氫氧化鈣對壺瓶棗果實營養(yǎng)品質(zhì)及風(fēng)味的影響

王丁 付瑞敏 劉春雷 楊雪 邢文會 夏鐵騎 郝艷平

摘要：為了防治山西棗產(chǎn)區(qū)的壺瓶棗黑頂病，以及棗果營養(yǎng)加強(qiáng)、口感以及品質(zhì)的提升，探尋Ca（OH）2溶液的最佳噴施濃度。以壺瓶棗為研究對象，分別噴施不同濃度梯度Ca（OH）2溶液，測定壺瓶棗果肉中蛋白質(zhì)、維生素C、膳食纖維、可溶性糖、有機(jī)酸含量以及糖酸比的變化情況。結(jié)果表明：（1）不同濃度Ca（OH）2溶液處理條件下，棗果中蛋白質(zhì)含量隨溶液濃度增大而減少，A1處理最高，為2.46%，相比對照增加1.70%;（2）棗果肉中維生素C含量隨 Ca（OH）2 溶液濃度升高呈降低趨勢，A1處理最高，為399.01 mg/100 g，與對照相比增加174.43 mg/100 g;（3）不同濃度Ca（OH）2溶液處理條件下，壺瓶棗果肉中總膳食纖維的含量隨著處理濃度的增大呈先上升后下降的趨勢，A4處理最大，為11.54%，較對照增加5.76%;（4）不同濃度Ca（OH）2處理條件下，壺瓶棗果肉中可溶性糖、有機(jī)酸含量均隨Ca（OH）2處理濃度的增大而增大，而糖酸比隨Ca（OH）2處理濃度的增大有下降趨勢，其中可溶性糖含量A6處理最高，為28.01%，有機(jī)酸含量A8處理最高，為2.51%，糖酸比A1處理最大，為13.10。綜上所述，Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍濃度為最佳噴施濃度。

關(guān)鍵詞：壺瓶棗;氫氧化鈣;膳食營養(yǎng);風(fēng)味物質(zhì)

中圖分類號：S665.101 ??文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）21-0196-05

收稿日期：2021-06-09

基金項目：河南省重點攻關(guān)項目（編號：172102110183）;河南省教育廳科技項目（編號：15A210020）;河南省高校青年骨干教師資助計劃（編號：2015GGJS-216）;山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計劃青年基金（編號：201601010399094）。

作者簡介：王 ?。?980—），男，山西平陸人，博士，副教授，主要從事植物生理生態(tài)學(xué)研究。E-mail：406914234@qq.com。

通信作者：郝艷平，碩士，副教授，主要從事棗園病蟲害防治工作。 E-mail：425013393@qq.com。

大棗（Zizyphus jujuba Mill.）屬于鼠李科棗屬植物，是我國特有果樹品種。棗果營養(yǎng)豐富，美味可口，具有較高的保健和藥用價值。另外，棗樹抗逆性強(qiáng)、耐瘠薄，且產(chǎn)量豐富，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價值和生態(tài)效益。因此，棗樹已經(jīng)成為我國北方廣泛發(fā)展和推廣的熱點經(jīng)濟(jì)樹種[1]。壺瓶棗是我國十大名棗之一，因其個大肉厚、汁液豐富，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值。棗黑頂病于2004年在山西南部最先發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重時病果率高達(dá)90%，表現(xiàn)為棗果頂部黑皺，味道苦澀，無法食用，使得棗果失去商品價值，對果農(nóng)造成較大損失。劉賢謙教授首先將其命名為棗黑頂病，并證明棗黑頂病是由空氣中的氟污染引起的，為生理性病害[2]。前期研究發(fā)現(xiàn)，外源鈣劑能有效抑制棗黑頂病的發(fā)病率，與CaCl2相比，Ca（OH）2 防治效果較好[3]。

鈣離子作為連接細(xì)胞內(nèi)外生理生化反應(yīng)的第二信使，是植物必需的微量元素之一。另外，鈣離子還是植物細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的組成物質(zhì)之一，它對于植物細(xì)胞穩(wěn)定性以及細(xì)胞內(nèi)酶活性均具有重要的調(diào)控作用[4]。盧桂賓等研究表明，對果實生長發(fā)育來說，鈣素營養(yǎng)的影響比氮、磷、鉀等大量元素要大，且與果實的品質(zhì)口感以及微量元素關(guān)系密切[5]。蛋白質(zhì)是人類膳食營養(yǎng)中不可或缺的三大產(chǎn)能營養(yǎng)素之一，在人類飲食中有著舉足輕重的作用。植物中的維生素C的作用不僅僅在于為人類提供了日常飲食所需維生素C，同時也是植物體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì)，普遍存在于植物細(xì)胞中。膳食纖維是指不能被人體消化吸收的一類碳水化合物，主要包括纖維素、半纖維素、果膠、低聚糖及其親水衍生物，對人體健康有重要意義?？扇苄蕴鞘侵参锕麑嵦鹞兜幕A(chǔ)，是影響果實風(fēng)味的重要指標(biāo)之一。有機(jī)酸是影響果實風(fēng)味的重要指標(biāo)，其分解代謝是水果的主要代謝過程。糖酸比是果實中可溶性糖與可滴定有機(jī)酸含量的比值，是衡量果實風(fēng)味口感的重要指標(biāo)。噴施外源鈣對果樹的生長發(fā)育、產(chǎn)量形成、果實的外觀品質(zhì)、風(fēng)味口感、耐儲藏性、礦物質(zhì)元素以及抗病性均有著重要影響[6-10]。然而，噴施 Ca（OH）2 對壺瓶棗采后果實中蛋白質(zhì)、維生素C等營養(yǎng)元素以及可溶性糖、有機(jī)酸等風(fēng)味物質(zhì)的影響尚未見系統(tǒng)研究。本試驗以壺瓶棗為研究對象，探討了不同濃度梯度Ca（OH）2溶液處理條件下，棗果肉中蛋白質(zhì)、維生素C、膳食纖維、可溶性糖、有機(jī)酸含量以及糖酸比的變化情況，目的在于在能夠基本防治山西棗產(chǎn)區(qū)的棗黑頂病的基礎(chǔ)之上，尋找噴施 Ca（OH）2 溶液的最佳濃度，為壺瓶棗棗果營養(yǎng)加強(qiáng)、口感改善提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地位于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所棗種質(zhì)資源圃內(nèi)。試驗地土壤為碳酸鹽褐土，中等肥力，平均有機(jī)質(zhì)含量為1.43%，容重為1.32 g/cm3，弱堿性，pH值為7.68，腐殖質(zhì)較少。試驗選取棗樹品種為壺瓶棗，樹高及冠幅大致相同且生長良好，樹齡約10年。

1.2 試驗方法

試驗共有9組處理，每個處理3株，共27株棗樹。配制8種不同濃度梯度的Ca（OH）2溶液，噴施時間為2017年7月22日開始，每10 d噴施1次，共噴6次，以清水作為對照[3]。溶液配制方法為：先配制Ca（OH）2（0.165%）飽和溶液，然后按照稀釋50倍（A8）、100倍（A7）、150倍（A6）、200倍（A5）、225倍（A4）、250倍（A3）、275倍（A2）、300倍（A1）濃度配制8種不同濃度梯度的 Ca（OH）2 溶液，對照為清水（CK）。于9月20日壺瓶棗成熟后開始采摘棗果，每株樹隨機(jī)采摘10顆大小相近的棗果，立即用事先準(zhǔn)備好的冰盒冷藏，隨后帶回實驗室進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3 測定方法

棗果中蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定;維生素C含量測定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法;膳食纖維含量用酶質(zhì)量法測定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定;有機(jī)酸含量采用酸堿中和滴定法測定[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019軟件繪制直方圖，差異顯著檢驗以及多重比較采用DPS 14.0軟件進(jìn)行分析比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 Ca（OH）2處理對棗果中蛋白質(zhì)含量的影響

由圖1可知，不同濃度Ca（OH）2溶液處理條件下，棗果果肉中蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照（P<0.05），且棗果中蛋白質(zhì)含量隨溶液濃度增大而減少。A1處理棗果蛋白質(zhì)含量最高，為 2.46%，相比對照增加1.70 g/100 g，A2、A3處理間差異不顯著，A4、A5、A6、A7處理間差異不顯著，A8處理棗果中蛋白質(zhì)含量為1.22%，較對照增加0.46%。

2.2 Ca（OH）2處理對棗果中維生素C含量的影響

由圖2可知，A1、A2、A3、A4、A5處理壺瓶棗果肉中維生素C含量顯著高于對照（P<0.05），A6、A7、A8處理與對照差異不顯著。A1、A3處理間差異不顯著，A2、A3、A4處理間差異不顯著，A6、A7、A8處理間差異不顯著。說明Ca（OH）2飽和溶液稀釋200～300倍處理可顯著增加壺瓶棗果肉中維生素C含量，且棗果肉中維生素C含量隨Ca（OH）2溶液濃度升高而減少。維生素C含量最高的為A1處理，其果肉中維生素C含量為399.01 mg/100 g，與對照相比增加 174.43 mg/100 g，A8處理最小，相比對照增量僅為5.71 mg/100 g。

2.3 Ca（OH）2處理對棗果中膳食纖維含量的影響

由圖3可知，不同濃度Ca（OH）2處理條件下，壺瓶棗果肉中總膳食纖維的含量均顯著高于對照（P<0.05），A1、A2、A7、A8處理間差異不顯著，A3、A5、A6處理間差異不顯著，且隨著處理濃度的增大，果肉中膳食纖維含量先上升后下降，其中A4處理棗果中膳食纖維含量最大，為11.54%，與對照相比增量為5.76%，A2處理最小，為7.04%，與對照相比增量僅為1.26%。

2.4 Ca（OH）2處理對壺瓶棗棗果風(fēng)味的影響

2.4.1 Ca（OH）2處理對壺瓶棗果肉可溶性糖含量的影響 由圖4可知，不同濃度Ca（OH）2處理條件下，壺瓶棗果肉中可溶性糖含量均顯著高于對照（P<0.05）。其中，A6處理壺瓶棗果肉中可溶性糖含量最高，為28.01%，最低為A2處理的26.00%。經(jīng)多重比較，A1、A2、A3、A4、A5和A8處理間差異不顯著，A5、A7處理間差異不顯著，A6、A7處理間差異不顯著。

2.4.2 Ca（OH）2處理對壺瓶棗果肉有機(jī)酸含量的影響 由圖5可知，壺瓶棗果肉中有機(jī)酸含量與處理濃度呈正相關(guān)關(guān)系，即果肉中有機(jī)酸含量隨 Ca（OH）2 處理濃度的增大而增大。與對照相比，A1、A2處理差異不顯著，其余處理均與對照達(dá)到顯著差異（P<0.05），A2、A3、A4、A5處理間差異不顯著，A7、A8處理間差異不顯著。有機(jī)酸含量最高為A8處理的2.51%，與對照相比增加了0.51%。

2.4.3 Ca（OH）2處理對壺瓶棗果肉糖酸比含量的影響 由圖6可知，A1處理棗果肉糖酸比為13.10，極顯著高于對照（P<0.01），而A8處理棗果肉中糖酸比為10.57，極顯著低于對照（P<0.01）。其余處理棗果肉中糖酸比在11.55～12.49之間，均與對照差異不顯著。隨著處理濃度的增大，棗果肉中糖酸比有下降趨勢。

3 討論

蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的最終產(chǎn)物，生命功能的執(zhí)行者，是生物生命活動最重要的物質(zhì)之一。鈣離子作為第二信使，必須與蛋白質(zhì)結(jié)合才能把信號有效放大和傳遞[12]，這些蛋白質(zhì)包括鈣調(diào)蛋白（CaM）、鈣調(diào)素樣蛋白（CML）、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶b樣蛋白（CBL）和鈣依賴性蛋白激酶（CDPK）等。植物細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的增加能激活這些蛋白質(zhì)的表達(dá)[13]。上述蛋白屬于鈣離子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，通過與下游結(jié)合蛋白結(jié)合調(diào)控植物細(xì)胞內(nèi)各種酶類的活性，從而起到調(diào)控植物細(xì)胞生理活性的作用[14]。陳虹研究發(fā)現(xiàn)，鈣制劑能顯著提高壺瓶棗果肉中蛋白質(zhì)含量，且壺瓶棗果肉中蛋白質(zhì)含量與棗裂果率呈極顯著負(fù)相關(guān)[15]。張麗秋等研究了外源鈣對馬鈴薯貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)特定濃度外援鈣可增加馬鈴薯蛋白質(zhì)含量，不施鈣或者高濃度鈣均不利于馬鈴薯蛋白質(zhì)的積累[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，Ca（OH）2溶液處理可極顯著提高棗果果肉中蛋白質(zhì)含量，其中Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍的低濃度溶液效果最好，且蛋白質(zhì)含量隨溶液濃度增大而減少，研究結(jié)果與張秋麗的研究結(jié)果[16]類似。

眾多學(xué)者研究表明，噴施外源鈣能有效增加果實中維生素C含量[17]。例如，黃鵬的研究表明，與對照相比，采前鈣處理能顯著提高無花果果實中維生素C含量[18]。宋永令等用乳酸鈣處理獼猴桃鮮果[19]也得到了類似結(jié)果。本研究結(jié)果表明，噴施中低濃度Ca（OH）2溶液可極顯著增加壺瓶棗果肉維生素C含量，且含量隨Ca（OH）2溶液濃度升高而減少。其可能的原因是，鈣處理能明顯抑制抗壞血酸氧化酶和多酚氧化酶活性，從而降低采后棗果維生素C損失率[20]。

紅棗中含有豐富的膳食纖維，是棗重要的生物活性物質(zhì)之一[21-22]。韓絮周[23]和裴健翔[24]的研究表明，與對照相比，鈣處理能顯著增加紅樹莓和蘋果果實中可溶性果膠、原果膠、纖維素等膳食纖維的含量，其原因是外援鈣能抑制多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠甲基酯酶（PME）和纖維素酶（CX）的活性。陳見暉等研究了鈣素對蘋果果實β-1，3-葡聚糖合成酶和β-1，3-分解酶活性的影響，結(jié)果表明，鈣處理能顯著增加β-1，3-葡聚糖合成酶活性而抑制β-1，3-分解酶活性[25]。本研究表明，噴施Ca（OH）2能提高壺瓶棗果肉中總膳食纖維的含量，且效果極顯著。隨著噴施濃度的增大，果肉中膳食纖維含量先上升后下降，其中Ca（OH）2飽和溶液稀釋225倍濃度處理增加效果最明顯。

果實在逐漸成熟的過程中，果實中的果膠類物質(zhì)、纖維素、半纖維素、淀粉等多糖，在酶的作用下逐漸分解成單糖寡糖等可溶性糖，而可溶性糖是植物果實甜味的基礎(chǔ)，是影響果實風(fēng)味的重要指標(biāo)之一[26]，同時糖也是果實呼吸的底物，對果實的風(fēng)味、品質(zhì)、營養(yǎng)價值和貯藏性能均有重要作用。適宜濃度的鈣劑能夠明顯促進(jìn)果實糖分的積累，從而改善果實風(fēng)味[27]。這是由于外源鈣處理能顯著抑制果實的呼吸強(qiáng)度和乙烯的生成[28]，從而減少葡萄糖等呼吸底物的消耗。本次研究表明，不同濃度Ca（OH）2處理均顯著提高壺瓶棗果肉可溶性糖含量，且 Ca（OH）2 飽和溶液稀釋150倍濃度處理效果最明顯，當(dāng)Ca（OH）2濃度進(jìn)一步提高時，壺瓶棗果實中可溶性糖的含量又會下降。這是因為高濃度的外源鈣能顯著抑制多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠甲基酯酶（PME）、纖維素酶（CX）和淀粉酶（AM）的活性[23-25]，從而阻止這些多糖向可溶性糖的轉(zhuǎn)化。本研究結(jié)果與韓絮舟等在紅樹莓上的研究結(jié)果[28]一致。有機(jī)酸是影響果實風(fēng)味的重要指標(biāo)，主要包括蘋果酸、琥珀酸、草酸等，其分解代謝是水果的主要代謝過程，也參與氨基酸和芳香揮發(fā)物的生物合成，進(jìn)而影響水果的風(fēng)味[29]。另外，一定量的有機(jī)酸還會對微生物產(chǎn)生一定影響而影響到果實的貯藏性能[30]。本次研究表明，噴施Ca（OH）2能有效提高壺瓶棗果肉中可滴定有機(jī)酸含量，果肉中有機(jī)酸含量隨Ca（OH）2濃度增大而增大。糖酸比是衡量果實口感品質(zhì)的重要指標(biāo)。糖酸比越高，說明果實越甜，口感也就越好，糖酸比越小則反之。本研究表明，低濃度Ca（OH）2溶液可顯著提高壺瓶棗果實糖酸比，而高濃度Ca（OH）2溶液則降低壺瓶棗果實糖酸比。這是由于高濃度外源鈣抑制了可溶性糖進(jìn)一步積累的同時增加了棗果中有機(jī)酸含量所致。

4 結(jié)論

Ca（OH）2溶液處理可極顯著提高棗果果肉中蛋白質(zhì)含量，且蛋白質(zhì)含量隨溶液濃度增大而降低，其中Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍的低濃度溶液效果最好;Ca（OH）2飽和溶液稀釋200～300倍處理可極顯著增加壺瓶棗果肉維生素C含量，且含量隨Ca（OH）2溶液濃度升高而減少;噴施 Ca（OH）2 能提高壺瓶棗果肉中總膳食纖維的含量，且效果極顯著，其中稀釋225倍濃度處理增加效果最明顯;不同濃度Ca（OH）2處理均極顯著提高壺瓶棗果肉可溶性糖含量，且稀釋150倍濃度處理效果最明顯;噴施Ca（OH）2能有效提高壺瓶棗果肉中可滴定有機(jī)酸含量，且隨Ca（OH）2濃度增大而增大;Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍處理可極顯著提高壺瓶棗果實糖酸比，而稀釋50倍處理則極顯著降低壺瓶棗果實糖酸比。

綜合以上結(jié)果，Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍處理可極顯著提高棗果果肉中蛋白質(zhì)、維生素C、膳食纖維、可溶性糖含量，且能極顯著提高壺瓶棗果實糖酸比從而改善棗果口感。因此Ca（OH）2飽和溶液稀釋300倍濃度為最佳噴施濃度。

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