‘翠香’猕猴桃黑头病常温贮藏期间生理特性研究

陈丽娟，杨亚明，戚英伟，杜 薇，殷伟杰，任小林，丁毓端

(1.西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 712100；2.广东省农业科学院 蚕桑食品研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室，广州 510610)

陕西省是中国栽培面积和产量最大的省份，2016年分别占全国种植面积和产量的32.07%和54.91%[1]。‘翠香’猕猴桃是一种品质优良的中早熟品种。然而，‘翠香’黑头病(又称黑斑、黑霉、霉病)日趋严重，影响果实品质，造成经济损失。该病发病初期，幼果底部出现小黑点，后期逐渐增加并形成片状，但斑点下果肉不发病。有研究表明钙与黑头病有关[2]。果实中约80%的总钙含量是在坐果后的前几周积累的，这表明坐果时钙营养不良可能导致收获时果实钙含量较低[3]。也有研究表明钙可以防治黑头病[4-5]。

付博等[6]通过对陕西‘翠香’猕猴桃黑斑病病原的分离、形态学观察、致病性测定和分子鉴定，认为病原为间座壳属真菌Diaportheeres。Phomopsis(有性态为Diaporthe)分布广泛，常发生在植物生长后期或因营养不良和虫害而衰弱的植物中[7]。另外，王西锐等[8]从患病猕猴桃中分离病原菌并进行测序，发现其与枝孢属(Cladosporium)有99%的同源性。目前对该病的认识有所欠缺，不能有效地解决该病田间防治和贮藏管理问题。采后贮藏过程中，该病导致‘翠香’猕猴桃不耐贮藏，严重者在树上就已经软化，造成严重的经济损失。由于该病对采后贮藏的影响较大，极易腐烂，造成严重的经济损失。所以，黑头病对‘翠香’果实的生理特性影响研究对该果业的持续发展显得极为重要。本研究通过测定采后‘翠香’黑头病果实常温贮藏下的的生理指标，掌握黑头病对‘翠香’果实的生理特性影响，可以为其贮藏管理提供一定依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

2019年9月，在陕西杨凌‘翠香’果园采收可溶性固形物含量约为7.5%的果实。挑选出果形适中、无机械损伤的果实用于后续试验，感病果则根据果实表面黑头病面积大小，将果实分为健康(无黑头)、轻病(病斑0～50%)、重病(病斑≥50%)3类。每25个果实采用PE保鲜袋包装，开口放置在浅框内，置于室温(22±1) ℃，相对湿度为(65±5)%下贮藏。

1.2 测定指标及方法

硬度参考Ge等[9]方法，每重复选取9个果，用GY-15型硬度计测定，柱形探头直径11 mm，测定深度8 mm，测量速度为5 mm·s-1，探头下降/上升速度为10 mm·s-1，在果实的赤道处去皮测定2次，2次测定位置保持相互垂直，单位：N。

果实色差的测定：参考张伟[10]的方法。

可溶性固形物(SSC)和可滴定酸的测定：取每个果果柄处和花萼处果肉榨汁，采用糖酸仪一体机测定SSC，将200 μL纯果汁稀释50倍测定含酸量(单位：%)；干物质含量的测定为取一定量的鲜果切成薄片放在锡箔纸上，105 ℃杀青30 min，50 ℃烘干至恒量，2次质量之差后计算即为干物质含量(单位：%)。

呼吸速率的测定：参考刘悬烁[11]的方法略作改进；乙烯释放速率根据Choi等[12]方法，每12个果实分别放入玻璃缸并密封，60 min后，抽吸5 mL气体于小瓶中以水密封保存。用气相色谱仪测定乙烯含量。载气为氮气(99.999%)，柱温 70 ℃，入口温度100 ℃，测试室温150 ℃。

抗氧化代谢相关酶活性的测定：参考曹建康等[13]、李圆圆[14]的方法略作改进。

酸溶性钙、镁、钾含量的测定根据Shahkoomahally等[15]和Da等[16]方法修改。果肉样品在105 ℃脱水30 min，在70 ℃烘干至恒量。称取0.1 g干燥样品，放入灭菌管中，加入6 mL硝酸和2 mL双氧水。微波消解仪(MA165-001 multipre -41 FC2，意大利)消煮后的剩余液体最后定容至50 mL，测试时稀释。由原子吸收光谱仪(ZA3000，日立，日本)测定。不同果实组织的酸溶性矿质元素的测定选择的是常温贮藏3 d的样品。水溶性矿质元素的测定样品为加水溶解鲜样1 g，离心过滤后上机。

上述试验重复3次，最终数据采用均值。

2 结果与分析

2.1 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期硬度的影响

图1为不同发病程度的‘翠香’果实，随着贮藏时间的增加，‘翠香’果实硬度逐渐降低(图2)。贮藏第0天时，重病果实硬度已经和轻病、健康果实的硬度出现显著性差异，贮藏第3天，重病果实的硬度迅速下降至7 N，轻病果实的硬度下降至72 N，而此时健康果实的硬度维持在90 N，3种不同的果实间硬度继续表现出显著性差异(P<0.05)，贮藏第5天时，重病果实硬度已经降至2 N左右，错过最佳食用时间，失去商业价值。而此时健康果实还保持较高硬度水平，为46 N。

图1 不同发病程度的‘翠香’黑头病果

图中不同小写字母分别表示差异显著性(P<0.05)，下同

2.2 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期乙烯释放速率和呼吸速率的影响

由图3可知，在贮藏期间，重病、轻病、健康果实呼吸和乙烯释放速率均有高峰出现。图3-A显示，本次试验测到的重病果实呼吸速率峰值达92.14 mg·kg-1·h-1，实际上重病果实呼吸高峰出现在贮藏一开始甚至更早，轻病果实呼吸高峰出现在贮藏第10天，峰值为85.63 mg·kg-1·h-1，健康果实呼吸高峰出现在贮藏第5天，峰值为71.29 mg·kg-1·h-1，三者相比，重病果实的呼吸速率一直保持在较高的水平。重病、轻病、健康果实的乙烯释放速率的高峰分别是第5天、第7天、第7天(图3-B)。整个贮藏期间，病果的乙烯释放速率均高于健康果实，且乙烯释放高峰提前2 d。贮藏第13天时，重病、轻病果实的乙烯释放速率达到50 μL·kg-1·h-1以上，而健康果实此时仅为13 μL·kg-1·h-1。

图3 呼吸速率和乙烯释放速率的变化

2.3 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期可溶性固形物含量、可滴定酸含量和干物质含量的影响

由图4可知，在贮藏期间，重病、轻病、健康果实的可溶性固形物随着贮藏时间的延长而升高，可滴定酸表现出相反的趋势。重病果实的可溶性固形物在第3天迅速上升，达到17%，已经接近完全成熟的‘翠香’猕猴桃的最高甜度。此时轻病和健康果的可溶性固形物还在较低水平，分别是8.4%，9.3%。随着贮藏时间的延长，轻病果实的可溶性固形物含量也快速上升。健康果的可溶性固形物在贮藏期间都处于病果水平以下。可滴定酸含量和干物质含量变化类似，病果的干物质含量在整个贮藏期间都高于健康果。

图4 可溶性固形物含量、可滴定酸含量和干物质含量的变化

2.4 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期色差值的影响

随着果实成熟，果肉的颜色也随之变化。以色差L*、a*、b*值来描述颜色转变。其中，L*值表示亮或者暗，a*值表示红或者绿，而 b*值则表示黄或者蓝。由图5可知，在贮藏期间，重病、轻病、健康果实的色差值L*、a*、b*三者差异不明显，在贮藏第3天，重病果的L*值显著低于轻病和健康果，到第7天，病果与健康果的色差值有显著性差异，健康果的L*显著高于病果，a*值和b*值显著低于病果。整个贮藏中，重病果的L*值一直低于轻病和健康果。

图5 色差L*、a*和b*值的变化

2.5 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期抗氧化相关酶活的影响

由图6可知，在贮藏初期，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在健康果和病果间没有显著差异，健康果的多酚氧化酶(PPO)活性显著低于病果。随着贮藏时间的延长，相关的抗氧化物酶活性也发生变化。PPO活性在贮藏第3天时活性上升，此后健康果的PPO活性高于病果。CAT活性在健康果中也高于病果。

图6 抗氧化相关酶活性的变化

2.6 ‘翠香’黑头病对果实贮藏期矿质元素含量的影响

由图7可知，在贮藏初期，酸溶性钙的含量在3种果实之间没有显著性差异，而水溶性钙在健康果中的含量显著高于病果。贮藏第5天时，健康果的酸溶性钙显著高于病果，达到0.5 mg·g-1。此后酸溶性钙的水平也相对高于病果，轻病果的酸溶性钙高于重病果。贮藏第5天以后，健康果和轻病果的水溶性钙含量也相对高于重病果。酸溶性钾的含量在贮藏一开始就表现出显著性差异，可以看到轻病果的酸溶性钾含量达到28 mg·g-1，水溶性钾为1.8 mg·g-1，显著高于病果。而对于镁的含量变化，在贮藏前3 d，病果和健康果中酸溶性镁的含量无明显差异。

图7 果肉矿质元素含量的变化

由图8可知，贮藏3 d的‘翠香’果实钾的含量在果肉中高于果皮，而钙和镁的含量在果皮中比较高。贮藏3 d时，钙、镁、钾在果肉中并无显著性差异，在果皮中可以明显看到健康果的钾、钙显著高于病果，不同发病程度的病果间无差异，镁的含量在健康果和轻病果中显著高于重病果。从比值来看，钾/钙、(钾+镁)/钙的比值在果肉中高于果皮，轻病果的钾/钙、(钾+镁)/钙的比值显著高于健康果。

图8 ‘翠香’黑头病果实不同组织的矿质元素含量(贮藏3 d后)

由表1可知，矿质元素含量及其比值与果实品质存在相关性，健康果中可滴定酸与钾/钙、镁/钙、(钾+镁)/钙存在显著正相关性，相关系数分别为0.955、0.909和0.955。重病果中硬度与镁/钙存在显著负相关，相关系数为-0.894。

表1 ‘翠香’贮藏过程中果肉矿质元素及其比值与果实品质相关指标的相关性

3 讨论与结论

猕猴桃属于呼吸跃变型果实，有明显的生理后熟过程，采后常温不耐贮藏。研究表明在20 ℃左右的室温贮藏温度下，猕猴桃果实采后呼吸跃变一般发生于采后1～2周内[17]。本试验中，健康果实的呼吸高峰出现在第5天，而重病果在一开始贮藏时呼吸速率就比较高，此后一直保持较高水平，且再没有高峰出现，所以重病果实的呼吸高峰可能在更早出现，这与许多果农表示黑头病果实在树上就已经变软的说法相一致。乙烯释放速率也在短时间迅速上升，健康果、轻病果、重病果分别在第7天，第7天，第5天达到乙烯释放高峰。重病果的乙烯释放高峰比健康果提前2 d。已有研究表明猕猴桃果实在常温下的硬度曲线大致遵循S型曲线，分为缓慢的软化启动阶段、快速下降的阶段、更加缓慢趋于渐近线水平的结束阶段[17]，这一定程度上解释了健康果实的硬度在第5 d后又回升，但也有可能是取样不均匀的问题。从可溶性固形物和干物质的含量可以看出，在整个贮藏期病果一直保持较高的可溶性固形物和干物质含量，可滴定酸则相反。另外，‘翠香’重病果实L*值一直低于健康果实，而L*代表亮度，值越低则亮度越低，代表褐变越严重[18]。说明重病果实已经可能发生严重的褐变，但是由于果肉颜色较深不易被观察。

果蔬体内活性氧的产生和清除是一个动态平衡的过程，其中承担清除活性氧的酶主要有SOD、POD和CAT等，这些酶对延缓果蔬衰老有着重要作用[19]。SOD在贮藏初期没有显著差异，贮藏第3天时，健康果和轻病果中SOD酶活显著高于重病果，贮藏第5天时，病果显著高于健康果，此后三者之间无显著性差异。CAT酶活在贮藏期健康果中活性一直高于病果，CAT能维持植物体内过氧化氢平衡，在植物应对生物和非生物胁迫过程中发挥着重要作用，过氧化氢作为信号分子参与植物各种胁迫的信号途径，但是过量会造成植物细胞不可逆的损伤，所以，平衡过氧化氢的浓度至关重要[20]。POD在植物受到外界刺激，病原菌侵染等作用时会相应的变化。在贮藏的前5 d，三者之间都无明显差异，到贮藏第7天及以后，病果的该酶活显著高于健康果。PPO与果蔬组织的褐变有关[21]。本试验在贮藏的前5 d，三者之间都无明显差异，到贮藏第7天及以后，病果的该酶活显著高于健康果。

果实的矿质元素与果实的抗性、品质、贮藏等有关，研究表明，采前补钙能减少黑头病的发生[22]。不同矿质元素本身及其比值都可能与果实的品质形成有关[23-24]，巩峻豪等[25]研究表明健康苹果的果皮果肉Ca含量均高于苦痘病果实果皮和果肉，且苦痘病苹果果实具有较高的K、Mg含量，果实发病部位的K/Ca、Mg/Ca、[K+Mg]/Ca比值均显著高于正常果实相对应元素的比值[25]。本实验中健康果果皮组织中钾元素含量较高，达到13.69 mg·g-1，显著高于病果。而钙、镁元素在健康果、病果果皮间无显著性差异。健康果果肉组织中钙元素含量较高，达到0.65 mg·g-1，显著高于病果。而钾、镁元素无显著性差异。从比值的结果来看，果皮中Mg/Ca、[K+Mg]/Ca的比值在轻病果中较高。结果表明，钙、镁、钾含量与其相关比值与‘翠香’黑头病有一定的相关性，还需要进一步研究。

黑头病造成采后‘翠香’果实后熟过程加快，提高果实可溶性固形物和干物质含量。感病果果肉中钙含量显著低于健康果，钙、镁、钾含量与其相关比值与‘翠香’黑头病有一定的相关性，还需要进一步研究。