對照組與其它濃度處理組中藍(lán)莓果實(shí)花色苷含量(P<0.05)，與對照相比分別增加了48.05%、60.75%、99.71%、58.21%、49.04%和47.10%；在盛花后80d各處理組花色苷含量變化存在顯著差異(P<0.05)，與對照相比噴施0.5%、1%和1.5%的蔗糖溶液后都顯著增加了花色苷含量(P<0.05)，分別增加了55.17%、95.52%和33.93%。綜上，噴施1%蔗糖溶液處理更有利于藍(lán)莓果實(shí)花色苷的合成。

圖3 外源蔗糖處理藍(lán)莓果實(shí)花色苷含量變化

3.4 外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中總酚含量的影響

如圖4所示，噴施外源蔗糖并未改變藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程中總酚含量的變化規(guī)律，即先下降后回升，但不同濃度外源蔗糖對藍(lán)莓果實(shí)總酚含量有明顯影響。0.5%蔗糖溶液處理在藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程中增加了總酚含量，而1%、1.5%的蔗糖溶液處理顯著降低了40～60 d果實(shí)總酚的含量，但在盛花后80d，0.5%、1%和1.5%蔗糖溶液處理后的藍(lán)莓果實(shí)總酚含量顯著高于對照(P<0.05)，分別增加了42.39%、20.12%和17.62%。綜上0.5%蔗糖溶液處理有利于促進(jìn)總酚的合成。

圖4 外源蔗糖處理藍(lán)莓果實(shí)總酚含量變化

3.5 外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中類黃酮含量的影響

噴施外源蔗糖對藍(lán)莓發(fā)育過程中類黃酮含量變化如圖5所示，處理組和對照組中藍(lán)莓果實(shí)類黃酮含量隨果實(shí)發(fā)育先下降后上升，盛花后50均降至最低，之后回升，0.5%、1%及1.5%的蔗糖溶液處理均促進(jìn)盛花后60～80 d類黃酮的合成，在盛花后80 d，0.5%、1%及1.5%的蔗糖溶液處理的藍(lán)莓果實(shí)類黃酮含量顯著高于對照(P<0.05)，分別增加了32.55%、39.41%和25.68%。

4 討論與小結(jié)

糖、酸含量及其比例決定了水果的風(fēng)味。樹冠噴施蔗糖后，果實(shí)發(fā)育成熟過程中從葉及其他器官獲得的蔗糖經(jīng)韌皮部運(yùn)輸進(jìn)入果實(shí)代謝與積累[11]；外源糖處理還會(huì)影響糖代謝相關(guān)的基因表達(dá)和酶活性，從而影響果實(shí)中糖的積累[12]。本次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一定濃度范圍的蔗糖處理可顯著增加藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程中可溶性糖含量，這與前人研究的結(jié)果一致[6]。

圖5 外源蔗糖處理藍(lán)莓果實(shí)類黃酮含量變化

本研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓果實(shí)可滴定酸含量隨果實(shí)發(fā)育而降低，并且一定濃度范圍內(nèi)的外源蔗糖可顯著降低可滴定酸含量，可能由外源糖參與調(diào)控糖代謝相關(guān)基因表達(dá)和酶的活性所致。有機(jī)酸在果實(shí)成熟過程中參與糖酵解、三羧酸循環(huán)及糖異生作用被消耗[13]。有研究顯示，殼聚糖能有效抑制黃冠梨在冷藏期間蘋果酸的積累主要原因是有效的降低黃冠梨果皮和果肉中蘋果酸酶活性和提高了蘋果酸脫氫酶活性，從而抑制了蘋果酸的合成和促進(jìn)了蘋果酸的降解[14]。

花色苷的形成與糖代謝密切相關(guān)，花色苷由花青素和糖通過糖苷鍵連接而成，因此花色苷的形成需要足夠的糖作為原料，凡能提高細(xì)胞內(nèi)糖含量的因素都能在不同程度上促進(jìn)果實(shí)花色苷的合成[15]。 本試驗(yàn)結(jié)果表明，一定濃度范圍的蔗糖能顯著增加藍(lán)莓果實(shí)發(fā)育過程中可溶性總糖、花色苷的含量，說明糖可促進(jìn)花色苷的代謝，誘導(dǎo)花青苷的合成，外源蔗糖能增強(qiáng)花青素合成酶活性及相關(guān)基因的表達(dá)，從而增加果實(shí)花青素含量，已在其它植物得到證實(shí)[16]。

酚類物質(zhì)是果蔬中的次生代謝產(chǎn)物，具有較好的抗氧化性。杜曉映[17]在研究中提出蔗糖處理能有效提高葡萄中酚類物質(zhì)，外源糖能提高總酚的含量在草莓中得已到證實(shí)[5]，這與本研究結(jié)果相類似，在藍(lán)莓果實(shí)成熟時(shí)(盛花后80 d)外源蔗糖處理可顯著增加總酚和類黃酮含量。

綜上，外源蔗糖處理可提高藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)，一定外源蔗糖濃度范圍內(nèi)處理可顯著增加可溶性總糖、花色苷、總酚和類黃酮的含量，并顯著降低可滴定酸含量。綜合處理后認(rèn)為：1%蔗糖溶液處理發(fā)育各時(shí)期藍(lán)莓對促進(jìn)果實(shí)關(guān)鍵品質(zhì)效果最佳。