纪淑娟，卜凤雅，周倩，张春蕾，程顺昌

(沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳，110866)

蓝莓又名越橘，为杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium spp.)，小浆果类，果实呈蓝色，色泽明亮，果肉细腻，种子极小，香气独特，富含花色苷、黄酮、SOD等多种生理活性成分，具有极强的抗氧化性和保健功能，是国际粮农组织列出的人类五大健康食品之一，被誉为“浆果之王”［1-2］。蓝莓果实成熟于6～8月份的高温多湿季节，田间热和呼吸热较高，采后的生理代谢旺盛，导致蓝莓果实采后品质下降，主要表现为果实严重失水、硬度下降快、果肉变软、易腐烂，极不耐贮藏。因此，如何控制蓝莓果实采后软化成为其在贮藏和销售过程中亟待解决的重要问题。

冷藏是目前应用最有效广泛的物理保鲜技术之一，可有效缓解采后蓝莓果实的腐烂变质，但在冷藏蓝莓出库后的常温货架期间，果实软化加快，蒂痕部出现凹陷，品质变劣，降低了其食用品质和商品价值，所以，研究蓝莓果实软化机理，对控制其果实的后熟软化进程，延长贮藏期和提高商品价值都具有重要的意义。前人研究表明，果实软化主要是由细胞中胶层结构的改变造成的细胞壁降解及组分变化而引起的［3］，其中果胶物质的变化最为显著，在贮藏过程中不溶性的原果胶降解成可溶性的果胶和果胶酸，最终导致果实软化。果实软化与细胞壁降解酶的活性也密切相关，PE、PG、Cx和β-Gal是导致果实成熟软化的主要细胞壁降解酶［4］。研究发现，果实种类的不同导致其在成熟软化过程中细胞壁组分的变化和细胞壁降解酶活性的改变方面存在着很大的差异［5-7］。目前关于蓝莓果实细胞壁代谢的研究鲜有报道，本文以“蓝丰”蓝莓果实为试材，在细胞壁组分及其降解酶活性与果实硬度相关性分析的基础上，研究了冷藏过程及冷藏后常温货架期间蓝莓果实细胞壁组分及其降解酶活性的变化，以期了解冷藏对蓝莓果实细胞壁代谢的影响，为蓝莓果实的贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

供试蓝莓品种为“蓝丰”，于2013年7月22日采自辽宁省农科院蓝莓基地，采收当日选取成熟度为8～9成熟、大小均匀一致和无病、虫、伤的果实立即运回实验室，并在0～1℃下预冷18 h后装入厚度为0.02 mm的聚乙烯薄膜袋中，每袋盛果200 g，一部分蓝莓果实经预冷后置于常温下(20±3)℃进行贮藏，每隔1天测定各项指标;另一部分蓝莓果实经预冷后置于(0±0.5)℃下贮藏，分别在贮藏的30、60 d取出进行常温货架期的观察与测定，每隔1天测定各项指标。设3次重复。

1.2 仪器与设备

BSA224S分析天平，北京赛多利斯科学仪器有限公司;TU-1810紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司;TA.XT Plus型质构仪，英国SMSTA公司。

1.3 指标的测定

1.3.1 硬度

用英国产TA.XT Plus型质构仪进行测定，探头直径为8 mm，穿越距离为7 mm，测定速度为0.5 mm/s。

1.3.2 细胞壁物质的提取、分离及含量测定

参考 Yun Deng等和茅林春等的方法略加改进［8-9］，分别提取水溶性果胶(WSP)，离子结合型果胶(ISP)和共价结合型果胶(CSP)，果胶含量测定采用咔唑比色法。

1.3.3 PE活性

已有研究认为植被、覆盖物（凋落物积雪）都会对土壤理化性质产生影响，从而影响温室气体的排放。低温生态系统的温室气体排放是一个多因素影响的综合效应过程。但是某生态因子的改变对生态系统非生长季温室气体排放的影响大小，在不同的研究中存在差异[11，34]。因而，今后研究也应运用更多现代分析手段，如同位素、PLFA、DGGE等，对非生长季土壤理化性质、微生物功能群的多样性及其动态变化等进行分析[11]。这也将是今后研究工作的一个方面。

参照Hagerman等的方法［10］。以每克鲜样每分钟吸光度变化0.01为1个过氧化物酶活性单位，单位U为0.01 OD620/(g·min)。

1.3.4 PG活性

参照Figueroa等的方法［11］。以每分钟每克鲜样在37℃分解多聚半乳糖醛酸产生1 μmol的半乳糖醛酸的质量表示，即 μg/(g·min)。

1.3.5 Cx活性

参照王亚楠等的方法［12］。以每分钟每克鲜样在40℃分解羧甲基纤维素钠产生1 μg葡萄糖为1个Cx活性单位，即μg/(g·min)。

1.3.6 β-Gal活性

参照Brummell等的方法［13］。以每分钟每克鲜样产生 1 μmol的对硝基苯酚物质的量表示，即μmol/(g·min)。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 常温自然后熟的蓝莓果实硬度、细胞壁组分及其降解酶活性之间的关系

由表1可知，在常温自然后熟的蓝莓果实细胞壁组分中，果实硬度与ISP呈显著负相关，而与CSP呈极显著正相关，与WSP相关性不大;在蓝莓果实细胞壁酶中，果实硬度与Cx和β-Gal呈极显著负相关，与PG呈显著负相关;由表1亦可知，细胞壁组分及其相关降解酶之间也存在着密切的关系，WSP与PE、PG呈显著正相关;ISP与PG、Cx呈极显著正相关，与β-Gal呈显著正相关;而CSP与PG、Cx呈显著负相关，与β-Gal呈极显著负相关，与PE相关性不大。

表1 常温自然后熟的蓝莓果实硬度、细胞壁组分及其降解酶活性之间的相关性Table1 The correlation of blueberry firmness，cell wall compositions and their metabolizing enzyme activity at room temperature

2.2 冷藏过程中蓝莓果实硬度、细胞壁组分及其降解酶活性的变化

2.2.1 果实硬度变化

由图1可知，蓝莓果实的硬度随冷藏时间的延长而逐渐降低，冷藏的前30天硬度下降缓慢，幅度小，冷藏30 d果实硬度仅下降5.2%;在冷藏的后期，蓝莓果实硬度急速下降，冷藏60 d时下降了22.21%，与入库时相比差异达显著水平(P＜0.05)。

图1 冷藏期间蓝莓果实硬度的变化Fig.1 Changes in firmness of blueberries during cold storage

2.2.2 果实细胞壁组分的变化

图2 冷藏期间蓝莓果实细胞壁组分的变化Fig.2 Changes in cell wall components of blueberries during cold storage

由图2可知，随着冷藏时间的延长蓝莓果实的WSP含量呈逐渐上升趋势，尤其是在冷藏的后期WSP快速上升;与WSP相反，蓝莓果实CSP含量随冷藏时间的延长而逐渐降低，在冷藏的后期急速下降;与WSP和CSP相比，蓝莓果实中ISP含量较低，在冷藏过程中变化幅度小。

2.2.3 细胞壁降解酶活性的变化

由图3可知，在冷藏期间PE、PG和β-Gal三种酶活性均呈现逐渐上升趋势，其中PG和β-Gal两种酶的活性在冷藏的前30 d上升缓慢，后期出现突跃性变化，活性上升幅度大;Cx活性则随着冷藏那个时间的延长呈先缓慢下降后急剧上升的变化趋势。

图3 冷藏期间蓝莓果实细胞壁降解酶活性的变化Fig.3 Changes in cell wall-degrading enzyme activity of blueberries during cold storage

2.3 冷藏对蓝莓果实常温货架期果实硬度、细胞壁组分及其降解酶活性的影响

2.3.1 果实硬度变化

由图4可见，经过冷藏的蓝莓果实在常温货架期硬度的变化趋势与采后常温自然后熟果实略有不同。采后常温自然后熟果实硬度呈匀速下降趋势;冷藏30 d的蓝莓果实在常温货架期的前6 d，硬度下降缓慢，之后快速下降，由此可见，冷藏30 d的蓝莓果实货架期较长;冷藏60 d的蓝莓果实出库后果实硬度迅速下降，在整个常温货架期间硬度均显著低于其他处理，由此可见，冷藏60 d的蓝莓果实不宜在常温下放置。

图4 常温货架期蓝莓果实硬度的变化Fig.4 Changes in firmness of blueberries during shelf life at room temperature

2.3.2 细胞壁组分的变化

由图5-A可知，冷藏30 d的蓝莓果实在常温货架期WSP含量的变化趋势与常温自然后熟果实相似，均呈先上升后下降的趋势，在第6天达到最大值，整个常温货架期间，2个处理之间差异不显著(P＞0.05);冷藏60d的蓝莓果实在常温货架的前4 d，WSP含量上升速度快，在第4天时，与采后自然后熟的果实差异达到极显著水平(P＜0.01)，之后上升速度趋缓，在货架期第8天之后急速下降。由图5-B看出，冷藏30 d的蓝莓果实和采后常温自然后熟的果实ISP含量均在常温货架的第2天和第8天分别出现最低峰和最高峰，但是，冷藏30 d果实的低峰值和高峰值均略低于采后常温自然后熟的果实;冷藏60 d的蓝莓果实在出库时ISP含量较高，在整个常温货架期变化幅度小。图5-C表明，采后自然后熟的蓝莓果实从货架期第2天开始，CSP含量持续下降;而冷藏30 d的果实在常温货架期的前4天变化幅度很小，之后CSP含量快速下降，而且30天冷藏的果实CSP下降幅度小于常温自然后熟的果实，由此可见，中期冷藏可在一定程度上抑制CSP的下降;冷藏60天的蓝莓果实自出库开始，CSP含量便开始迅速下降，且在整个常温货架期间均显著低于其他2个处理(P＜0.05)。

图5 常温货架期蓝莓果实细胞壁组分的变化Fig.5 Changes in cell wall components of blueberries during shelf life at room temperature

2.3.3 细胞壁降解酶的变化

由图6-A可知，采后常温自然后熟的蓝莓果实PE活性呈先上升后下降的趋势，并在货架第4天出现高峰;冷藏30 d的果实PE活性极显著受到抑制(P＜0.01)，在整个常温货架期变化幅度小，而且未出现活性高峰;冷藏60 d的果实PE活性的整体变化趋势与采后自然后熟的果实相似，二者无显著差异(P＞0.05)。图6-B表明，冷藏30 d的蓝莓果实与采后常温自然后熟果实的PG活性均呈先上升后下降的趋势，但是，冷藏30 d的果实PG活性高峰的出现推迟了2 d;冷藏60 d的蓝莓果实在整个常温货架期间，PG活性均极显著高于其他处理(P＜0.01)。由6-C看出，冷藏30 d的蓝莓果实与采后自然后熟的果实Cx活性均在货架期前8天持续升高，至第8天时出现高峰，但是，冷藏30 d的蓝莓果实Cx活性高峰值极显著低于采后自然后熟的果实(P＜0.01);冷藏60 d的蓝莓果实在常温货架期间Cx活性高峰提前，而且，整个货架期间极显著的高于采后自然后熟的果实(P＜0.01)。由此可见，适当冷藏可有效抑制蓝莓果实在常温货架期间Cx的活性;由图6-D可知，3个处理的蓝莓果实均呈波动上升趋势，但是，冷藏30 d的果实在整个常温货架期间β-Gal活性变化幅度小，且活性始终处于较低的水平，冷藏60 d的果实β-Gal活性始终极显著高于其他2个处理(P＜0.01)。

图6 常温货架期蓝莓果实细胞壁降解酶活性的变化Fig.6 Changes in cell wall-degrading enzyme activity of blueberries during shelf life at room temperature

3 结论与讨论

果实软化是果实成熟的重要特征之一，果实质地变软与果实细胞壁组分及其降解酶活性的变化有着密切的关系。研究结果表明，蓝莓果实硬度与ISP含量呈显著负相关，与CSP含量呈极显著正相关，这与魏建梅等在京白梨的研究中结果相似［7］，贮藏期间，ISP含量升高，CSP含量急速下降引起蓝莓果实细胞中胶层结构改变，细胞壁结构丧失以及细胞壁物质大量分解导致了其硬度快速下降;果实硬度与PG活性呈显著负相关，与Cx活性和β-Gal活性呈显著负相关，本试验结果中PE、PG活性均呈先上升后下降趋势，且PG活性高峰出现时间较PE晚2 d，这与赵云峰等在茄子的研究中结果相似［14］，这可能是由于PE的作用是去除果胶分子链上的半乳糖醛酸羧基上的酯化基团，为PG提供合适的作用底物，进而 使PG沿多聚半乳糖醛酸主链水解果胶酸，导致果胶降解，PE并没有直接参与果胶分子的降解过程，Cx活性的上升引起纤维素的解聚从而导致细胞壁解体，果实硬度下降，β-Gal可以降解果胶中的半乳聚糖，使细胞壁组分不稳定［15］，导致果实软化，Cross等在西红柿的研究中发现，β-Gal在果实成熟的早期先于PG出现［16］，本研究结果表明，β-Gal活性在蓝莓果实采后自然后熟的前4天，上升速度快，幅度大，由此推测，β-Gal可能在蓝莓果实软化的初期起重要作用。由此可知，蓝莓果实的软化与ISP含量、CSP含量、PG活性、Cx活性和β-Gal活性关系密切。

冷藏期间，随着蓝莓果实硬度的下降，CSP含量逐渐上升，尤其是在贮藏后期上升速度快，而ISP含量低，变化幅度较小;PG活性和β-Gal活性在冷藏期间均呈现逐渐上升趋势，Cx活性呈现先下降后上升的趋势，3种酶的活性均在冷藏的后期急剧上升，可能由于三者的协同作用加剧了冷藏后期蓝莓果实的软化现象。冷藏的前30天，果实细胞壁降解酶活性变化缓慢，果实硬度保持良好;随着冷藏时间的延长，细胞壁降解酶活性突跃性上升，CSP含量大幅下降，WSP含量快速增加，蓝莓果实的硬度快速下降。冷藏30 d的蓝莓果实在常温货架期间CSP含量变化幅度较小，PE、PG、Cx、β-Gal活性变化幅度小，且始终处于较低水平，尤其是PE和Cx活性极显著降低，PE未出现活性高峰。由此可见，冷藏30 d可一定程度抑制蓝莓果实细胞壁组分含量及其相关酶活性的变化，较好地保持果实的商品性。

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