王艷穎，胡文忠，田密霞，姜愛麗，劉程惠

(1.大連民族學院生命科學學院，遼寧大連116600; 2.生物化學工程國家民委-教育部重點實驗室，遼寧大連116600)

貯前氯化鈣處理對李果實冷害及生理生化的影響

王艷穎，胡文忠*，田密霞，姜愛麗，劉程惠

(1.大連民族學院生命科學學院，遼寧大連116600; 2.生物化學工程國家民委-教育部重點實驗室，遼寧大連116600)

為探索減輕李果實冷害的新途徑，以串紅李子為試材，研究了不同濃度的氯化鈣處理對低溫下貯藏的李果實冷害及生理生化的影響。結(jié)果表明，對照果在冷藏12d后，a*值、b*值、相對電導(dǎo)率、可溶性固形物含量、呼吸強度都呈現(xiàn)上升趨勢，果實硬度、乙烯釋放量快速下降，冷害指數(shù)逐漸增加，說明此時冷害已經(jīng)發(fā)生。而經(jīng)氯化鈣處理的果實，硬度、外觀、冷害指數(shù)明顯低于對照，呼吸強度、乙烯釋放量受到一定的抑制，L*值降低、a*值增大，貯藏初期的著色指數(shù)高于對照，但只有2%氯化鈣處理的李果實可溶性固形物含量、相對電導(dǎo)率前期較低后期高于其它果，內(nèi)部冷害指數(shù)明顯低于對照，說明2%氯化鈣處理從外觀上明顯地抑制了李果實冷害的發(fā)生，而綜合內(nèi)外兩種冷害指數(shù)來看，只有2%氯化鈣處理抑制冷害的效果較好，保持了李果實較好的貯藏品質(zhì)。

氯化鈣，李子，冷害，生理生化

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試材料 串紅李子，采自瓦房店松樹鎮(zhèn)朝陽村果園。

色差計 CR400/CR410型，日本Konica Minolta;便攜式速顯糖度計 PAL-1，日本;果實硬度計 510 -5FHR-5型，日本;氣相色譜儀 GC-2010型，日本島津公司;電子天平 梅特勒-托利多儀器上海有限公司;電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG-9053A型，上海精宏實驗設(shè)備有限公司;電導(dǎo)率儀 美國 Thermo Electron Corporation;組合式氣調(diào)庫 大連冷凍機股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 材料的處理 選用色澤一致、大小均勻、無病蟲害和機械損傷的果實進行以下3個處理:分別用處理1∶0.5%CaCl2，處理2∶1%CaCl2，處理3:2% CaCl2浸果20min，晾干后置于0℃恒低溫條件下貯藏，未浸泡果在0℃恒低溫貯藏作為對照。每個處理取30個果實進行測試分析，每12d取樣測定各項生理指標。每個處理按相同條件單獨貯藏一定數(shù)量的果實，作為貯藏期間果實冷害的觀察。

1.2.2 果實顏色的測定 用日本產(chǎn)CR-400/410型色差計測定。在果實的不同部位用事先經(jīng)過校對的色差計測定果皮的L*、a*、b*值。L*值表示顏色的亮度，L*=100為白色，L*=0為黑色;a*正值表示紅色程度，a*負值表示綠色程度;b*正值表示黃色程度，b*負值表示藍色程度。

1.2.3 果實硬度的測定 隨機選取30個果實，在每個果實的不同部位用裝有5mm探頭的果實硬度計測定果肉的硬度，取其平均值。

1.2.4 果實可溶性固形物含量的測定 隨機選取30個果實，取適量果肉研磨成勻漿，用便攜式速顯糖度計測定其含量(%)。

1.2.5 呼吸強度的測定 參照王艷穎［6］的氣相色譜法。儀器與色譜條件:日本島津GC-2010型氣相色譜儀，1.8m×0.25mm填充柱;TCD檢測器，He為載氣(流量為55.8mL/min)，柱溫為35℃，進樣口溫度120℃，檢測器溫度為120℃。每處理重復(fù)測定3次。

1.2.6 乙烯釋放量的測定 參照文獻［6］。氣相色譜條件為:采用島津GC-2010氣相色譜儀，氫火焰離子化檢測器FID，DB-17毛細管柱(0.25mm×30m)，載氣N2(流量為11.8mL/min)，H2為燃燒氣(流量為47mL/min)，空氣為助燃氣(流量為400L/min)，進樣口溫度:60℃(乙烯為氣體，進樣口溫度不需太高)柱溫為40℃，檢測器溫度為200℃。每處理重復(fù)測定3次。

1.2.7 相對電導(dǎo)率的測定 參照席玙芳的方法［7］。用直徑為6mm的打孔器取樣品5g，加蒸餾水30mL，每隔5min搖動一次，30min后測定溶液的初始電導(dǎo)率，記錄;在電爐上加熱5min后，冷卻，定容至30mL，再用電導(dǎo)率儀測定溶液的最大電導(dǎo)率。計算公式如下:

相對電導(dǎo)率(%)=(初始電導(dǎo)率/最大電導(dǎo)率) ×100%

1.2.8 冷害指數(shù) 果實冷害指數(shù)=∑(冷害果實數(shù)×冷害級數(shù))/(總果實數(shù)×最高冷害級數(shù))

0級-無冷害;1級-冷害斑面積＜果實的1/10;2級-冷害斑面積占果面的1/10～1/3;3級-冷害斑面積占果面的1/3～2/3;4級-冷害斑面積＞果面的2/3。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯化鈣處理對李果實顏色的影響

果實顏色是反映果實外觀品質(zhì)的重要指標。采后的李子仍在進行正常的新陳代謝活動，以完成它的后熟過程，果皮正常著色，由黃綠逐漸轉(zhuǎn)為紅色，如圖1所示，李果在貯藏初期顏色L*值、b*值逐漸下降，a*值逐漸上升。但對照果從12d開始，L*值、b*值呈現(xiàn)平穩(wěn)而后逐漸上升趨勢，這可能是果實從12d開始發(fā)生了冷害，進而導(dǎo)致果實正常著色過程受阻有關(guān)，到36d時已出現(xiàn)明顯的冷害癥狀，果皮由黃紅逐漸變淺褐，a*值達到峰值。隨著貯藏時間的延長，冷害加劇，果皮顏色開始逆轉(zhuǎn)，逐漸呈黃綠趨勢。經(jīng)過氯化鈣處理的果實貯藏初期著色指數(shù)高于對照，L*值降低、a*值增大，b*值24d時明顯高于對照，貯藏后期都保持平穩(wěn)或逐漸下降的趨勢，果實顏色逆轉(zhuǎn)趨勢受到明顯抑制，果實正常著色，尤其處理3的著色指數(shù)最大而使果實色澤保持最好。實驗結(jié)果表明，氯化鈣處理促進了果皮中葉綠素的流失而使果實著色指數(shù)增加，緩解了果實的冷害癥狀，尤其高濃度的氯化鈣緩解李果實的冷害效果最好，緩慢完成了李果實的后熟過程，保持了李果實良好的貯藏品質(zhì)。

2.2 氯化鈣處理對李果實硬度的影響

硬度大小是反映果實耐貯性和判斷果實質(zhì)地變化的重要指標。一般而言，果實硬度隨著貯藏期的延長而降低［8］。由圖2可知，對照和處理果的硬度都呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，對照從12d以后快速下降，可能是李果此時已經(jīng)產(chǎn)生冷害，果實軟化加快，貯藏后期冷害加劇，果實正常后熟過程受阻，硬度變化較小。而經(jīng)過氯化鈣處理的李果實雖然處理3的硬度保持較高的變化趨勢，但各處理都均明顯低于對照，是因為處理果在逐漸完成后熟過程中多聚半乳糖醛酸酶將果實細胞壁中的原果膠成分水解為可溶性果膠，從而使細胞壁的結(jié)構(gòu)解體，導(dǎo)致果實的軟化［9］。實驗結(jié)果表明，氯化鈣處理一方面緩解了果實的冷害程度，另一方面也促進了果實逐漸完熟的過程，而處理3既減輕了果實的冷害，又延緩了果實的完熟進程，保持了李果實較好的貯藏品質(zhì)。

圖1 氯化鈣處理對李果實顏色L*、a*、b*的影響

圖2 氯化鈣處理對李果實硬度的影響

2.3 氯化鈣處理對李果實可溶性固形物含量的影響

如圖3所示，李果實在冷藏過程中可溶性固形物含量呈前期上升后期下降的趨勢。對照果從12d開始增幅較大，可能是此時冷害開始啟動，可溶性糖、蛋白質(zhì)等有機物含量增加所致(前期研究結(jié)果)，貯藏后期可溶性固形物含量隨著冷害的加劇而減少。而處理1和處理2的可溶性固形物含量明顯高于對照，處理3貯藏前期明顯地抑制了可溶性固形物含量的上升，后期顯著地高于其它果。結(jié)果表明，經(jīng)過氯化鈣處理的李果實既完成了果實的后熟過程，同時又緩解了李果實冷害的發(fā)生，尤其處理3抑制李果實冷害和延緩李果實后熟的效果最好，貯藏后期李果實仍然保持較高的可溶性固形物含量。

圖3 氯化鈣處理對李果實可溶性固形物含量的影響

2.4 氯化鈣處理對李果實呼吸強度的影響

李子是呼吸躍變型果實，低溫貯藏能降低果實的呼吸強度，如圖4所示，貯藏12d的李果實呼吸強度是采后的45%。隨著貯藏時間的延長，呼吸強度逐漸增強，24d時達到峰值，比香蕉李提前了26d，而且峰值也大于香蕉李［10］，這可能是因為李果實從12d開始啟動冷害而使呼吸強度增加，因為串紅李子的成熟度大于香蕉李而更易遭受冷害。但經(jīng)過氯化鈣處理的李果實呼吸強度受到一定的抑制而低于對照，尤其處理3的呼吸強度明顯低于其它果。說明氯化鈣處理抑制了李果實呼吸強度的增加，緩解了果實的冷害癥狀，尤其處理3的呼吸強度一直保持較低的趨勢而有效地抑制了李果實的冷害發(fā)生，更好地保持了李果實良好的貯藏品質(zhì)。

圖4 氯化鈣處理對李果實呼吸強度的影響

2.5 氯化鈣處理對李果實乙烯釋放量的影響

李果實在冷藏過程中乙烯釋放量的變化如圖5所示，由于果實的成熟度較高，貯藏初期的乙烯釋放量較大，尤其是對照果上升下降的幅度較大，12d時達到14.4μL/kg·h，之后快速下降，這可能是長時間的低溫貯藏促進了果實冷害的發(fā)生，結(jié)果導(dǎo)致乙烯的釋放量增加，因為乙烯釋放量的增加是植物對冷害的一種生理反應(yīng)。同時低溫貯藏又能抑制乙烯的釋放，這與低溫抑制蘋果的乙烯釋放原理是相似的［6］。但經(jīng)過氯化鈣處理的李果實乙烯釋放量變化幅度明顯小于對照，貯藏后期的李果實色澤保持鮮亮，褐變程度明顯減輕，而且處理3的乙烯釋放量變化幅度最小，貯藏后期保持較低的水平。這可能是氯化鈣處理減緩了李果實冷害的發(fā)生，尤其高濃度的氯化鈣緩解冷害的效果最好，貯藏期末李果實保持了較好的貯藏品質(zhì)。

圖5 氯化鈣處理對李果實乙烯釋放量的影響

2.6 氯化鈣處理對李果實相對電導(dǎo)率的影響

低溫貯藏能引起冷敏性果蔬細胞膜物理相變，構(gòu)成膜的脂類由液晶態(tài)結(jié)構(gòu)變?yōu)槟z態(tài)，膜的流動性降低，膜蛋白功能異常，同時，膜脂相變引起膜收縮，導(dǎo)致膜透性增大［11］。所以，膜透性的變化是低溫造成果實冷害的重要標志。如圖6所示，李果實在貯藏過程中相對電導(dǎo)率都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。這一結(jié)果與香蕉李在貯藏過程中膜透性的變化趨勢是相似的［10］。對照果在貯藏12d時相對電導(dǎo)率呈明顯上升趨勢，48d時達到峰值，可能是李果實貯藏到12d時有輕微的冷害發(fā)生，導(dǎo)致細胞膜透性增大，48d時達到完全冷害。隨著貯藏時間的延長，果實冷害加劇，逐漸衰老腐敗，細胞膜透性逐漸下降。但經(jīng)過氯化鈣處理的李果實貯藏前期處理1和處理2的相對電導(dǎo)率明顯高于對照，而處理3的相對電導(dǎo)率變化趨勢較慢，貯藏前期低于對照后期并高于其它果。實驗結(jié)果表明，處理1和處理2因果實采摘后成熟度較高而衰老速度較快，導(dǎo)致電導(dǎo)率逐漸上升且幅度較大，但處理3明顯地抑制了細胞膜透性的增大，有效地延緩了李果實的衰老進程，同時也明顯地減輕低溫冷害對細胞膜造成的傷害，使李果實貯藏末期仍保持良好的品質(zhì)。

圖6 氯化鈣處理對李果實相對電導(dǎo)率的影響

2.7 氯化鈣處理對李果實冷害指數(shù)的影響

冷害指數(shù)反映了果實受冷害的程度，在0℃恒低溫貯藏條件下不同處理的李果實受冷害的程度不同，冷害癥狀也表現(xiàn)各異，這主要通過李果實的外觀和內(nèi)部冷害指數(shù)來綜合反映。

從圖7和圖8可以看出，李果實的外觀冷害指數(shù)和內(nèi)部冷害指數(shù)是不同的。

圖7顯示出對照果在貯藏24d時已出現(xiàn)明顯的冷害癥狀，表現(xiàn)為:個別果實表皮呈現(xiàn)出大小不同的褐色斑點，果皮由采摘后鮮亮的黃紅色逐漸轉(zhuǎn)為暗紅色，這一冷害癥狀與香蕉李的明顯不同［10］。而此時處理果卻出現(xiàn)輕微的冷害癥狀，24d以后對照果的冷害指數(shù)顯著上升，其冷害癥狀表現(xiàn)為褐色斑點面積越來越大，果皮顏色變化比較明顯，說明李果實不適合在低溫下長期貯藏。而經(jīng)過處理的李果實外觀狀態(tài)明顯地減輕了李果實的冷害程度，表現(xiàn)為冷害斑點面積沒有明顯擴大，果皮鮮亮程度變化也不明顯，但果實有輕微的軟化現(xiàn)象，而3種處理果相比較抑制果實冷害的效果差別不是很明顯，只是處理3抑制果實冷害效果略好一些。

圖7 氯化鈣處理對李果實外觀冷害指數(shù)的影響

圖8顯示的是果實內(nèi)部受冷害的程度，處理1和處理2果實的內(nèi)部冷害指數(shù)都明顯高于對照果，只有處理3的內(nèi)部冷害指數(shù)明顯低于對照而抑制果實冷害的效果較好，其表現(xiàn)為處理1和處理2的內(nèi)部果肉褐變面積由內(nèi)到外逐漸擴大，明顯大于對照果，只有處理3果實內(nèi)部果肉褐變面積較小且低于對照果，所以，綜合果實內(nèi)部和外部兩種冷害指數(shù)可以得出，果實經(jīng)過較高濃度的氯化鈣處理果皮顏色較鮮亮，沒有明顯的褐色斑塊，而且果肉內(nèi)部褐變程度也較對照明顯減輕，說明高濃度的氯化鈣處理抑制果實冷害的效果較好，能使果實保持較好的貯藏品質(zhì)。

圖8 氯化鈣處理對李果實內(nèi)部冷害指數(shù)的影響

3 討論

冷害是指果實在組織冰點以上，低溫脅迫下出現(xiàn)的生理機能障礙，是果實細胞代謝失調(diào)與紊亂的結(jié)果，冷害的發(fā)生常常使果實采后的冷藏效果受到一定影響［12］。白蘭瓜果實在4～5℃低溫下長時間貯藏發(fā)生冷害，表現(xiàn)為燙傷狀水浸斑、果皮褐變、果面凹陷，后期冷害和病害交叉感染，影響了白蘭瓜果實的貯藏效果、食用品質(zhì)和商品價值［13］。青椒在2℃貯藏1周后，個別果實上出現(xiàn)少數(shù)極小凹陷斑，膜透性變化不大，5周后果實呈現(xiàn)大面積凹陷斑或水浸斑，膜透性迅速上升，而9℃貯藏的果實始終未見冷害癥狀，膜透性變化不大［14］。

據(jù)報道，Ca2+處理可減輕園藝作物采后的冷害，Ca2+可能有兩方面的作用:一是直接作用，即通過穩(wěn)定細胞壁、細胞膜結(jié)構(gòu)和提高保護酶活性來增強植物的抗寒力;二是間接作用，即通過傳遞低溫信息誘導(dǎo)抗寒基因的表達以提高植物的抗寒力［15］。

李果實具有較強的冷敏性，不適宜的低溫貯藏，容易誘發(fā)冷害。在本研究中發(fā)現(xiàn)，Ca2+的濃度不同，抑制李果實冷害的效果及果實內(nèi)外生理品質(zhì)的變化也是不一致的。實驗結(jié)果顯示:對照果從冷藏12d開始，a*值、b*值、相對電導(dǎo)率、可溶性固形物含量、呼吸強度都呈現(xiàn)上升趨勢，果實硬度、乙烯釋放量快速下降，冷害指數(shù)逐漸增加，說明李果實在低溫下貯藏到12d時，冷害已經(jīng)開始啟動，而且低溫提前誘導(dǎo)了乙烯釋放量的增加，以提高果實對冷害的應(yīng)激抗性，引起果實內(nèi)部發(fā)生一系列生理生化變化，但果實表現(xiàn)出的冷害癥狀為:個別果實表面出現(xiàn)褐色斑點，果皮顏色不鮮亮。隨著貯藏時間的延長，冷害程度明顯加劇，果實的抗寒能力逐漸下降，表現(xiàn)為果皮褐色斑塊逐漸增大，果皮顏色暗淡，果實正常后熟過程受阻。而經(jīng)過氯化鈣處理的果實，硬度、外觀冷害指數(shù)明顯低于對照，表現(xiàn)為果皮褐斑面積較小，果皮顏色較鮮亮;呼吸強度、乙烯釋放量受到一定的抑制，L*值降低、a*值增大，貯藏初期的著色指數(shù)高于對照，但3種處理中只有處理3的可溶性固形物含量、相對電導(dǎo)率前期低于對照后期高于其它果，內(nèi)部冷害指數(shù)明顯低于對照。

綜合以上情況表明，從果實外觀上看，不同濃度的氯化鈣處理都不同程度地抑制了李果實冷害的發(fā)生，但從李果實內(nèi)部品質(zhì)來看，較低濃度的氯化鈣處理抑制冷害的效果不明顯，且果實成熟老化得較快而導(dǎo)致果實后期冷害加劇，果肉嚴重褐變和軟化。而較高濃度的氯化鈣處理則有效地抑制了李果實冷害的發(fā)生，同時又延緩了果實的老化進程，表現(xiàn)為果皮顏色較鮮亮，果實硬度較好，果肉褐變較輕，食用風味良好，保持了李果實較好的貯藏品質(zhì)。

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Effect of prestorage calcium chloride treatment on chilling injury and physiology and biochemistry in plum fruit

WANG Yan-ying，HU Wen-zhong*，TIAN Mi-xia，JIANG Ai-li，LIU Cheng-hui
(1.College of Life Science，Dalian Nationalities University，Dalian 116600，China;2.Key Laboratory of Bio-Chemistry Engineering，The state Ethnic Affairs Commission Ministry of Education，Dalian 116600，China)

In order to develop new methods to reduce the occurrence of chilling injury for plum fruit，effect of different concentrations of calcium chloride treatment on chilling injury and the physiology and biochemistry were investigated in plum fruits during low temperature storage.The results showed that a*，b*，the relative conductivity，the content of soluble solids and the respiration rate increased，fruit hardness and ethylene production declined rapidly，the index of chilling injury increased gradually when the control fruits stored at low temperature after 12d，it showed that chilling injury had occurred at this time.After plum fruit was treated by calcium chloride，fruit hardness and the out index of chilling injury were lower than the control fruits obviously，the respiration rate and ethylene production were inhibited mostly，L* decreased，a* increased，the index of pigmentataion was higher than the control fruits during the earlyer storage，but the content of soluble solids and the relative conductivity were lower prophase and higher than the other fruits anaphase，the interior index of chilling injury was lower than the control fruits obviously for 2%calcium chloride treatment，it showed that 2%calcium chloride treatment inhibited chilling injury of plum in appearance，but the 2%calcium chloride treatment inhibited chilling injury effectively and maintained better storage quality of plum fruit in both index of chilling injury.

calcium chloride;plum;chilling injury;physiology and biochemistry

TS255.3

A

1002-0306(2011)09-0365-05

冷害又稱冷損傷、冷失調(diào)，是指一些生長在熱帶、亞熱帶(包括某些溫帶)高溫環(huán)境中的植物或植物器官，由于形成了對低溫的敏感性，在不適當?shù)牡蜏?高于冰點溫度)下產(chǎn)生的代謝失調(diào)和細胞傷害，是冷敏感性植物或植物器官對低溫脅迫的不良反應(yīng)［1］。李子是薔薇科植物李的果實，每年7～8月間采收成熟果實，屬于喜溫性果實。由于采后溫度高，李果實內(nèi)部各種酶的活性增強，引起呼吸作用增大，乙烯釋放加快，果膠質(zhì)分解加速，果實轉(zhuǎn)色及軟化加快，所以果實極易受損傷或病原菌侵染而腐爛變質(zhì)，從而造成經(jīng)濟損失［2］。通常采用低溫貯藏以延長李果的貯藏期，但李果貯藏在7℃以下會發(fā)生冷害，冷害會導(dǎo)致果實抗病性和耐貯性下降，引起果肉褐變，果味變淡，食用品質(zhì)下降等［3］。據(jù)報道，Ca2+處理可減輕園藝作物采后的冷害，其機理一般認為與其保護細胞中膠層結(jié)構(gòu)，減少細胞壁分解和穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)有關(guān)［4］。也有人提出Ca2+是傳遞低溫信息的胞內(nèi)第二信使，認為低溫首先引起胞質(zhì)中Ca2+濃度變化，從而引起細胞內(nèi)的各種生理反應(yīng)［5］。但國內(nèi)有關(guān)鈣處理在減輕果蔬冷害方面的研究較少，本文通過氯化鈣處理采后的李果實，研究其對采后李果實冷害的抑制效果及生理代謝機制，從而為生產(chǎn)實踐中冷敏果蔬的科學貯運保鮮提供一定的理論指導(dǎo)。

2010-06-07 *通訊聯(lián)系人

王艷穎(1968-)，女，高級工程師，碩士，研究方向:果蔬加工保鮮工藝及理論。

國家科技支撐計劃子課題(2006BAD22B02);國家自然科學基金項目(30771508/C02021005，30972038/C110601)。