乙烯利和矮壮素对采后狗头枣硬度与微量元素的影响

魏雄博，王睿，尚秉众，杨茜如，白朕卿，2*，陈国梁，2*

（1.延安大学生命科学学院，陕西 延安 716000；2.陕西省红枣重点试验室（延安大学），陕西 延安 716000）

枣（Ziziphus jujuba Mill.）是鼠李科枣属植物，其果实为一种“药食同源”的食品[1]。在生产中，枣果采后易衰老、软化造成外观、品质、味道、营养价值损失。狗头枣是陕北特有红枣品种，狗头枣在自然条件下更容易软化[2]。因此，延缓枣衰老软化、延长其贮藏寿命，已成为狗头枣产业发展中急待解决的问题。乙烯在果实成熟衰老进程中起着重要作用，乙烯对采后果实品质有着显著影响[3]。林炎娟等[4]用乙烯利处理芙蓉李后发现果实中可溶性固形物含量和花色苷含量显著提高，加速了果实成熟软化。矮壮素（chlorocholine，CCC）作为植物生长调节剂，在果实成熟时期激素调控机制研究较少，杨炜茹等[5]采用矮壮素浇灌野生地榆，发现矮壮素可以提高地榆的抗性并延缓其衰老。肖莉娟等[6]研究了不同浓度矮壮素对‘骏枣’枝梢生长及果实品质的影响，结果表明200 mg/L矮壮素喷施‘骏枣’可以显著提升果实品质。

狗头枣枣果富含微量元素，是优良的鲜食品种[7]，其中铜、铁、锰、锌、钙为人体必需微量元素，锌在人体中参与上百种酶促反应；铁对人体的免疫功能及神经系统的发育有重要作用；铜是超氧化物歧化酶的组分，能催化机体代谢中产生的超氧化物分解，具有一定的解毒作用；钙是人体含量最丰富的元素，不仅是形成骨骼牙齿主要成分，还参与人体内血管收缩、神经传递、免疫吞噬等重要生理活动[8-11]。而铝是人体非必需元素不但会富集在体内对器官持续产生毒害，而且对神经毒性产生促进作用导致老年性痴呆[12-13]。现代医学表明，中药发挥药效作用除了依赖于有效成分外，也与其中所含的微量元素有关[14]。因此提高枣果中对人体有益微量元素和减少有害元素的含量对狗头枣产业的可持续发展有重要意义。

狗头枣是陕北特色经济作物，延长狗头枣枣果保鲜期和提高其品质是目前急需解决的问题。据此本研究以陕北延安狗头枣为研究材料，采用不同质量浓度的乙烯利和矮壮素浸泡处理全红期狗头枣果实，测定狗头枣果实硬度和6种微量元素含量的变化，探索乙烯利、矮壮素处理后狗头枣采后保鲜与微量元素含量变化规律。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

狗头枣：选取陕西省延安市延川县延水关镇庄头村树龄一致的枣树，采摘挑选全红时期、无损伤、大小均一枣果，放于保鲜袋内立即运回实验室进行试验。乙烯利、矮壮素（分析纯）：北京索莱宝科技有限公司；多元素标准液（GSB04-1767-2004，铝、砷，硼、钡、铍、铋、镉、钴、铬、铜、铁、镓、锂、镁、锰、镍、铅、锑、锡、锶、钛、铊、钒、锌混合标准溶液）：国家有色金属及电子材料分析测试中心；硝酸溶液（金属-氧化物-半导体电路专用特纯试剂）：天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与试剂

水果硬度计（GY-3）：浙江托普仪器有限公司；超纯水系统（UP-I-100L）：四川优普超纯科技有限公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9240A）：上海齐欣科学仪器有限公司；高效微波消解系统（ETHOS UP）：意大利麦尔斯通公司；电感耦合等离子体质谱仪（NexlON 2000）：美国珀金埃尔默公司。

1.3 方法

1.3.1 材料处理

配制不同处理组溶液，如表1所示，采用纯净水（reverse osmosis，RO）作为对照组。每组枣果200颗，将枣果浸泡在不同溶液中，常温放置，在0、1、3、7 d时取样，每次随机取样10颗枣，测定硬度后去除果核，置于45℃烘箱烘干1个月，粉碎，过100目筛保存留用。每个处理组设3个重复。

表1 乙烯利与矮壮素激素处理条件Table 1 Conditions of ethrel and chlormequat treatments

1.3.2 果实硬度测定

每次取10颗枣果，用水果硬度计分别在枣果上、中、下3个部位各测3次，记录数据并统计分析。

1.3.3 ICP-MS测定

准确量取 500 μg/mL 含有铁、锰、铜、锌、铝、钙 6种元素的混合标准储备液，用5%硝酸溶液逐级稀释成20、40、60、80、100、200、500 μg/L 溶液，以 5% 硝酸溶液为空白，进行标准曲线的绘制。准确称取狗头枣果粉末0.03 g，置于消解罐中，加入8 mL硝酸，放入高效微波消解系统进行消解。消解条件：预热10 min，190℃加热15 mim，冷却20 min。消解完成后超纯水冲洗消解罐多次，合并洗液定容至50 mL即得待测样品，进样测定[15]。

1.4 数据处理与图表制作

采用Excel对数据进行统计与作图，并建立线性回归方程。采用SPSS Version 20.0软件进行单因素方差分析（Duncan多重比较，显著水平设定为P＜0.05）、皮尔逊相关性分析。

2 结果与分析

2.1 乙烯利与矮壮素处理对枣果硬度的影响

果实硬度是衡量货架期的一个重要指标，试验结果如图1所示。

图1 乙烯利与矮壮素处理对枣果硬度影响Fig.1 Effect of hormone treatment on fruit hardness of‘Goutou’jujube

经过不同质量浓度ETH处理后加快了果实软化速度，ETH质量浓度越高果实硬度下降速度越快。CCC处理后枣果硬度在1、3 d果实硬度与第0天无显著变化，在3 d～7 d硬度下降速度缓慢，CCC质量浓度越高果实硬度下降速度越缓慢，处理6果实软化速度最缓慢。组合处理结果显示，同样的质量浓度CCC和不同质量浓度ETH组合，ETH质量浓度越大果实硬度下降速率越快。处理7、处理9、处理10、处理11、处理13、处理14、处理15在第1天时硬度都有所增加。处理9中CCC质量浓度比ETH质量浓度大，其硬度在第1天时增加程度比其他激素组合大，在1 d～7 d硬度也比其他组合激素处理下降速度慢。处理6枣果硬度维持时间最长且第7天的硬度高于其它处理组。

2.2 乙烯利与矮壮素处理对枣果有益微量元素含量积累的影响

为了探索乙烯利与矮壮素处理对枣果有益微量元素含量积累的影响，本研究对处理后的狗头枣枣果有益微量元素含量进行了测定。

2.2.1 乙烯利与矮壮素对枣果铜含量的影响

铜元素含量变化结果如表2所示。

表2 不同处理组中铜元素含量Table 2 Copper content in jujube fruits of different treatment groups

对照组枣果铜含量在0～1d增加，1d～3d降低，3d～7 d再次增加。处理1在0～1 d增加，7 d时铜含量达到最高。处理6枣果铜含量在0～1 d增加，1 d～3 d降低，第3、7天无明显变化。处理8枣果中铜、含量先上升再降低，第3天时含量达到最高，为2.19 μg/g DW。处理12铜含量最高为2.49 μg/g DW，在0～3 d内增加幅度最大。处理14铜含量在0～1 d降低了0.44 μg/g DW，含量降幅最大。

2.2.2 乙烯利与矮壮素对枣果铁含量的影响

铁元素是人体血红蛋白、肌红蛋白的重要材料。通过激素处理，枣果中铁元素含量见表3。

表3 不同处理组中铁元素含量Table 3 Iron content in jujube fruits of different treatment groups

由表3可知，第0天枣果中铁含量在8.35 μg/g DW～34.25 μg/g DW，经过处理多数处理组中铁含量呈下降趋势。对照组枣果铁含量随处理时间增加逐步减少，在7 d时铁含量为8.5 μg/g DW，减少了61.66%。处理1中铁元素降低量最大，减少了22.65 μg/g DW。处理7、8枣果中铁含量先上升再下降，第3天时含量达到最高。其中处理11铁含量在1 d比0 d含量增加了71%，增加幅度最大。

2.2.3 乙烯利与矮壮素对枣果锰含量的影响

锰元素是人体必需元素，通过试验，不同处理枣果锰含量变化如表4所示。

表4 不同处理组中锰元素含量Table 4 Manganese content in jujube fruits of different treatment groups

对照组锰含量在0～7 d无明显变化。所有处理组锰含量的变化幅度均较小。处理8在7 d时锰含量为4.21 μg/g DW，较第1天增加了26.4%。处理13在1 d时的含量最高，为5.21 μg/g DW，比第0天增加了1.82 μg/g DW，增幅最大。

2.2.4 乙烯利与矮壮素对枣果锌含量的影响

锌在人体中的含量直接影响100多种酶的活性，激素处理后不同处理组锌含量如表5所示。

表5 不同处理组中锌元素含量Table 5 Zinc content in jujube fruits of different treatment groups

对照组锌含量呈先上升再下降趋势，第3天时含量最高。处理1在0～1 d锌含量增加了8.58 μg/g DW，且3、7 d时的含量减少辐度较小。处理8在0～1 d锌含量增加了9.43 μg/g DW，增幅最大。

2.2.5 乙烯利与矮壮素对枣果钙含量的影响

钙元素在人体是构成骨骼重要元素，经过不同处理后钙元素变化如表6所示。

表6 不同处理组中钙元素含量Table 6 Calcium content in jujube fruits of different treatment groups

对照组中钙含量呈现先上升后下降趋势，处理1～处理6组中钙含量基本呈先上升再下降变化趋势，与对照组一致。处理1在0～3 d含量增加幅度最大，为71.47 μg/g DW。处理4在0～1 d钙含量增加84.63 μg/g DW，比其他处理组相比，增加最多。处理5在3 d时比0 d钙含量增加了81.43 μg/g DW。处理10在第1天钙含量减少了39.18%，与其他处理组相比，在处理时间为0～1 d时降幅最大。

2.2.6 乙烯利与矮壮素对枣果铝含量的影响

铝为食品有害元素，在日常饮食需加以控制摄入量。试验结果如表7所示。

表7 不同处理组中铝元素含量Table 7 Aluminum content in jujube fruits of different treatment groups

处理组1～6枣果中铝含量在0～1 d明显下降，其中，对照组铝含量减少了86.8%。处理6在0～3 d下降速度比其他处理组缓慢，但是在3 d时铝含量比0 d降低了92.0%，降幅最大。

3 结论与讨论

植物的果实采摘后其组织代谢仍在进行，这些代谢活动导致果实的成熟与衰老[16]。本研究结果显示，处理3（800 mg/L ETH）狗头枣果实皱缩软化速度最快。CCC质量浓度越大果实软化速度越慢，处理6（500mg/L CCC）在0～7 d枣果实硬度保持最好。在ETH和CCC组合的9个处理组中，处理8（200 mg/L ETH+200 mg/L CCC）、处理 12（500 mg/L ETH+500 mg/L CCC）ETH 和CCC质量浓度一样，其果实硬度与对照组硬度变化一致，处理 9（200 mg/L ETH+500 mg/L CCC）其枣果的硬度比其他八个组合硬度下降速度慢。研究结果初步表明矮壮素可以延缓果实软化速度。果实的成熟软化是ABA、IAA、GA3、ETH 等激素交互作用的结果[17]。外源CCC处理油莎豆[18]、红豆杉[19]发现CCC与内源ABA、GA3、IAA含量变化密切相关，而关于CCC处理对果实成熟衰老期间内源激素影响研究未见报道。

微量元素铁、锌、铜、锰、钙对人体健康有不可或缺的作用，且微量元素与果实品质和生物活性成分密切相关[20-21]。未处理枣果的6种元素含量大小顺序为钙＞铁＞铝＞锌＞锰＞铜。铁、锌、锰、铜含量与郭雪飞等[22]、蒋卉等[23]、何伟忠等[24]研究一致，钙含量为 132.31 μg/g DW与其他品种枣相比较低。对照组枣果中钙含量随贮藏时间增加呈现先上升后下降，这与欧李果实采后钙含量变化趋势一致[25]。本研究显示处理5（200 mg/L CCC）、处理 6（500 mg/L CCC）、处理 8（200 mg/L ETH+200 mg/L CCC）对狗头枣微量元素总体保持较好。果实在贮藏期间微量元素会不断地变化，通过矮壮素和乙烯利处理枣果后其微量元素含量变化可能是果实中微量元素在果实不同部位转移造成的[26-27]，所有处理组铝含量在0～1 d都剧烈下降，可能是因为铝从枣果迁移到浸泡溶液中[28]。

狗头枣作为陕北地区的经济树种，提高其枣果品质和延长储藏期，对狗头枣产业的可持续发展有着重要作用。本试验综合枣果硬度变化发现乙烯利处理枣果后加快了枣果软化速度，矮壮素可以维持枣果硬度，关于矮壮素延缓果实衰老原因和参与果实内源激素调控机制将进一步研究。通过铝含量变化得出，枣果采摘后用纯净水进行浸泡处理可以降低铝含量。此外，外源激素对果实微量元素含量变化有待深入探究。本研究为枣果采后处理保鲜提供了参考。