氯化鈣處理對采后藍莓果實品質的影響

張禮良，王馨悅，姜愛麗，周福慧，胡文忠

（大連民族大學生命科學學院，生物技術與資源利用教育部重點實驗室，遼寧 大連 116600）

藍莓（Vacciniumspp.），學名越橘，為杜鵑花科越橘屬，多年生落葉或常綠果樹，呈灌木[1]。其果實富含花青素、維生素、礦物質等營養物質[2]，且果味甜酸適度，風味獨特[3]，被聯合國糧食及農業組織（FAO）確定為人類五大健康食品之一[4]，是名副其實的“漿果之王”。然而藍莓含水率高、果皮薄，采后極不耐貯，常溫放置2～4 d 就開始腐爛，因此采后藍莓保鮮技術一直是眾學者的研究熱點[5]。

現如今，國內外藍莓產業迅速發展，其采后保鮮技術主要分為化學保鮮、物理保鮮和其他保鮮技術[6]。大量的研究結果表明，鈣處理具有延長果蔬貨架期的作用[7]，其機理主要在于鈣是細胞分裂和果實生長發育的重要營養元素，且鈣離子能維持細胞壁的穩定性，降低細胞膜的流動性和通透性[8]，適當增加果蔬組織中的鈣含量，能顯著延緩其成熟衰老，但若添加過量的鈣，則會加速果蔬衰老，甚至腐爛[9]。已有研究證明，適當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]發現，氯化鈣處理對速凍藍莓果實具有保持果實硬度、防止軟化的作用，但鈣處理在藍莓鮮果上的應用很少。因此，為進一步研究鈣處理對采后藍莓果實的保鮮作用，本文采用不同濃度氯化鈣處理采后藍莓果實，通過對藍莓果實生理變化、營養成分等指標的分析，探究氯化鈣處理對采后藍莓果實的影響，為今后進一步研究藍莓采后貯藏保鮮技術提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

供試藍莓購于大連藍風農業科技有限公司，品種為“布里吉塔”。選取成熟度相近、無機械損傷、大小均一的藍莓果實備用。

氯化鈣（食品級）、濃鹽酸（分析純）、濃硫酸、無水乙醇等試劑均由天津科密歐化學試劑有限公司提供；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有限公司提供。

1.1.2 儀器與設備

GY-2 型硬度計，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，Multiskan GO型全波長酶標儀，DK-S24 型恒溫水浴鍋，T25 基本型高剪切分散勻漿機，BR4i 型臺式高速冷凍離心機。

1.2 方法

1.2.1 處理方案

將采收的藍莓果實隨機分成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，用規格為10 cm×10 cm×5 cm 的聚乙烯保鮮盒進行分裝，每盒125 g，于4 ℃冷庫中貯藏（所有操作均在此條件下進行）。分別于0、14、28、42、56 d 進行各項指標測定，每項指標重復3 次。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 腐爛率

爛果是指果實表面至少有一處發生汁液外漏或腐爛現象[15]。計算公式為：

1.2.2.2 失重率

1.2.2.3 硬度

使用GY-2 型硬度計測定，用力均勻，取10 次測定的平均值，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行測定。將藍莓果實勻漿，取漿液滴于折光儀鏡面，讀取數值，以質量分數（%）表示，重復3 次，結果取平均值。

1.2.2.5 呼吸強度

參照李佳等[16]的方法，將200 g 左右的藍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。氣體濃度通過氣相色譜儀（GC-2010，日本島津）用熱導檢測器（TCD）測定，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 3 次，結果取平均值。

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行測定。

1.2.2.7 多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（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 內每克果實在398、460 nm 下吸光度值增加1 為1 個酶活力單位，CAT 活性以每分鐘內每克果實在240 nm 下吸光度值變化1 為1 個酶活力單位，PAL 活性以每分鐘內每克果實在290 nm 下吸光度值變化1 為1 個酶活力單位，上述4 種酶活性單位均以U 表示，重復3 次，結果取平均值。

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行測定。

1.2.3 數據處理

采用新復極差法進行方差顯著性分析；采用SPSS 軟件進行，參照邵明燦等[18]的方法對所測生理生化指標進行主成分分析；采用Origin 8.0 軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 氯化鈣處理對采后藍莓果實腐爛率、失重率、硬度的影響

由圖1 可知，整個貯藏期間，藍莓腐爛率呈上升趨勢。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，30 g/L 氯化鈣處理的腐爛率低于對照組，15 g/L 氯化鈣處理組的腐爛率要比對照組低約20%（P＜0.05）。結果表明，氯化鈣處理藍莓能有效降低藍莓的腐爛率，維持果實品質，延長貨架期，且以15 g/L 氯化鈣處理效果最佳。

失重率是采后藍莓果實貯藏過程中的一個重要品質評價指標[19]。由圖2 可知，整個貯藏過程中，藍莓果實的失重率呈上升趨勢，氯化鈣處理組果實的失重率始終顯著低于對照組（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。

果實硬度也是衡量果實品質的重要指標[20]，可直觀地反映果實的軟化程度。由圖3 可知，氯化鈣處理的果實硬度呈先上升后下降趨勢，這可能是因為貯藏前期，低溫條件使果膠和鈣結合更緊密[21-22]，之后隨著果實的衰老硬度逐漸下降。整個貯藏期間，對照組果實硬度呈下降趨勢，氯化鈣處理組的果實硬度均始終顯著高于同期對照（P＜0.05）。貯藏56 d 時，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 氯化鈣處理對采后藍莓果實呼吸強度、可溶性固形物含量的影響

呼吸強度是反映果實衰老的重要指標[23]。由圖4可知，整個貯藏期間，所有處理組果實的呼吸強度均呈先上升后下降的趨勢，說明藍莓果實是呼吸躍變型果實。貯藏56 d 時，對照組果實腐爛率高達80%以上，微生物導致藍莓突發腐爛的同時也造成呼吸強度的升高。對照組果實的呼吸高峰出現于采后第14 天，兩個氯化鈣處理組果實的呼吸強度高峰則在第42 天出現，這表明氯化鈣處理可顯著延緩果實呼吸高峰的出現，抑制果實衰老，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狀況[24]。由圖5 所示，整個貯藏時間內，氯化鈣處理組和對照組的TSS 含量均呈波動趨勢，除貯藏第14 天時，30 g/L 氯化鈣處理組果實的TSS 含量低于對照外，所有氯化鈣處理的TSS 含量均高于同期對照。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TSS 的下降，延遲果實的衰老進程，且以15 g/L 處理組效果最佳。

2.3 氯化鈣處理對采后藍莓果實原果膠和可溶性果膠含量的影響

果實中的原果膠是纖維素和可溶性果膠縮合成的高分子物質，主要存在于細胞壁中，對果實起支撐作用。果實采后貯藏期間，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，對照組及氯化鈣處理組的原果膠含量分別于14、28 d 時達到最大值。氯化鈣處理的原果膠含量顯著高于同期對照（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，整個貯藏期間內，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 氯化鈣處理果實的可溶性果膠含量顯著低于其他兩組（P＜0.05）。結果說明，15 g/L 氯化鈣處理可顯著抑制原果膠的降解。果實衰老過程中，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），這可能是由于過高濃度的氯化鈣對果實的細胞壁造成了一定的危害，加速原果膠的分解，進而導致其可溶性果膠含量高于其余兩組處理。

2.4 氯化鈣處理對采后藍莓果實酶活性的影響

PPO 活性與果蔬組織褐變有著密切聯系[27]。由圖8 可見，整個貯藏期間，各組果實的PPO 活性呈先上升后下降趨勢，貯藏42 d 時，對照組果實的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莓果實的PPO 活性的上升，延緩藍莓的褐變速度，且以30 g/L 氯化鈣處理效果最佳。

POD 可與CAT 相互協調配合，清除組織內過剩的自由基，使體內自由基維持動態平衡，提高植物的抗逆性[28]。由圖9 可知，各組藍莓果實的POD 活性均呈先上升后下降趨勢；除貯藏56 d 外，對照組POD活性均高于氯化鈣處理。

由圖10 可見，CAT 活性與POD 活性變化趨勢一致，對照組和氯化鈣處理組均呈先上升后下降趨勢，并于28 d 時達到最大值；貯藏42 d 后，15 g/L 氯化鈣處理組果實的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生，在植物的生長發育過程中起重要作用[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，28 d 時達到最大值。貯藏42 d 前，對照組PAL 活性低于同期氯化鈣處理，之后對照組果實的PAL 活性高于同期處理，貯藏后期，三組處理之間無顯著差異。結果表明，氯化鈣處理會在42 d 前提升藍莓果實的PAL 活性。

2.5 氯化鈣處理對采后藍莓果實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氧化氫、羥自由基和單線態氧可誘導脂類、蛋白質和核酸的氧化損傷，對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。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，各組果實的總抗氧化能力大致呈先上升后下降趨勢，30 g/L 氯化鈣處理的總抗氧化能力在貯藏前28 d 時上下波動，隨后顯著高于同期對照（P＜0.05）。15 g/L 氯化鈣處理的總抗氧化能力在整個貯藏期間內，均顯著高于同期其他兩組處理（P＜0.05），這說明15 g/L 氯化鈣處理可顯著提升藍莓果實的總抗氧化能力。

2.6 主成分及相關性結果分析

主成分分析是將多個指標化為少數幾個綜合指標的一種統計分析方法[32]。由主成分分析可知，第一主成分、第二主成分、第三主成分的貢獻率分別為53.205%、19.119%、12.954%，總貢獻率為85.278%（表1），因此以上三個主成分可代表所測全部生理指標。

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，與腐爛率、失重率呈高度負相關；主成分2 與CAT、PPO 呈高度正相關，與超氧陰離子自由基清除率呈高度負相關；主成分3 與總抗氧化能力呈高度正相關，與POD 呈負相關。

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

由表3 的相關性數據顯示，失重率與腐爛率之間呈極顯著正相關（P＜0.01），硬度與腐爛率、失重率之間呈極顯著負相關（P＜0.01），原果膠含量與腐爛率、失重率之間呈極顯著負相關（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（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相關（P＜0.01），PAL 與腐爛率、失重率之間呈極顯著負相關（P＜0.01）；超氧陰離子自由基清除率與其他指標相關性不顯著；總抗氧化能力與原果膠含量、TSS 含量之間呈極顯著正相關（P＜0.01），與硬度呈顯著正相關（P＜0.05）。試驗結果表明，采后藍莓品質與果實細胞壁完整性、抗氧化能力密切相關。

表3 氯化鈣處理采后藍莓各生理指標的相關性Table 3 Correlation of physiological indexes in blueberry fruit treated by calcium chloride

根據3 組主成分數據進行綜合分析后發現（圖14），氯化鈣處理的綜合評分均顯著高于同期對照（P＜0.05），以15 g/L 氯化鈣處理的采后藍莓果實的得分最高。

3 結論

藍莓果實采后呼吸作用旺盛，隨著貯藏時間的延長，果實品質逐漸下降。試驗結果表明，氯化鈣處理可有效保持采后藍莓果實的風味，延長其貨架期，其機制可能是延遲果實呼吸高峰出現，保持果實的細胞壁完整，提高果實總抗氧化能力，其中15 g/L 氯化鈣處理效果好于30 g/L 氯化鈣處理。