全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (4) : 509 - 514
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 01 - 12; 修回日期 : 2008 - 03 - 04
基金项目 : 广东联合基金重点项目 (U0631004) ; 广东省自然科学基金团队项目 (06200670) ; ‘十一五’科技支撑项目重点项目
(2006BAD22B06) ; 广州市属高校科技计划项目 (2009)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: zqzhang@ scau1edu1cn)
冷害导致砂糖橘果实品质劣变
庞学群 1 , 陈燕妮 2 , 黄雪梅 2 , 汪跃华 2 , 胡位荣 3 , 张昭其 23
(1 华南农业大学生命科学学院 , 广州 510642; 2 华南农业大学园艺学院 , 广州 510642; 3 广州大学生命科学学院 , 广
州 510006)
摘 　要 : 将砂糖橘 (C itrus reticulata B lanco) 果实分别置于 1、3、6和 9 ℃下贮藏 , 比较其贮藏效果及
冷害对果实品质的影响。结果表明 : 砂糖橘最适贮藏温度为 6 ℃, 在 1～3 ℃贮藏易发生冷害。冷害导致果
实外观品质下降 , 果肉乙醛和乙醇含量累积 , 果肉异味 , 品质下降。1 ℃贮藏的果实呼吸速率和乙烯释放
速率较 6 ℃高 , 丙二醛 (MDA ) 含量增加 , 丙酮酸脱羧酶 ( PDC) 和乙醇脱氢酶 (ADH ) 活性大幅度提
高。说明在冷害温度下 , 砂糖橘果肉异味是由于乙醛和乙醇累积产生 , 而果实呼吸速率的提高与 PDC和
ADH活性的增加密切相关。
关键词 : 柑橘 ; 低温贮藏 ; 冷害 ; 丙酮酸脱羧酶 ; 乙醇脱氢酶
中图分类号 : S 66612　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 0420509206
Ch illing Te m pera ture Enhances Qua lity Reduction in Postharvest‘Sha2
tangju’( C itrus re ticu la ta Blanco) Fru it
PANG Xue2qun1 , CHEN Yan2ni2 , HUANG Xue2mei2 , WANG Yue2hua2 , HU W ei2rong3 , and ZHANG
Zhao2qi23
(1 College of L ife Science, South China A gricultural U niversity, Guangzhou 510642, China; 2 College of Horticulture, Sou th China
A gricultural U niversity, Guangzhou 510642, Ch ina; 3 School of L ife Science, Guangzhou U niversity, Guangzhou 510006, China)
Abstract: Postharvest‘Shatangju’ (C itrus reticu la ta B lanco) fruit are suscep tible to chilling injury,
which results in quality reduction of pulp. However, the mechanism of quality reduction has not been well un2
derstood yet. ‘Shatangju’fruit were stored at 1 ℃, 3 ℃, 6 ℃ and 9 ℃. The storage effect, pulp quality
and physiological responses were compared to each other. The results indicated that chilling injury symp tom
occurred in the fruit stored at 1 ℃ or 3 ℃, and 6 ℃was the op timum temperature for storage. Chilling injury
not only reduced the appearance quality of the fruit, but also resulted in accumulation of aldehyde and etha2
nol, and led to unp leasant favor and quality reduction in pulp. Compared with the fruit stored at 6 ℃, the re2
sp iratory rate, ethylene p roduction, the content of malondialdehyde (MDA) , the activities of pyruvate decar2
boxylase ( PDC) and alcohol dehydrogenase (ADH) increased dramatically in the fruit stored at 1 ℃. It was
suggested that, during chilling temperature storage, the quality reduction of pulp was due to the accumulation
of aldehyde and ethanol, and the increase of resp iratory rate may be due to the increase of PDC and ADH ac2
tivities.
Key words: citrus; low temperature storage; chilling injury; pyruvate decarboxylase; alcohol dehydro2
genase
园 　　艺 　　学 　　报 35卷
　　砂糖橘 (C itrus reticu la ta B lanco) 原产广东省四会市 , 是目前广东省最畅销的柑橘品种 , 并迅速
辐射到广西、福建等地。砂糖橘果实味清甜 , 含糖量高 , 色泽鲜艳 , 皮薄易剥。然而由于其皮薄 , 含
水含糖量高的特点 , 导致采后品质易劣变和病害发展迅速。目前砂糖橘自然采后寿命仅 1～2周 , 经
防腐保鲜处理后 , 虽然在常温下可贮藏一个月左右 , 但其品质劣变迅速 , 固有的清甜味丧失。低温贮
藏是延缓果蔬品质劣变和控制真菌病害的最佳方法 , 但对于原产热带亚热带的果蔬 , 低温贮藏易出现
冷害。
作者以砂糖橘为材料 , 比较了不同低温对砂糖橘贮藏效果及品质的影响 , 从呼吸作用的角度探讨
了冷害温度对果肉品质劣变的影响 , 以期为砂糖橘的低温贮藏提供理论依据。
1　材料与方法
111　材料及处理
砂糖橘购自广东省四会市果园。选取均匀一致 , 无病、虫、伤的果实 , 用 011%漂白粉溶液清
洗 , 晾干后用施保功 (0105% ) 溶液浸果 1 m in, 用厚度为 0103 mm的聚乙烯薄膜袋包装 , 分别置于
1、3、6和 9 ℃的恒温箱 (波动范围 ±015℃) 贮藏。每处理 4个重复。
112　方法
11211　可溶性固形物 ( TSS)、维生素 C和可滴定酸 ( TA) 含量的测定 　每处理取 6个果 , 用 4层纱
布榨汁 , 用手持折光仪测定 TSS含量 , 2, 6 -二氯酚靛酚法测定维生素 C含量 , 滴定法测 TA含量。
11212　呼吸速率和乙烯释放速率的测定 　参照张昭其等 (1997) 的方法 , 定期从各种处理中取 6个
果实 , 在恒温室恢复到室温后置于密封罐中密闭 3 h, 抽取 1 mL气样测定二氧化碳释放量 (呼吸速
率 ) 和乙烯释放速率。重复 3次。仪器为日本岛津 GC217A气相色谱仪 , 色谱柱 : Molecular sieve 5A
和 Porapak Q同心双层柱 , 柱温 : 60 ℃, 进样口温度 : 120 ℃, 载气 : He2 , 载气流速 : 30 mL ·
m in - 1。测定二氧化碳条件 : 热导检测器 ( TCD) , 温度 : 120 ℃。测定乙烯条件 : 火焰离子化检测器
( F ID) , 温度 : 120 ℃。
11213　丙二醛 (MDA ) 含量的测定 　参照刘祖祺和张石诚 ( 1994 ) 的方法 , 采用公式 ( E532 -
E600 ) /155计算 MDA的含量 , 以μmol·g- 1 FM表示。
11214　乙醇和乙醛含量的测定 　参照 Sugiura和 Tomana (1983) 的方法。将 10 g果肉榨汁 , 取 4 mL
果汁于 9 mL密闭小瓶中 , 在 80 ℃下水浴 15 m in, 然后抽取 1 mL顶部气体测定乙醇与乙醛的浓度 ,
通过标准样乙醇与乙醛的出峰时间和峰高 , 计算样品乙醇与乙醛的浓度。仪器为日立 GC23900气相
色谱仪 , 柱温 60 ℃, 火焰离子检测器 ( F ID ) 温度 250 ℃, 进样口温度 250 ℃, 载气为 He2 , 载气流
速为 20 mL·m in - 1。乙醇和乙醛含量以μL·kg- 1表示。
11215　乙醇脱氢酶 (ADH) 和丙酮酸脱羧酶 ( PDC) 活性的测定 　参照 Ke等 (1995) 的方法进行。
取 1 g果肉 , 加入 4 mL提取液 (100 mmol·L - 1 pH 615 Tris2HCl, 2 mmol·L - 1二硫苏糖醇和 1%的
PVP) , 液氮下研磨 , 然后在 4 ℃下 13 000 ×g离心 15 m in, 取上清液备用。
ADH活性的测定 : 反应系统为 215 mL 100 mmol·L - 1的 Tris2HCl缓冲液 , 012 mL 116 mmol·L - 1
的 NADH ( Sigma) , 011 mL酶提取液 , 012 mL 80 mmol·L - 1的乙醛 ( Sigma)。记录 3 m in内 OD340的
变化 , 以 1 m in引起吸收值变化 01001为一个酶活性单位 (U)。
PDC活性的测定 : 反应系统为 2 mL 100 mmol·L - 1 Tris2HCl缓冲液 , 012 mL 5 mmol·L - 1的焦磷
酸硫胺 ( Sigma) , 012 mL 50 mmol·L - 1 MgCl2 , 0115 mL 116 mmol·L - 1 NADH ( Sigma) , 012 mL
ADH ( Sigma) 溶液 , 013 mL酶提取液 , 012 mL 50 mmol·L - 1丙酮酸 ( Sigma)。记录 3 m in内 OD340
的变化 , 以 1 m in引起吸收值变化 01001为一个酶活性单位 (U)。
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　4期 庞学群等 : 冷害导致砂糖橘果实品质劣变 　
2　结果与分析
211　砂糖橘果实冷害温度的确定
通过比较不同低温对砂糖橘的贮藏效果 , 发现砂糖橘在 1 ℃下贮藏 25 d左右 , 在 3 ℃下贮藏 40
d左右 , 果皮开始出现水渍状凹陷斑点 , 果皮颜色也由橙红色向黄色、浅黄色变化 , 表现出明显的冷
害症状。砂糖橘在 6 ℃和 9 ℃下贮藏 90 d, 无冷害症状出现 , 好果率分别达到 95%和 90% , 部分果
实出现真菌病害 , 9 ℃贮藏的果实比 6 ℃的严重。可见砂糖橘最适贮藏温度为 6 ℃, 在 1～3 ℃温度
下贮藏易发生冷害。
212　冷害对砂糖橘果实品质的影响
从表 1可看出 , 1 ℃和 6 ℃贮藏 60 d时 , 果实的可溶性固形物、维生素 C和可滴定酸含量比贮前
均有所降低 , 但 6 ℃的果实可溶性固形物和维生素 C含量与贮前的无显著差异 , 与 1 ℃贮藏的差异达
显著水平。从乙醇和乙醛含量的变化可看出 , 1 ℃果实的乙醇和乙醛含量大幅度提高 , 远远高于 6 ℃
和贮前果实的含量 , 而 6 ℃的果实与贮前相比 , 乙醇和乙醛含量虽然有所提高 , 但差异不显著。品尝
后发现 , 6 ℃果实味清甜 , 基本能维持砂糖橘采收时的风味 , 而 1 ℃果实的果肉出现异味 , 部分果实
有苦味。可见砂糖橘在适温下贮藏可有效延缓果实衰老 , 保持良好风味 , 而在冷害温度下贮藏则易导
致生理代谢失调 , 衰老进程反而加快 , 并且由于乙醇和乙醛等物质的积累 , 果肉异味甚至苦味 , 果皮
出现水渍状斑点或凹陷 , 失去商品价值。
表 1　冷害对砂糖橘贮藏品质的影响
Table 1　The effect of ch illing in jury on qua lity of‘Sha tangju’( C itrus reticu la ta ) fru it
处理
Treatment
可溶性固形物 /%
Total soluble solid
可滴定酸 / %
Titratable acidity
维生素 C / (mg·kg - 1 )
V itam in C
乙醇 / (μL·kg - 1 )
Ethanol
乙醛 / (μL·kg - 1 )
A ldehyde
0 d 1613 ±1153 a 0184 ±01074 a 191 ±1614 a 0103 ±01051 a 0101 ±01037 a
1 ℃ 60 d 1412 ±1113 bc 0148 ±01035 b 156 ±1217 bc 0128 ±01062 b 0136 ±01076 b
6 ℃ 60 d 1511 ±1147 ac 0150 ±01031 b 165 ±1312 ac 0109 ±01044 a 0107 ±01057 a
　　注 : 同列标有相同字母表示在 0105水平上差异不显著 ( n = 4, LSD检验 )。
Note: The same letters in the same column mean no difference at 0105 level ( n = 4, LSD test) .
213　冷害对砂糖橘果实呼吸的影响
低温贮藏显著降低了砂糖橘果实的呼吸速率 , 无论是 1 ℃还是 6 ℃贮藏的果实 , 在 10 d后呼吸
速率大幅度下降。6 ℃贮藏果实的呼吸速率在贮藏期内一直维持在较低水平 , 而 1℃贮藏的果实呼吸
速率在 30 d时急剧上升 , 远远高于 6 ℃贮藏的果实 (图 1)。可见 , 冷害温度激发了砂糖橘果实呼吸
速率的上升。
图 1　冷害对砂糖橘果实呼吸速率的影响
F ig. 1　The effect of ch illing in jury on resp ira tory ra te of‘Sha tangju’( C itrus reticu la te) fru it
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214　冷害对砂糖橘果实乙烯释放速率的影响
从图 2可看出 , 6 ℃贮藏果实的乙烯释放速率变化不大 , 至贮藏后期有微量增加 ; 1 ℃贮藏果实
的乙烯释放速率从 20 d开始大幅度持续升高。说明冷害可促进砂糖橘果实乙烯释放量的迅速增加。
图 2　冷害对砂糖橘果实乙烯释放速率的影响
F ig. 2　The effect of ch illing in jury on ethylene production ra te of‘Sha tangju’( C itrus reticu la te) fru it
215　冷害对砂糖橘果实丙二醛 (MDA) 含量的影响
从图 3可见 , 6 ℃贮藏果实的 MDA含量在 20 d开始上升 , 且一直低于 1 ℃果实 , 表明冷害低温
促进了膜脂过氧化反应。
图 3　冷害对砂糖橘 MDA含量的影响
F ig. 3　The effect of ch illing in jury on MDA con ten t of‘Sha tangju’( C itrus reticu la te) fru it
216　冷害对砂糖橘果实丙酮酸脱羧酶 ( PDC) 活性的影响
糖酵解途径生成的丙酮酸 , 进入乙醇发酵途径 , 首先由 PDC催化 , 生成乙醛。由图 4可知 , 与
贮前相比 , 砂糖橘果实低温贮藏 30 d后 , 果肉 PDC活性显著提高 , 而 1 ℃贮藏果实的 PDC活性在 30
d和 50 d出现大幅度提高 , 分别是 6 ℃果实的 2倍和 114倍。
217　冷害对砂糖橘果实乙醇脱氢酶 ( AD H) 活性的影响
乙醇发酵途径的第 2步反应是 ADH催化乙醛生成乙醇。由图 5可知 , 6 ℃贮藏果实的 ADH活性
在贮藏期内一直维持在较低水平 , 而 1 ℃贮藏果实的 ADH活性在贮藏期内一直比 6 ℃的果实高 , 并
且在 40 d时形成一个活性高峰 , 是 6 ℃贮藏果实的 8倍 , 可见 , 冷害低温强烈诱导了 ADH活性的提
高。
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　4期 庞学群等 : 冷害导致砂糖橘果实品质劣变 　
3　讨论
柑橘果实对冷害的敏感性因品种而异 , 在 2～6 ℃范围内贮藏 , 葡萄柚、沙莫蒂 ( Shamouti) 甜
橙、伏令夏橙、柠檬果实均有可能发生冷害 (Chalutz et al. , 1985)。1 ℃贮温诱导了砂糖橘果实呼吸
速率和乙烯释放速率的异常升高 , 果实 MDA含量也显著提高 , 贮藏 25 d后 , 果皮开始出现水渍状斑
点或凹陷 , 说明 1 ℃贮温对砂糖橘果实造成了伤害。Jose (1998) 也发现冷害降低了柑橘果实外观品
质和商品价值。我们的研究还发现 , 冷害不但导致砂糖橘外观品质下降 , 例如果皮水渍状斑点或凹
陷、颜色变淡等 , 还导致果肉品质下降。与最适贮温 6 ℃贮藏果实相比 , 冷害果实的可溶性固形物、
可滴定酸及维生素 C含量较低 , 而乙醛和乙醇含量却显著提高 , 果肉出现明显异味 , 甚至发苦。
本研究中 , 前 20 d果实呼吸速率下降属于低温贮藏引起的正常反应 , 随着冷害的发生发展 , 呼
吸速率异常升高 , 这种异常升高与 PDC、ADH活性的提高是一致的。冷害低温引起线粒体功能失调 ,
导致能量缺乏 , 为了补充能量 , 必然促进糖酵解和乙醇发酵途径 , 从而释放更多的 CO2 ( Tadege et
al. , 1999)。可见 , 砂糖橘在冷害低温中呼吸速率的提高与 PDC和 ADH活性的提高具有密切关系。
也有人认为冷害后呼吸速率急剧上升的原因是交替呼吸途径增强的结果 (Borecky & Vercesi, 2005)。
W ang等 (2005) 发现 , 冷害诱导了采后番茄和甜椒果实交替氧化酶基因转录水平的提高 , 茉莉酸甲
酯和水杨酸甲酯诱导果实抗冷性的提高与诱导该基因转录水平的提高具有密切的关系。
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采后果蔬在低氧胁迫或衰老过程中 , PDC和 ADH活性显著提高已有大量报道 ( Ke et al. , 1995;
Imahori et al. , 2003; Moyano et al. , 2004) , 但果蔬采后冷害与 PDC和 ADH活性变化的关系目前尚未
见报道。Christie等 (1991) 发现 , 冷害低温提高了玉米和水稻幼苗 ADH活性和 ADH基因的表达 ,
认为这种能量代谢途径的改变有利于幼苗在冷害逆境中的存活 ; 冬麦经低温驯化处理后 , PDC活性
和 ADH活性提高了 2～3倍 , 从而提高了冬麦随后的抗寒力 (Andrews, 1997) ; 热处理和低温锻炼可
显著减轻葡萄柚果实的贮藏冷害 , 同时也提高了 ADH的转录水平 ( Sap itnitskaya et al. , 2006)。本研
究发现 , 砂糖橘果实在冷害温度下贮藏 30 d后 , 果肉 PDC和 ADH活性显著提高 , 这与上述结果一
致。植物在冷害温度中糖酵解途径被加强 , 糖酵解途径的顺利进行需要大量的氧化型辅酶 I
(NAD + ) , 产生大量的 NADH和丙酮酸 , 而发酵代谢可利用 NADH和丙酮酸 , 通过 PDC与 ADH的作
用 , 实现 NAD +的再生 , 从而使糖酵解能够继续进行 ( Tadege et al. , 1999)。
综上所述 , 在冷害温度下 , 砂糖橘果实乙醛和乙醇的积累与 ADH和 PDC活性的提高密不可分 ,
果肉异味是由于乙醛和乙醇累积产生 , 而果实呼吸强度的提高与 PDC和 ADH活性的增加具有密切关
系。PDC和 ADH活性的提高在采后果实诱导耐冷中的作用尚需进一步研究。
References
Andrews C J. 1997. A comparison of glycolytic activity in winter wheat and two forage grasses in relation to their tolerance to ice encasement. An2
nals of Botany, 79 ( Supp lement) : 87 - 91.
Borecky J, VercesiA E. 2005. Plant uncoup ling m itochondrial p rotein and alternative oxidase: Energymetabolism and stress. B ioscience Reports,
25: 271 - 286.
Chalutz E, W aks Y, Schiffmann2NadelM. 1985. Comparison of the response of different citrus cultivars to storage temperature. Scientia Horticul2
turae, 25: 271 - 277.
Christie P J, Hahn M, W albot V. 1991. Low2temperature accumulation of alcohol dehydrogenase21 mRNA and p rotein activity in maize and rice
seedlings. Plant Physiology, 95: 699 - 706.
Imahori Y, Matushita K, KotaM, Ueda Y, IshimaruM, Chachin K. 2003. Regulation of fermentative metabolism in tomato fruit under low oxygen
stress. Journal of Horticultural Science and B iotechnology, 78: 386 - 393.
Jose M S. 1998. Involvement of oxidative stress in chilling injury in cold2stroed mandarin fruits. Postharvest B iology and Technology, 13: 255 -
261.
Ke D, Yahia E, Hess B , Zhou L, Kader A A. 1995. Regulation of fermentative metabolism in avocado fruit under oxygen and carbon dioxide
stresses. Journal of American Society for Horticultural Science, 120: 481 - 490.
L iu Zhu2qi, Zhang Shi2cheng. 1994. Plant physiology of resistance. Beijing: China Agricultural Press: 371 - 372. ( in Chinese)
刘祖祺 , 张石诚. 1994. 植物抗性生理学. 北京 : 中国农业出版社 : 371 - 372.
Moyano E, Encinas2V illarejo S, Lopez2Raez J A, Redondo2Nevado J, B lanco2Portales R, Bellido M L, Sanz C, Caballero J L, Munoz2B lanco J.
2004. Comparative study between two strawberry pyruvate decarboxylase genes along fruit development and ripening, post2harvest and stress
conditions. Plant Science, 166: 835 - 845.
Sap itnitskaya M, Maul P, McCollum G T, Cuy C L, W eiss B, Samach A, Porat R. 2006. Postharvest heat and conditioning treatments activate
different molecular responses and reduce chilling injuries in grapefruit. Journal of Experimental Botany, 57: 2943 - 2953.
Sugiura A, Tomana T. 1983. Relationship s of ethanol p roduction by seeds of different types of Japanese persimmons and their tannin content. Hort2
Science, 18: 319 - 321.
Tadege M, Dupuis I, Kuhlemeier C. 1999. Ethanolic fermentation: New functions for an old pathway. Trends in Plant Science, 4: 320 - 325.
W ang C Y, Fung R W M, D ing C K. 2005. Reducing chilling injury and enhancing transcrip t levels of heat shock p roteins, PR2p roteins and alter2
native oxidase by methyl jasmonate and methyl salicylate in tomatoes and peppers. Acta Horticulturae, 682: 481 - 486.
Zhang Zhao2qi, Hong Han2jun, L i Xue2p ing, J i Zuo2liang. 1997. The effect of interm itent warm ing on chilling injury and phyiological and bio2
chem ical responses of mango fruit. Acta Horticulturae Sinica, 24 (4) : 329 - 332. ( in Chinese)
张昭其 , 洪汉君 , 李雪萍 , 季作梁. 1997. 间歇升温对芒果冷害及生理生化的影响. 园艺学报 , 24 (4) : 329 - 332.
415