采收期对青皮核桃果实冷藏与采后生理的影响

弓 弼1，蒋柳庆2，马惠玲2,*，王 进2

（1.西北农林科技大学风景园林艺术学院，陕西 杨凌 712100；2.西北农林科技大学生命学院，陕西 杨凌 712100）

摘 要：为了探明鲜贮核桃的适宜采收期及其生理基础，以‘西扶2号’青皮核桃果实为试材，研究Ⅰ（8月23号）、Ⅱ（8月29号）和Ⅲ（9月4号）3 个采收期对青皮核桃果实在－1～1 ℃、相对湿度70%～80%条件下贮藏寿命和生理变化。结果显示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期果实采收时分别处于第1个呼吸高峰的跃变前、跃变中、跃变后阶段，采后依次出现、度过、完成第1呼吸高峰；贮藏期第2个呼吸高峰和乙烯释放高峰随采收期延迟而提前。贮藏45 d时果实腐烂指数为Ⅰ（31.47%）显著高于Ⅱ（17.8%），Ⅱ又显著高于Ⅲ（12.7%）（P＜0.05）。采收时脱落酸（abscisic acid，ABA）含量处于高水平，吲哚乙酸、赤霉素、玉米素含量处于低水平；贮藏后期（24～30 d后）各激素含量均伴随乙烯高峰的出现而上升。得出结论：Ⅲ为鲜贮‘西扶2号’果实适宜的采收期，其果实树上成熟可能与ABA有关，采后衰老主要与乙烯生成增加有关。

关键词：青皮核桃；采收期；冷藏；采后生理；激素

Effect of Harvest Date on Cold Storage and Postharvest Physiology of Green Walnut Fruits

GONG Bi1, JIANG Liu-qing2, MA Hui-ling2,*, WANG Jin2

(1. College of Landscape Architechture and Arts, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;

2. College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)

Abstract: To investigate the harvest date as well as its biological basis for the preservation of green walnut (Juglans regia L.)
fruits, walnut fruits cv. Xifu 2 were picked on three time points Ⅰ (August 23), Ⅱ (August 29) and Ⅲ (September 4) and stored at −1–1 ℃ and a relative humidity (RH) of 70%–80%. Fruit decay and postharvest biological indices of the green husk were measured at 6-day or 9-day intervals. The first respiration peaks of fresh fruits from harvest date Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ occurred after,during and before the harvest point and correspondingly,begin,proceeded and finished in the first 6 d of storage. The second respiration peak and ethylene release peak appeared earlier for stored fruits from later harvest date. After 45-day storage, decay index (DI, 31.47%) of fruits from date Ⅰ was significant higher than that from date Ⅱ (17.8%), which was significant higher than that observed for date Ⅲ (12.7%) (P < 0.05). On the harvest dates, abscisic acid (ABA) content of the green husk was higher and indole acetic acid (IAA), gibberellin (GA) and zeatin (Zr) contents were lower in comparison with that throughout the postharvest period. The contents of all 4 hormones tested rose in the final stage in response to ethylene peak. In conclusion, harvest date Ⅲ is suitable for the preservation of Xifu 2 walnut with green husk and maturation on the tree and senescence during storage of the fruits are possibly related to increased levels of ABA content and ethylene release, respectively.

Key words: green walnut fruit; harvest date; cold storage; postharvest physiology; hormone

中图分类号：S609.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）24-0343-05

doi:10.7506/spkx1002-6630-201424066

鲜食核桃（Juglans regia L.）以其独特的品质和风味深受广大消费者喜爱，近年来市场需求量逐年增加, 通过冷藏开发集功能性和营养性为一体的鲜核桃产品是现代核桃产业发展的必然方向[1-2]。然而，相对于干制核桃，鲜食核桃不耐贮藏，既使低温条件下，其核仁的呼吸强度也远大于干制核桃[3]，坚果的霉变现象难以控制[4]，核仁品质下降较快，使鲜食核桃的市场供应期主要局限于收获季节。

近年来，人们着手于核桃果实带青皮鲜贮研究，发现自发气调包装条件下低温贮藏可有效延缓青皮核桃果实的腐烂期1倍以上[5]，为核桃鲜贮开辟了新的途径。并且，郭园园等[6-7]选出结合气调包装下的青皮核桃最佳贮藏温度为（－1±0.5）℃、10 kg果实包装薄膜适宜厚度为40 μm；冯文煜等[8]选出5 kg果实包装薄膜适宜厚度为50 μm；郭园园等[9]还发现1 000 mg/L那他霉素能有效延缓青皮核桃果实的黑腐进程；李江阔[10]、颜延才[11]等分别用1-甲基环丙烯、木醋液处理均延缓了青皮核桃核仁品质的下降；郭园园等[12]又采用1-甲基环丙烯复合薄膜包装较单包装进一步延长了青皮核桃的保鲜期；王进等[13]进行主动自发气调下青皮核桃贮藏，取得80 d‘辽2’和‘西扶2’腐烂率不高于15%左右的好结果，使青皮核桃自发气调保鲜技术日臻完善。采收期是影响果实贮藏寿命的最主要因素之一，如板栗在三分之一栗苞开裂时采收最耐贮[14]，红富士苹果于盛花期后171～177 d采收贮藏期最长[15]。核桃果实成熟期坚果与核仁的鲜质量均自然下降[16]，为了增加经济产量和优先抢占市场，生产上普遍存在早采现象，造成鲜食核桃风味不佳、不耐贮藏、贮后品质严重下降的后果。

本研究以陕西省核桃产地大量栽培的中晚熟品种‘西扶2号’为试材，比较不同采收期果实采后生理与保鲜寿命的变化，以期为生产上延长鲜食核桃的保鲜期提供新的理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种‘西扶2号’采自陕西省扶风县杏林镇核桃示范园，以当年生产上认定的大量采收期，即盛花后145 d，园中果实青皮绿色开始转黄为适宜采收期（采收期Ⅱ），再于提前6 d（采收期Ⅰ，盛花后139 d）和推迟6 d（采收期Ⅲ，盛花后151 d）共3 个采收期采收果实。采后小心剪去果柄，当天运回西北农林科技大学生命科学院冷库，于－1～1 ℃条件下预冷24 h，挑选大小基本均一、无病虫害、无机械伤的健康果实待用。

1.2 仪器与设备

3501H型果蔬呼吸仪 北京均方理化科技研究所；Trace GC Uitra气相色谱仪 美国Thermo Fisher Scientific公司；GS-15 型水果质地分析仪 南非GUSS Manufacturing公司。

1.3 方法

1.3.1 果实处理及包装条件

每个采收期挑出的健康果随机分为3 个重复，每重复200 个，装于塑料筐中，用地膜包裹筐的侧面和顶部一层，品字形垛于冷库，－1～1 ℃条件下贮藏。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 呼吸强度测定

各采收期果实贮藏24 h后第1次取样，作为各指标起始（0 d）值，以后每6 d随机从每个重复中抽取5 个果实，称质量，置入果蔬呼吸仪的呼吸室，启动气流泵，待读数稳定后读取呼吸室CO2体积分数（红外CO2检测仪原理），3 个重复分别测定。按照公式（1）计算呼吸强度：

（1）

式中：F为气体流速/（mL/min ）；C为CO2体积比例/（μL/L）；m为果实鲜质量/kg；T为测定温度/℃。

1.3.2.2 乙烯释放速率测定

各采收期各重复每次测定呼吸强度后的5 个果实汇同另外随机抽取的10 个青皮核桃果实，称质量，立即于缓冲间条件下置入容积6 L的干燥器中密封2 h，抽取顶空气体5 mL，用Trace GC UItra气相色谱仪测定乙烯体积分数，仪器配置与检测条件：火焰离子化检测器，2M不锈钢填充柱；柱温70 ℃，进样口温度70 ℃，检测器温度150 ℃；载气流速：N2：40 kPa，H2：
35 mL/min，空气：360 mL/min。

1.3.2.3 腐烂指数计算

腐烂指数分级标准：将果实根据表面腐烂面积分为5 级，0级：果实完好无损；1级：病斑面积0%～20%；2级：病斑面积20%～40%；3级：病斑面积40%～60%；4级：病斑面积60%～80%；5级：病斑面积80%～100%。按公式（2）计算腐烂指数。

（2）

1.3.2.4 硬度测定

各采收期各重复测定乙烯生成率后样品果再用于测定硬度。采用GS-15 型水果质地分析仪（探头直径5 mm）测定，参数设定为：灵敏度0.10 kg；插入果实速率10 mm/s；退出速率10 mm/s；插入深度3.8 mm，测定时削开1 cm2左右的薄层外果皮作为测试点，每个果沿赤道均匀测定4 个点，每个处理测10 个果。

1.3.2.5 出仁率测定

将核桃青皮去掉，称其湿鲜坚果质量，然后将坚果硬壳去除，称核仁鲜质量，以核仁占湿鲜坚果鲜质量的百分比计出仁率。

1.3.2.6 激素含量测定

贮藏期每9 d从各重复果实中随机抽取5 个，剥取青皮，迅速切成碎块，每果取1/4充分混合，于液氮速冻，－80 ℃保存至贮藏结束统一测定。每重复样品称取1 g，用酶联免疫吸附法[17]测定各激素含量。

2 结果与分析

2.1 不同采收期对青皮核桃贮藏期呼吸强度的影响

图 1 不同采收期青皮核桃的呼吸强度

Fig.1 Changes in respiration intensity of green walnut fruits during storage

核桃果实成熟衰老期出现2 个呼吸高峰[3]。由图1可见，采收期Ⅰ和Ⅲ的果实呼吸强度初始值都较低，采收期Ⅱ的极显著高于二者（P＜0.01），反映出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期果实采收时分别处于成熟期呼吸高峰的呼吸跃变前期、呼吸高峰期、呼吸下降期。贮藏期间，采收期Ⅰ果实于6～24 d出现第1次呼吸高峰，42 d左右出现第2次；采收期Ⅱ果实延续了树上的呼吸趋势，完成了第1次呼吸跃变，于30 d左右出现第2次跃变；采收期Ⅲ果实仅于24 d左右出现第2次跃变，3 个采收期的第2次高峰值间无显著差异。说明核桃青皮果实无论是在树上还是在采后，成熟期的呼吸趋势完全一致，对‘西扶2号’而言，均于8月底（盛花后145 d左右）出现1 次高峰，采后衰老期（第1个高峰后约30 d）又出现1 次高峰。第2个高峰随采收期的延迟而提前，峰值不变。采收期Ⅰ果实的第1个峰持续期延长，并出现强烈起伏，是采后果实成熟期呼吸较树上果实更旺盛的表现。

2.2 不同采收期对青皮核桃贮藏期乙烯释放速率的影响

图 2 不同采收期青皮核桃的乙烯释放速率

Fig.2 Changes in ethylene production rate of green walnut fruits during storage

3 个采收期青皮核桃果实的乙烯释放率变化趋势如图2所示。各采收期果实贮藏期均出现了一个明显增强的乙烯释放高峰，高峰出现的时间随采收期的延迟而提前，说明采收越晚，在树上的成熟度越高，采后进入乙烯释放高峰越快，是跃变型果实具有的典型特征。对比图1还发现，采收期Ⅰ果实的乙烯高峰与其第2个呼吸高峰基本同期，采收期Ⅱ、Ⅲ果实乙烯高峰均晚于其第2个呼吸高峰6 d，而乙烯跃变的起步时间早于第2次呼吸跃变，说明了3 个采收期果实从采收到贮藏期出现的第2个呼吸高峰与乙烯生成增强几乎同步，是果实走向衰老的标志。采收期Ⅲ果实在贮藏第6天时还出现了1 个弱乙烯释放峰，意味着在树上通过了第1呼吸高峰的果实在乙烯代谢方面与未通过的有所差异，这是否有利于增强果实抗性，尚有待进一步证实。

2.3 不同采收期对青皮核桃贮藏期腐烂指数的影响

图 3 不同采收期青皮核桃的腐烂指数

Fig.3 Changes in decay index of green walnut fruits during storage

由图3可知，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3 个采收期的青皮核桃依次于15、21、18 d开始腐烂。在33 d后腐烂指数开始急剧上升，其中采收期Ⅰ上升最快，其次是采收期Ⅱ，最慢的是采收期Ⅲ。3 个采收期的腐烂指数在前期差异不明显，而在33 d后差距增大，其中采收期Ⅲ的果实腐烂指数显著低于采收期Ⅰ和Ⅱ；在45 d贮藏结束时，腐烂指数最高的是采收期Ⅰ，为31.47%，收期Ⅱ和Ⅲ果实则降为17.8 %，12.7 %，Ⅰ与Ⅱ、Ⅱ与Ⅲ的腐烂指数间差异显著（P＜0.05）
（图3）；这说明适宜晚采有助于延长青皮核桃的保鲜期。

2.4 不同采收期对贮藏期青皮核桃硬度的影响

图 4 不同采收期青皮核桃的硬度

Fig.4 Changes in firmness of green walnut fruits during storage

从图4可知，采收期Ⅰ果实在贮藏期间硬度未出现明显变化，采收期Ⅱ和Ⅲ的硬度逐渐下降，27 d后采收期Ⅰ果实的硬度显著高于采收期Ⅱ和Ⅲ（P＜0.05），看来贮藏期核桃青皮硬度的保持能力与其果实耐贮性并无正相关。

2.5 不同采收期对贮藏期青皮核桃出仁率的影响

采收期Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的出仁率分别为（38.42±
2.19）%、（40.41±3.68）%和（41.51±2.49）%，可见果实出仁率随采收时间推迟而增大。由于其他品种上已确定核仁水分随采收期延迟而降低[18]，说明成熟期核仁干物质逐渐增多，采收越晚，核仁越饱满。

2.6 不同采收期对青皮核桃贮藏期其他激素含量的影响

a. ABA；b. IAA；c. GA；d. Zr。

图 5 不同采收期青皮核桃激素含量的变化

Fig.5 Changes in hormone content of green walnut fruits during storage

采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ果实的脱落酸（abscisic acid，ABA）含量均随贮藏期的延长先下降，分别于12、18、24 d达到低谷值，复又缓慢上升（图5a），只是采收期Ⅰ的ABA初始值显著高于采收期Ⅱ和Ⅲ（P＜0.01）。说明‘西扶2号’核桃果实在树上发育至成熟期时青皮的ABA含量下降，至衰老期ABA含量上升。张志华等[19]报道的早熟核桃‘元丰’于成熟末期（裂果期）青皮ABA上升，可见，青皮果实采后衰老与在树上衰老过程中ABA含量变化趋势相似。

采收期Ⅰ、Ⅱ果实的吲哚乙酸（indole acetic acid，IAA）含量初始值显著高于采收期Ⅲ（P＜0.01），贮藏期3 个采收期果实的IAA含量均随贮藏期的延长而起伏变化（图5b）。说明核桃果实青皮的IAA含量在进入成熟期前较高，随着果实的成熟逐渐下降，在衰老后期又开始上升，与张志华等[19]测定的树上成熟核桃果实的变化趋势一致。

随着采收的延迟，‘西扶2号’青皮果实的赤霉素（gibberellin，GA）含量无显著相异，贮藏期3 个采收期果实青皮GA含量一致缓慢上升，24～30 d后升幅加大（图5c）。说明该品种青皮核桃中GA含量在成熟期变化较小，随着果实衰老逐渐升高，采后GA的变化与张志华等[19]在‘元丰’核桃树上成熟衰老未期上升的结果一致，反映出核桃果实衰老期GA含量总体有所上升。

本实验以玉米素（zeatin，Zr）代表青皮细胞分裂素水平，从图5d可知，采收期Ⅰ、Ⅱ果实的Zr含量显著低于采收期Ⅲ（P＜0.05），贮藏期3 个采收期果实Zr含量均较低，贮藏期6 d时出现一个高峰，采收期Ⅰ的高峰持续至18 d，以后趋于下降。到30 d后又开始上升；采收期Ⅱ和Ⅲ的青皮Zr含量均于6 d高峰后迅速下降至初始水平，然后波动。张志华等[19]得出核桃树上成熟过程中Zr含量低且变化较小，说明Zr含量在采后成熟过程中的变化与在树上成熟期的不同，采后有高峰出现，且早采果实高峰持续期长。

3 讨论与结论

采收期决定着果实的成熟度。采收过早，成熟度不足，达不到应有的品质和风味，并且果实生理代谢旺盛，采后消耗大，不耐贮运；采收过晚，果实进入衰老期，抗病性下降，亦不耐贮运。本实验选择3 个采收期的‘西扶2号’青皮核桃果实的耐贮性随采收期的延迟而增大，说明3 个时期均未达到采收过晚的程度，并且，生产上于采收期Ⅱ采收的做法对于入贮果实来说是不当的。由于采收期继续延迟将出现裂果（十成熟），因此，可以认定该品种用于鲜贮时应当延迟至采收期Ⅲ（9月4号左右）采收。鲁周民等[14]认为随着板栗的成熟，其体内各种营养物质迅速积累，水分含量逐渐降低，呼吸强度也逐渐降低，果实自身抵抗外界不良环境的能力不断加强，因此，充分成熟的板栗具有较好的贮藏性能。本研究中核桃果实采收越迟，核仁越饱满。采后呼吸高峰由2 个减为1 个。因此，与板粟相似，充分成熟的核桃具有较高的品质和抵抗外界不良环境的能力，从而表现较强的耐贮性。

硬度下降是肉质果实细胞壁物质降解的显著标志。对其他品种的青皮核桃贮藏研究发现青皮的纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶活性上升，并且，越不耐贮的果实上升期出现越早[18]，早采果实的青皮抗氧化活性和防御酶活性低于晚采果实[20]，说明青皮核桃贮藏期存在青皮细胞壁物质降解现象，并与青皮抗病性下降有关，细胞壁降解被延缓则青皮腐烂延迟。可是，本实验却得出了耐贮的采收期Ⅱ、Ⅲ果实硬度下降明显，不耐贮的采收期Ⅰ果实下降不明显，表面上与前期结果相矛盾。实际上，前期研究还测出，本实验包装条件下贮藏过程中，青皮失水率随着采收期的提前而增大[18]，水分的减少可能增大了青皮的韧性，抵消了或部分抵消了其硬度的下降值，使采收期Ⅰ果实的表观硬度基本不变。虽然这一推论有待进一步研究证实，但可以确定，果实硬度的保持能力并不能准确反映其耐贮性。

本研究的各组果实腐烂均发生在第2次呼吸高峰和乙烯高峰之后，进一步说明腐烂的发生与果实进入衰老期，抗病性下降有关。另一方面，采收越迟，乙烯高峰越早，果实腐烂率增加越缓，又说明贮藏后期青皮核桃抗腐烂能力与乙烯诱导的果肉组织抗病性相关[21-23]，乙烯高峰越早，启动抗病机制越强。

ABA在非跃变型果实成熟衰老中发挥重要作用，在跃变型果实衰老中的作用尚有争议。本研究中核桃青皮的ABA含量在贮前较高，贮藏前期下降，后期复又缓慢上升，与许多果实上测定的结果相似[24]，而且，腐烂率较高的采收期Ⅰ果实ABA含量水平持续维持较高水平，说明ABA可能与乙烯一同促进了青皮核桃果实的衰老。青皮核桃IAA的含量在采收时较低，贮藏中期和后期又有升高现象，与桃果实后熟软化进程中IAA的变化有相同趋势[25]；GA和Zr含量在采收期较低，贮藏后期（24～30 d后）均上升，这3种促进生长的激素在采收时普遍处于低水平，贮藏中又在ABA之前或与ABA同步增长的现象，一方面表明青皮核桃果实成熟的启动可能与ABA有关；另一方面说明成熟衰老启动后，促进生长类激素复又上升以拮抗乙烯、ABA的作用，体现了青皮核桃具有采后抗衰老性和耐贮性，更反映出内激素在调节果实成熟衰老方面相互协调、相互拮抗的复杂性。

‘西扶2号’核桃于采收期Ⅲ（花后151 d）的青皮果实耐贮性较强，其果实特征为青皮与内果皮部分分离，但无青皮开裂，是中晚熟核桃品种用于鲜贮时可参考的形态指标；核桃青皮果实采收时期不同，其采后呼吸峰数量不同；乙烯高峰随采收期延迟而提前；核桃青皮果实的成熟伴随着ABA水平较高、IAA、GA、Zr水平较低的现象；采后衰老伴随着乙烯、ABA、IAA、GA、Zr均升高的现象，5 种激素可能与衰老或拮抗衰老有关。

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