魏宝东，赵银玲，白 冰，程顺昌，董 倩，周 枫，纪淑娟*
（沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）
采前喷钙对黄瓜采后冷藏品质的影响
魏宝东，赵银玲，白 冰，程顺昌，董 倩，周 枫，纪淑娟*
（沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866）
冷害是限制黄瓜低温贮藏和运输的主要因素，以黄瓜品种‘露地二号’为试材，对黄瓜叶面进行采前喷施CaCl2，以增加黄瓜的耐冷性，研究采前喷钙对黄瓜采后冷藏（4±0.5） ℃品质的影响，为春冬两季黄瓜的长途运输和贮藏提供参考。结果表明，冷藏期间各处理冷害指数、丙二醛含量、相对电导率、脯氨酸含量冷藏期间均上升；硬度降低，色泽变暗，可溶固形物含量和主要香气物质相对含量均减少。冷藏结束时，0.75%、1% CaCl2处理黄瓜的冷害指数最小为0.3，而且丙二 醛含量和相对电导率均显着低于对照（P＜0.05）；钙处理黄瓜的硬度均比对照大，CaCl2质量分数越大硬度越大。0.75%和1% CaCl2处理黄瓜含有更多的可溶性固形物，脯氨酸生成量也较多，主要的香气物质相对含量也较大，并且在贮藏期间色泽保持均 比对照好。综合考虑，最终确定0.75% CaCl2处理为黄瓜喷钙的最佳质量分数，能较好地维持黄瓜采后品质，将冷害症状出现延迟了4 d。
黄瓜；采前喷钙；冷藏；品质
黄瓜（Cucumis sativus L.）别称王瓜、胡瓜、刺瓜，属一年生、蔓性、草本植物，属于喜温蔬菜［1］。在我国北方地区，因其食用时独特的清香气味、清脆的口感备受消费者的青睐，黄瓜已成为蔬菜生产中广泛种植的重要蔬菜种类之一。但是由于黄瓜含水量高达96%［2］，皮层薄，在贮藏期间易受伤和在高温条件下易失水萎蔫以及退绿变黄影响黄瓜贮藏品质；低温条件下极易发生冷害，影响黄瓜的采后代谢，尤其是当贮藏温度低于10 ℃［3］，就会对黄瓜造成伤害，对黄瓜的市场运输和流通造成了一定的损失，所以黄瓜是春冬两季贮藏难度较大的蔬菜［4］。近年来，有关黄瓜贮藏保鲜的研究已有一些报道，都是针对黄瓜采后贮藏采取的保鲜手段，主要涉及低温［5-8］、保鲜剂［9-12］、薄膜包装［13-14］等方面。又鉴于Ca2+对植物的抗逆性有密切关联［15］，并且在曹永庆等［16］的研究中表明采前喷钙可增加果蔬采后钙元素含量，而且钙对果蔬的呼吸作用有影响，可以抑制果蔬营养物质的消耗［17］；采前喷钙不仅可以增加胞外自由钙含量，供给胞内钙的供应，保证果蔬内部代谢正常［18］；钙还可以与果胶形成果胶酸钙，对果蔬细胞间的连接更加稳固和坚韧起到稳固作用，有效抑制果蔬细胞膜和细胞壁的解体，从而保护果蔬细胞膜的完整性，延缓果蔬衰老［19］；且采前喷钙技术在木瓜［20］、苹果［21］、蓝莓［22］、梨［23］和西兰花、芽菜［24］等果蔬方面已得到应用均取得了良好的效果。但关于黄瓜采前喷钙对其贮藏品质的影响鲜见报道，所以本实验通过对黄瓜进行采前不同质量分数喷钙处理研究黄瓜采后冷藏（4±0.5）℃品质的影响，以期为实现春冬季贮藏、长途运输和销售提供参考依据。
1 材料与方法
1.1材料
于2014年4月10日在沈阳农业大学科研基地6号日光温室内进行播种，黄瓜品种为‘露地二号’。
1.2仪器与设备
TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用有限公司；TA.XT Plus型质构仪 英国Smsta公司；CR-100色差仪 日本Konica Minolta公司；7890-5975气相色谱-质谱联用仪 美国Agilent公司。
1.3方法
1.3.1喷钙处理及分组
当植株长至4 叶1 新时选取生长一致健壮的植株定植到大棚内，每垄12 株，定植15 垄。待植株缓苗10 d后开始喷施CaCl2，上午8时用喷雾器均匀喷洒在黄瓜叶片上，喷后每隔2 d同一时间再进行喷施直至采摘日期结束。设5 个处理：1）对照：喷施清水；2）喷施0.25% CaCl2溶液；3）喷施0.5% CaCl2溶液；4）喷施0.75% CaCl2溶液；5）喷施1% CaCl2溶液，每个处理随机选取3 垄植株喷施CaCl2溶液，喷钙时要注意将各组的黄瓜植株用泡沫隔板隔开来增加实验的准确性。采收第8～10节位黄瓜，于开花之后第6天采摘，采后立即用干净的泡沫盒运回实验室。选择饱满均匀、色泽一致、无机械损伤的黄瓜进行实验。
预实验证明，当喷钙质量分数不小于1%时，黄瓜幼苗植株叶片会因喷钙质量分数过高而发黄破损，对植株叶片造成伤害，发病率也增大，所以本实验的喷钙方案实施是在质量分数不大于1%条件下进行的。
1.3.2样品处理
每个处理挑选36 根黄瓜，每12 根黄瓜一组装入0.03 mm厚打孔聚乙烯袋（孔径10 mm，孔数6 个）中扎口分别置于4 ℃恒温箱（相对湿度95%）中贮藏，各处理每2 d分别随机取6 根，测定相关指标，重复3 次。实验开始当天，随机取6 根新鲜黄瓜样品用作测定0 d新鲜黄瓜相关指标。
1.3.3指标测定
钙含量的测定：参考Madani［20］、Kou［24］等测定黄瓜中钙元素的方法，以mg/100 g为单位；冷害指数的测定：参考乔勇进等［25］测定黄瓜冷害指数的方法；丙二醛含量的测定：采用硫代巴比妥酸比色法［26］，每个样品重复3 次；相对电导率的测定：参考杨绍兰［27］测定相对电导率方法，每个样品重复3 次；脯氨酸含量的测定：采用磺基水杨酸法［28］，每个样品重复3 次。
硬度的测定：使用质构仪在质地剖面分析模式下测定。设定参数为：测前速率、测试速率、测后速率均为1 mm/s，目标值为10 mm，触发力值0.3 N，探头类型TA44。每个样取不同样品重复测量3 次，取平均值；可溶性固形物 含量的测定：采用数显糖度仪直接测定，每个样品重复3 次；果肉色泽的测定：使用CR-100色差仪测定色差，测定参数为L*值、a*值、b*值，每个样品重复3 次。
挥发性成分的提取：准确称取经绞碎后的黄瓜样品滤液10 mL于20 mL顶空瓶中，加入2.5 g NaCl，拧紧摇匀，于50 ℃恒温水浴锅加热平衡5 min后，用老化好的100 μm PDMS萃取头顶空吸附40 min后，将萃取头插入气相色谱进样口，解吸3 min。
气相色谱条件：色谱柱为D B-1 7 M S（30 m×250 μm，0.25 μm）；进样口温度为250 ℃；载气为99.999% He，不分流进样。升温程序：起始温度40 ℃保持2 min，然后以4 ℃/min升到60 ℃，保持1 min，再以2 ℃/min升到150 ℃，保持0 min，再以10 ℃/min，升到210 ℃，保持5 min，后续260 ℃烤柱5 min。
质谱条件：全扫描，扫描质范围量50～550 u，阈值150，采样频率2。
1.4数据处理
应用Excel和SPSS 17.0软件进行数据处理。
2 结果与分析
2.1采前喷钙对黄瓜中钙元素含量的影响
植物对钙的吸收是一个循序渐进的过程，并且吸收率的高低也取决于黄瓜各个生长阶段，本实验在黄瓜幼苗缓苗10 d后就开始对其进行不同质量分数喷钙以期可以增加采后黄瓜中钙元素的含量。贮藏期间，黄瓜中钙元素含量的下降比较平稳，没有太大的波动（图1）；由图1可以看出，采收当天的黄瓜中钙元素含量存在明显差异，并且表现出喷钙质量分数越高，黄瓜中钙元素含量越高的趋势；采收当日对照、0.25%和0.5% CaCl2处理的黄瓜中钙元素无明显差异，分别为27 mg/100 g和26 mg/100 g；0.75%和1% CaCl2处理的黄瓜中钙元素与其他组相比均有显着差异（P＜0.05），分别高出对照21 mg/100 g和23 mg/100 g；贮藏结束时，对照中钙含量最低，其次是0.25%和0.5% CaCl2处理组，可能是因为黄瓜腐烂汁液流失所致，而0.75%和1%仍含有较高含量的钙。
图1 采前喷钙对黄瓜冷藏期间钙含量的影响Fig.1 Effect of preharvest calcium chloride sprays on Ca2+content in cucumbers during cold storage
2.2采前喷钙对黄瓜冷藏期间冷害指数的影响
冷害是黄瓜在低温下贮藏不可避免的现象，通过评价冷害指数可以判断出黄瓜果实冷害程度大小。随着贮藏时间的延长，各组黄瓜的冷害指数均增加（图2）。对照和0.25% CaCl2处理在第4天开始出现冷害症状，0.5% CaCl2处理相继在第6天出现冷害，而0.75%和1% CaCl2处理直到第8天才开始出现冷害症状。冷藏结束时，0.75%和1% CaCl2处理的冷害指数最小，仅为0.3。
图2 采前喷钙对黄瓜冷藏期间冷害指数的影响Fig.2 Effect of preharvest calcium chloride sprays on chilling injury index of cucumbers during cold storage
2.3采前喷钙对黄瓜冷藏期间丙二醛含量的影响
丙二醛含量通常是作为脂质过氧化指标，反映细胞膜脂过氧化的程度。低温贮藏条件下，黄瓜受低温胁迫越深，细胞膜受损程度越大。冷藏期间黄瓜中的丙二醛含量总体呈上升趋势（图3），4 d后，钙处理黄瓜中丙二醛含量均显着低于对照黄瓜的丙二醛含量（P＜0.05），且2～4 d期间对照中丙二醛含量变化较大，表现出明显上升的趋势；在4～10 d期间对照和0.25%、0.5% CaCl2处理的黄瓜丙二醛上升较快，0.75%和1% CaCl2处理的黄瓜丙二醛含量上升缓慢。贮藏结束时，以采前1% CaCl2处理的黄瓜中丙二醛含量最低为0.000 6 μmol/g，与0.75% CaCl2处理差异不显着（P＞0.05）；冷藏结束时对照黄瓜中丙二醛含量分别是0.75%和1% CaCl2处理黄瓜的1.7 倍和2 倍，表明采前黄瓜适宜喷钙质量分数（0.75%～1%）处理能有效减少丙二醛的积累。
图3 采前喷钙对黄瓜冷藏期间丙二醛含量的影响Fig.3 Effect of preharvest calcium chloride sprays on MDA content in cucumbers during cold storage
2.4采前喷钙对黄瓜冷藏期间相对电导率的影响
图4 采前喷钙对黄瓜冷藏期间相对电导率的影响Fig.4 Effect of preharvest calcium chloride sprays on relative conductivity of cucumbers during cold storage
相对电导率是反映果蔬细胞膜透性的重要指标之一，相对电导率越高，说明细胞膜透性越大，细胞受损程度也就越严重［12］。由图4可知，冷藏期间各组黄瓜的相对电导率均呈上升趋势。贮藏期间，采前喷钙质量分数愈高，相对电导率越低，冷藏结束时钙处理均明显低于对照（P＜0.05）；以1% CaCl2处理效果最好比对照低40.98%，其次是0.75% CaCl2处理的效果，说明0.75%和1% CaCl2处理可以有效地延缓低温胁迫对黄瓜细胞膜的伤害。
2.5采前喷钙对黄瓜冷藏期间游离脯氨酸含量的影响
植物体内脯氨酸含量可作为抗逆性的一项生化指标［1］，低温胁迫可使黄瓜中脯氨酸含量上升，使其适应低温环境。在冷藏期间黄瓜中的脯氨酸含量总体呈增加的趋势（图5）；0～2 d时，0.5%～1.0% CaCl2处理游离脯氨酸含量表现出明显的上升趋势，但是对照和0.25% CaCl2处理含量变化不大；2～10 d时，0.5%、0.75%和1% CaCl2处理脯氨酸含量均显着高于对照和0.25% CaCl2处理（P＜0.05）。这表明CaCl2质量分数在0.5%～1%之间时，均能有效促进低温胁迫条件下黄瓜中脯氨酸的生成，使黄瓜能够积极地响应低温胁迫的逆境，可以提高黄瓜的抗冷性。
图5 采前喷钙对黄瓜冷藏期间游离脯氨酸含量的影响Fig.5 Effect of preharvest calcium chloride sprays on free proline content in cucumbers during cold storage
2.6采前喷钙对黄瓜冷藏期间硬度的影响
表1 采前不同喷钙质量分数对黄瓜冷藏期间硬度的影响Table 1 Effect of preharvest calcium chloride sprays on fi rmness of cucumbers during cold storage
由表1可知，随着贮藏时间的延长，各组黄瓜的硬度均有所下降。采收当天，黄瓜硬度呈现与CaCl2质量分数呈正相关关系，CaCl2质量分数越大，其硬度越大；0～2 d时，各组黄瓜硬度下降值相差不多；4 d时，对照硬度急剧下降，变化较大，下降了4.59 N，而其他组变化值均为2 N左右，对照与其他各组间差异均极显着（P＜0.01）；6 d时，喷钙的各组黄瓜硬度呈现急剧下降，下降值为4 N左右，而对照反而仅仅下降了2.74 N；贮藏结束时，对照、0.25%和5% CaCl2处理的黄瓜已经完全软化，硬度均极显着低于0.75%和1% CaCl2处理（P＜0.01），其二者硬度仍可接受。与采收当天相比，贮藏结束的各组黄瓜硬度分别下降了46.62%、44.91%、45.13%、36.35%、34.51%，表明适当的采前CaCl2（0.75%～1%）处理可以减缓冷藏期间黄瓜果实的软化。
2.7采前喷钙对黄瓜冷藏期间可溶性固形物含量的影响
图6 采前喷钙对黄瓜冷藏期间可溶性固形物含量的影响Fig.6 Effect of preharvest calcium chloride sprays on soluble solids content of cucumbers during cold storage
可溶性固形物含量可以反映果蔬的品质［29］，由图6可知，冷藏期间各组黄瓜的可溶性固形物含量均呈下降趋势；随着贮藏时间延长，0.75%和1% CaCl2处理黄瓜中可溶性固形物含量均显着高于其他处理（P＜0.05），贮藏结束时，以0.75%和1% CaCl2处理最好，比对照分别高0.3%
和0.5%。表明采前喷高质量分数CaCl2（0.75%～1%）可以有效防止黄瓜中可溶性固形物含量的降低。
2.8采前不同喷钙质量分数对黄瓜冷藏期间果皮色泽度的影响
表2 采前不同喷钙质量分数对黄瓜冷藏期间果肉色泽度的影响Table 2 Effect of preharvest calcium chloride sprays on color parameters of cucumbers during cold storage
L*、a*、b*值是色差分析的3 个要素，L*表示亮度，a*表示红绿，b*表示黄蓝［30］。由表2可知，贮藏期间，L*总体呈下降趋势，a*总体增大，b*也呈总体增加的趋势；采收当天，喷钙组黄瓜与对照黄瓜的亮度相比均差异显着（P＜0.05），并且在贮藏期间黄瓜亮度在贮藏6～8 d才呈现明显的下降趋势。a*值在采收当天的值也是呈现与喷钙质量分数越大，其值越大的趋势；在冷藏期间各处理下降值相差不大，每组值下降分别为4.13、4.42、5.17、4.73、4.72；b*值在采收当天均差异不显着，各组黄瓜的b*值相差甚少；贮藏期间对照与0.25%喷钙质量分数的黄瓜b*值呈现一致的上升趋势，而其他3 组呈现一致的上升趋势；贮藏结束时，各组黄瓜b*值分别增加了4.97、4.85、3.93、3.86、3.41，属对照最大。由此可见，无论是在采收当日还是贮藏结束10 d时，采前喷钙的黄瓜绿色都重于对照的黄瓜，整个果实的颜色也显着亮于对照，且0.75%和1% CaCl2处理的黄瓜色泽度保持最好。
2.9采前不同喷钙质量分数对黄瓜冷藏期间主要挥发性物质的影响
表3 采前不同喷钙质量分数对黄瓜冷藏期间主要香气物质的影响Table 3 Effect of preharvest calcium chloride sprays on major volatile contents in cucumbers during cold storage
把挥发性物质相对含量（不小于1%）和阈值（不大于1）的挥发性物质作为主要香气物质。由表3可知，各处理黄瓜的主要香气物质的相对含量均随着贮藏时间而减少；采收当天，（E，Z）-2，6-壬二烯醛和（E）-2-壬烯醛的相对含量较大，其两者之和占总香气物质含量的73%以上，E-6-壬烯醛和壬醛的相对含量较少均不到2%且各处理间差异不大。到冷藏8 d时，（E，Z）-2，6-壬二烯醛的相对含量速度下降，均降低了20%多；且对照和0.25% CaCl2处理的黄瓜中已检测不到（E）-2-壬烯醛；到冷藏6 d时，E-6-壬烯醛在对照中也检测不到了，各组黄瓜中壬醛也已消失殆尽。在贮藏结束时，对照中均检测不到这4 种主要香气物质，但是0.25%～1% CaCl2处理黄瓜中还有（E，Z）-2，6-壬二烯醛存在，与采收当天相比，分别降低了90.25%、84.28%、72.13%、63.09%，0.75%和1% CaCl2处理黄瓜中的相对含量保持较好。
3 讨论与结论
冷害是限制黄瓜贮藏和运输的重要因素，本实验结果表明，采前喷施0.75%和1%的CaCl2均可以较好地维持黄瓜采后品质，二者保鲜效果没有明显差异，将冷害症状出现时间延迟了4 d，但综合考虑，1%的CaCl2质量分数会给在生长初期的黄瓜幼苗的叶片带来伤害，影响生长，最终确定0.75%的CaCl2是最佳的喷钙质量分数。0.75% CaCl2喷钙处理的黄瓜在第8天出现冷害症状，此时黄瓜的冷害指数为0.2，相对电导率和丙二醛含量分别为4.06%和0.000 6 μmol/g；脯氨酸和可溶性固形物含量更多，分别为38.55 μg/g和3.1%；在主要挥发性物质上种类上也比对照多。欧志锋等［18］在采前喷钙对红富士苹果果实品质及贮藏性能的影响研究中表明，喷钙处理可更好地保持贮藏期间苹果的硬度和可溶性固形物含量，丙二醛积累量也维持在较低水平。也有研究［16］表明钙是细胞壁的重要组成部分，Ca2+与细胞壁果胶多糖形成络合物，可以稳定细胞壁结构和增强细胞壁强度，保护细胞壁不受降解酶影响，增加果实的硬度，所以本实验黄瓜采收当天出现硬度与CaCl2质量分数呈正相关的现象，CaCl2质量分数越大，其硬度越大，这与吕双双等［32］的叶面喷施适宜质量分数的钙化合物大都能增加果实硬度结论一致。谢培荣等［17］在采前钙处理对木洞杨梅果实采后品质和延缓衰老的影响研究中表明，钙处理对提高果实品质有明显效应，可以抑制果实膜透性和丙二醛含量的增加。
黄瓜特有的清香是黄瓜重要的品质指标之一。有研究［31］表明，（E，Z）-2，6-壬二烯醛、（E）-2-壬烯醛、（E）-6-壬烯醛、壬醛都是黄瓜的主要香气物质，本实验也证明了这一点。但是在贮藏过程中香气变化尤为复杂，尤其在贮藏后期黄瓜主要香气含量的变化也会对其品质有一定的影响，因此对于黄瓜单一点的香气检测已经不能满足研究需要。本实验通过对贮藏期内的不同采前CaCl2质量分数的黄瓜进行定期的香气检测及变化分析，结果表明黄瓜在贮藏过程中特征香气都有所减少，但贮藏后期香气含量减少及消失的原因，是与其冷害所发生的生理生化反应有一定的内在联系，还是与其采前喷钙质量分数对贮藏期间主要香气含量影响联系更密切，还需进一步的研究分析。
本实验中0.75% CaCl2质量分数之所以能对黄瓜保鲜起到良好效果，那是因为外源足够的钙质量分数可以提供给黄瓜果实，增加黄瓜胞内和胞外钙含量，保证了采后黄瓜正常的生理代谢，并且增加了黄瓜果实果胶酸钙的形成，而果胶酸钙是中胶层的主要成分，中胶层和细胞壁紧贴不易脱落，有助于黄瓜果实细胞壁的稳固和完整性，保护了较好的膜透性使其遭受逆境胁迫的程度降低，从而延长了果实的耐贮性，在品质上也保持较好。
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Effect of Preharvest Calcium Chloride Sprays on the Quality of Postharvest Cucumber Fruits during Cold Storage
WEI Baodong， ZHAO Yinling， BAI Bing， CHENG Shunchang， DONG Qian， ZHOU Feng， JI Shujuan*
（College of Food Science， Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China）
Chilling injury （CI） is the main factor limiting cucumber storage at low temperature. The goal of this research was to use pre-ha r vest calci um applications to delay CI of “Ludi No.2” cucumber during cold storage at （4 ± 0.5） ℃，aiming to provide reference data for cucumber transportation in early spring or winter. The results showed that chilling injury index， malonaldehyde （MDA） content， relative conductivity， and free proline increased whereas fi rmness， soluble solids， color and major volatiles of cucumber fruits decreased during cold storage. At the end of storage， calcium chloride treatment at 0.75% and 1% showed the lowest CI index of 0.3. MDA content and relative conductivity of cucumbers treated with calcium chloride at 0.75% and 1% （m/m） were significantly reduced as compared with those of controls stored at 4 ℃（P ＜ 0.05）. Cucumbers sprayed with CaCl2were firmer than controls. The more calcium was sprayed， the higher the fi rmness was. Cucumbers sprayed with CaCl2at 0.75% and 1% contained higher levels of soluble solid content （SSC）， free prolinet and major v olatiles contents， and were greener and less sensitive to low temperature than controls. It is concluded that the overall quality of cucumbers treated with calcium was better than that of controls. Taking all into account， 0.75% is the optimal concentration. Also， cucumbers sprayed with calcium at 0.75% could delay the occurrence of CI by up to 4 days and maintained its quality better during cold storage.
cucumber； preharvest calcium chloride sprays； cold storage； quality
TS255.3
A
1002-6630（2015）18-0225-06
10.7506/spkx1002-6630-201518042
2014-12-28
“十二五”国家科技支撑计划项目（2012BAD38B07）
魏宝东（1969—），男，副教授，博士，研究方向为果蔬贮运保鲜。E-mail：bdweisyau@163.com
纪淑娟（1960—），女，教授，博士，研究方向为果蔬贮藏保鲜及加工。E-mail：jsjsyau@sina.com
