张南新 ，邓 佳 ，严 毅 ，李贤忠

（1.西南林业大学 林学院，云南 昆明 650224；2.北京林业大学，北京 100083；3.昆明市海口林场，云南 昆明 650114）

葡萄柚Citrus paradiseMacf属芸香科柑桔属植物，是世界四大柑桔（甜橙类、宽皮柑桔类、柠檬来檬类、葡萄柚和柚类）之一[1]。因果实悬挂成串，簇生如葡萄，故得名葡萄柚[2]。葡萄柚营养丰富，果实柔软多汁，酸甜中略带苦味，风味独特、口感好，主要用于鲜食、制果汁、罐头和色拉原料[3]。但葡萄柚果实在采后贮藏中易受到霉菌感染引发蒂腐病、绿霉病等生理性病害[4]，不利于葡萄柚的贮藏和运输，从而降低了其商品价值。钙作为一种重要的矿质元素，在果实的品质形成和保持中起到了重要的作用[5-6]。缺钙能导致多种生理病害的发生，如苹果的苦痘病、梨的黑心病、草莓的腐烂病、桃的软化及樱桃的裂果病等[7]。钙含量高，有利于果实细胞结构的牢固、膜系统稳定，还有利于蛋白质的合成和果实着色，与果实采后的质地、风味等品质性状密切相关[8]。众多研究表明，果实在贮藏过程中的生理病害和病理病害均与钙含量相关，这些病害可以通过增钙有效得到控制[9]。本研究中以2%CaCl2处理“里约红”葡萄柚果实，以清水处理作为对照，分析其对果实硬度、失重率及纤维素酶（CX）、α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）、β-半乳糖苷酶（β-Gal）3种酶活性的影响，旨在为葡萄柚果实采后生理、贮藏运输及加工技术研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料处理

本试验在云南省玉溪市嘎洒镇果园进行。在果实坐果后，选取树势基本一致、生长发育正常的6株“里约红”葡萄柚植株挂牌，2株为1小区，3次重复。其处理分别为：2%CaCl2、对照（清水），分别在幼果初期（4月22日）、幼果末期（6月24日）、果实膨大初期（7月22日）、果实膨大末期（8月12日）、转色期（9月29日）、成熟期（11月4日）各时期清晨9:00喷施，树体实施常规的栽培管理措施。果实成熟时（11月21日）采集样品，选择果实大小、成熟度一致，无病虫害与机械损伤的果实，每个处理采集50个，当天运回西南林业大学森林培育重点实验室，于处理后15、30、45、60、75 d进行试验指标测定。

1.2 酶粗提液的制备

酶粗提液的制备参考Lohani[10]等人的方法且略有改动，果肉1 g，加提取液，提取液内含8 mL 0.05 mol/L pH为7.2的Tris-HCL（20 mmol/L CDTA，0.5%PVP，1 mol/L NaCl）研磨。在4℃下经1 000转离心10 min提取粗酶液，残渣再离心1次，合并上清液，在4 ℃下经7 500转离心15 min，取上清液4 ℃保存备用。

1.3 测定方法

（1）硬度的测定 采用手持硬度计测定。

（2）失重率的测定 采用电子天平称量。失重率＝[(贮藏前果质量－贮藏后果质量)/贮藏前果质量]×100%。

（3）纤维素酶（CX）活性的测定 参考Andrews[11]等人的方法且略有改动，取酶液0.2 mL，以羧甲基纤维素钠为底物，40 ℃恒温反应30 min。以葡萄糖为标样做标准曲线。以每分钟每克鲜样40 ℃分解羧甲基纤维素钠产生1 µg的葡萄糖为1个CX活力单位（U）。

（4）α-Af酶活性的测定 参考 Brummell[12]等人的方法且略有改动。取酶液1 mL，以对硝基苯-α-D葡萄吡喃糖苷（PNPG）（Sigma公司）为底物，37 ℃恒温反应30 min，以对硝基苯酚做标准曲线，以每分钟每克鲜样37 ℃分解对硝基苯-α-D葡萄吡喃糖苷，产生1 µmol的硝基酚为1个α-Af活力单位（U）。

（5）β-Gal酶活性的测定 参考 Brummell[12]等人的方法且略有改动。取酶液1 mL，以对硝基苯-β-D吡喃半乳糖苷（PNPG）（Sigma公司）为底物，37 ℃恒温反应30 min，以对硝基苯酚做标准曲线，以每分钟每克鲜样37 ℃分解对硝基苯-β-D吡喃半乳糖苷，产生1 µmol的硝基酚为1个β-Gal活力单位（U）。

1.4 数据分析

采用Excel 2007制图，采用SPSS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 采前钙处理对葡萄柚果实硬度的影响

硬度是果实成熟衰老的重要指标之一。采前钙处理对葡萄柚果实硬度的影响，如图1所示。由图1可知，随着贮藏时间的延长，葡萄柚果实硬度也随之缓慢下降；在贮藏15 d时，对照果实的硬度急剧下降，在贮藏30 d时硬度下降了35.44%，而采前钙处理在贮藏30 d时硬度下降了13.71%。经方差分析可知，除了在贮藏到30 d时硬度显著（P＜0.05）低于对照外，其它贮藏时间与对照间差异均不显著，说明采前钙处理对硬度的影响不大。

图1 采前钙处理对葡萄柚果实硬度的影响Fig.1 Effect of pre-harvest calcium treatment on fruit hardness of grapefruit

2.2 采前钙处理对葡萄柚果实失重率的影响

果实的失重主要指水分和干物质的散失。采前钙处理对葡萄柚果实失重率的影响，如图2所示。由图2可知，随着贮藏时间的延长，失重率不断增加，在整个贮藏时间，采前钙处理的失重率均明显低于对照，在贮藏到第75天时二者的差异达到最大，采前钙处理和对照的失重率分别为11.14%和19.00%。经方差分析可知，在整个贮藏期间，采前钙处理与对照间的差异均不显著（P＜0.05）。

图2 采前钙处理对葡萄柚果实失重率的影响Fig.2 Effect of pre-harvest calcium treatment on fruit loss mass rate of grapefruit

2.3 采前钙处理对葡萄柚果实纤维素酶（CX）活性的影响

纤维素酶（CX）的作用是促进纤维素分解，纤维素的降解意味着细胞壁的解体，最终导致果实的软化[13]，从而不利于果实的贮藏和运输。采前钙处理对葡萄柚果实纤维素酶活性的影响，如图3所示。由图3可知，在贮藏期间，纤维素酶活性呈现“W”型，除贮藏0 d以外的其它贮藏时间，采前钙处理的纤维素酶活性均低于对照。经方差分析可知，从贮藏15 d开始，纤维素酶活性均显著（P＜0.05）低于对照，从而有效地抑制了果实软化过程中纤维素酶活性的升高，延长了果实的贮藏时间，更有利于运输。

图3 采前钙处理对葡萄柚果实纤维素酶活性的影响Fig.3 Effect of pre-harvest calcium treatment on CX activity of grapefruit

2.4 采前钙处理对葡萄柚果实α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）活性的影响

α-Af酶通过作用于阿拉伯半乳糖等支链多聚体参与细胞壁多糖降解，从而对果实的软化起到重要作用[14]。采前钙处理对葡萄柚果实的α-Af酶活性的影响，如图4所示。由图4可知，在整个贮藏期间α-Af酶活性均低于对照，但与对照差异不显著（P＜0.05）。

图4 采前钙处理对葡萄柚果实α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）的影响Fig.4 Effects of pre-harvest calcium treatment on α-Af activity of grapefruit

2.5 采前钙处理对葡萄柚果实β-半乳糖苷酶(β-Gal)的影响

β-Gal酶作用于鼠李半乳聚糖骨架的支链残基，降解果胶聚合体，破坏细胞壁结构，从而使果实软化[14]。采前钙处理对葡萄柚果实中β-Gal酶活性的影响，如图5所示。由图5可知，在整个贮藏期间β-Gal酶活性均低于对照，特别在贮藏的中期（30～45 d），采前钙处理的β-半乳糖苷酶活性显著（P＜0.05）低于对照。说明采前钙处理能有效降低果实中β-Gal酶活性，从而延缓果实的软化，延长贮藏时间，提高了其商业价值。

图5 采前钙处理对葡萄柚果实β-半乳糖苷酶（β-Gal）的影响Fig.5 Effect of pre-harvest calcium treatment on β-Gal activities of grapefruit

3 结论与讨论

果实软化是果实成熟的标志，由细胞壁降解酶促进细胞壁物质的降解，从而引起细胞壁超微结构发生变化所致[15]。矿质营养物质是果树生长发育、产量和品质形成的物质基础[16]，钙对延缓果实采后的生命活动、降低呼吸作用及物质消耗、稳定细胞膜透性、提高果实的品质、增加果肉硬度及贮藏性能等具有较全面的影响[17]。研究表明，喷钙能增加细胞壁Ca2+含量。适当增加果实的钙含量，能有效保持果实的品质，延长贮藏时间[18]。

果实硬度是判断果实耐贮藏性的最直接的指标之一[19]，与采后品质、贮藏和运输密切相关。果实硬度与细胞壁结构成分、细胞间结合度、细胞内组成及细胞膨压等许多因素有关[20]。本研究中结果表明，在贮藏过程中，除了贮藏30 d时硬度显著高于对照外（P＜0.05），其它时间均不明显，说明采前钙处理对果实硬度的作用不明显。失重率主要是反映果实以水分为主要成分的变化[21]，与果实是否耐运输及其商业价值相关，本研究中结果表明，在整个贮藏期间，采前钙处理使得果实的失重率明显降低，从而保持了果实的商业价值。

纤维素酶（CX）、α-阿拉伯呋喃糖苷酶（α-Af）、β-半乳糖苷酶（β-Gal）3种酶均可促进细胞壁水解，是导致果实软化的主要3种酶。本研究中结果表明，在整个贮藏期间，CX活性显著低于对照（P＜0.05）。除了贮藏0 d和30 d，其它贮藏时间处理中采前钙处理均使得α-Af酶活性明显降低。在整个贮藏期间，β-Gal酶活性均低于对照，特别是在贮藏中期（30～45 d）显著低于对照（P＜0.05），有效地抑制了β-Gal酶活性。采前钙处理能明显降低3种酶活性的主要原因可能是：钙能抑制细胞水解酶活性，限制细胞壁酶对果实软化的影响[22]；钙能与果胶物形成交叉链桥，维持细胞壁的结构，从而抑制水解酶的释放[23]。二者共同作用降低了3种酶的活性。说明采前钙处理能有效延缓果实的衰老与软化，从而延长果实的贮藏时间。

综上所述，采前钙处理对葡萄柚果实的硬度影响不明显，但能降低果实的失重率，但对3种酶活性（化学指标）影响显著。物理指标是通过化学指标来呈现的，对物理指标影响不明显特别是对硬度的影响不明显的原因有待进一步研究。

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