黃瓜在貯藏期間生理 生化特性變化分析

摘要：為了探討不同耐貯性黃瓜在室溫貯藏條件下各項指標的變化特點，以耐貯黃瓜品種寧運3號和不耐貯黃瓜品種南抗1號為試驗材料。于采后3、5、7、10、13 d，分別對其果實硬度、失重率、皮色指數、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(sOD)活性和呼吸速率等指標進行了測定。結果發現，從采后3d至采后13d：(1)寧運3號果實硬度僅下降了15.73％，南抗1號降幅達32.74％；(2)寧運3號失重率增加到2.49％，而南抗1號增加至6.17％；(3)寧運3號MDA含量提高了80.15％，南抗1號提高了102.88％；(4)貯藏1周后，寧運3號的SOD活性仍比南抗1號高出84.20％，而呼吸速率卻低38.29％。隨著貯藏時間的延長，大部分生理生化指標兩者間差異顯著。

關鍵詞：黃瓜；耐貯性；貨架期

耐貯性與商品品質密切相關。隨著果蔬產品采后流通的日益增大，對品種的耐貯性要求也隨之提高。因此，提高園藝作物的耐貯性已成為當前園藝作物的重要育種目標之一。黃瓜是世界十大蔬菜之一，在我國的種植面積居世界首位。但黃瓜果實的含水量高，在95％以上，目前國內主栽黃瓜品種為密刺類型，皮薄，耐貯性差，貨架期較短，這就大大制約了黃瓜的采后流通。因此，選育耐貯黃瓜品種將最大限度地延長果實貨架期，并可調節黃瓜的產銷、供需矛盾，激活市場，增加種植者的收入。

筆者以耐貯黃瓜品種寧運3號和不耐貯黃瓜品種南抗1號為試材，對其在貯藏過程中生理生化指標變化進行了研究，并指明了耐貯黃瓜所具有的生理生化特點，研究結果將為黃瓜的耐貯及耐貯品種的選育提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種寧運3號，超市型專用黃瓜，果皮光滑，皮厚，耐貯運，心腔小，果肉厚；南抗1號，華北型密刺黃瓜，皮薄，易損傷，不耐貯，瓜瘤大而密，果肉較薄。均由南京農業大學葫蘆科作物遺傳與種質創新實驗室提供。

1.2 試驗設計

2010年秋季于南京農業大學江浦農場種植并按本地常規栽培技術進行管理，在達到收獲標準時分別選取具有本品種特性、大小均勻、順直、成熟度適中、無病蟲害、無機械損傷的瓜條采摘。采后瓜條分裝于紙箱內室溫貯藏。分別于采后3、5、7、10、13d測定各項試驗指標。每天定時觀察室內環境溫、濕度，經統計貯藏期間室溫15℃±3℃，相對濕度80％±5％。

1.3 指標測定

1.3.1 果實硬度用GY-1型果實硬度計測定果實硬度。首先將瓜條中部果皮去掉，取果實橫徑最大處測定，3次重復，每重復取5根瓜條，然后取平均值。

1.3.2 失重率和皮色指數取30根黃瓜果實，貯藏前稱質量并觀察果皮顏色進行分級，在每次生理指標測定時，再稱其質量及觀察果皮顏色變化，計算失重率和皮色指數。

失重率(％)=[(貯藏前質量一每次稱定質量)，貯藏前質量]x100

皮色指數是根據果皮顏色深淺劃分為5個等級：9.鮮綠；7.淺綠；5.微黃；3.較黃；1.深黃。

1.3.3 丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測定。

1.3.4 超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍四唑法測定果實中SOD活性。

MDA含量和SOD活性測定，均設置3次重復，每重復取5根瓜條，取平均值。

1.3.5 呼吸強度采用靜置法。先用移液管吸取0.4 mol.L^-1 NaOH于培養皿中，再將培養皿放入干燥器底部。然后放置隔板，裝入3根瓜條并稱質量(W)，封蓋，計時，測定30 min(H)。半小時后取出堿液移人燒杯中，加飽和BaCI₂溶液5mL，酚酞指示劑2滴。用0.1 mol.L^-1(C)草酸滴定至紅色完全消失，記錄草酸用量(V₂)。并用同樣方法做空白滴定(干燥器中不放果蔬樣品)，記錄草酸用量(V₁)，重復3次。

呼吸強度=(V₁-V₂)·C·44/(W·H)

1.4 統計分析

利用Excel繪制圖表，SAS軟件統計分析相關數據，Duncan’s多重比較法進行顯著性測驗分析。

2 結果與分析

2.1 不同耐貯性黃瓜品種貯藏過程中果實硬度變化

試驗結果顯示，在整個貯藏期間，寧運3號果實硬度均高于南抗1號；寧運3號貯藏初期果實硬度較大，整個貯藏期間僅下降了2.19kg·cm^-2，降幅為15.73％；南抗1號貯藏初期果實硬度較小，且整個貯藏過程基本呈直線下降趨勢，在貯藏1周后開始大幅下降，到貯藏末期，果實硬度下降了4.24kg.cm^-2，降幅為32.74％。這說明耐貯品種寧運3號果實硬度變化更為平緩。在貯藏13d時，寧運3號依然保持較高的果實硬度，比同期南抗1號果實硬度高3.02 kg·cm^-2(圖1)。統計分析表明，從貯藏至第5天開始，寧運3號與南抗1號果實硬度差異達顯著水平。

2.2 不同耐貯性黃瓜品種果實失重率和皮色指數變化

試驗結果顯示，在黃瓜貯藏過程中，寧運3號與南抗l號的果實失重率隨貯藏時間增加而不斷增加，即果實質量不斷降低。二者在貯藏前期(采后3d內)無顯著差異，從貯藏第5天起，二者差異顯著。至貯藏13d。寧運3號失重率增加到2.49％，南抗1號增加到6.17％。整個試驗過程中，寧運3號失重率始終低于南抗1號(圖2)。根據黃瓜果皮顏色進行分級和打分，寧運3號果皮顏色的變化過程為：鮮綠—綠—淺綠；而南抗1號為：綠—淺綠—微黃。寧運3號果皮顏色在整個貯藏過程中始終比南抗1號深。說明其外觀商品性保持效果更好。寧運3號果皮顏色在貯藏1周內沒有明顯變化。皮色指數由8.8變為7.6，變化率僅為13.64％：而南抗1號在貯藏5d內就有較大幅度的變化，貯藏至第7天變化率達到了16.46％(圖3)。

2.3 不同耐貯性黃瓜品種果實MDA含量和SOD活性變化

試驗結果顯示，隨著貯藏時間延長，寧運3號和南抗1號MDA含量均呈增長趨勢。貯藏前期(采后7d內)，MDA含量較低且變化趨勢平穩，二者差異不大；貯藏末期，則呈現快速增長趨勢，貯藏至第10天，二者差異已達到顯著水平(P<0.05)。結果表明，在貯藏末期，南抗1號果實MDA大量積累，膜系統受破壞較為嚴重，而寧運3號果實膜系統完整性相對較好。貯藏至第13天。寧運3號MDA含量增長了80.15％，南抗1號增長了102.88％(圖4)。

SOD是細胞內自由基清除系統中的一種關鍵酶，是測定植物組織衰老程度的良好指標。圖5顯示，2個品種在貯藏期間SOD活性整體呈下降趨勢，貯藏至第3天起，SOD活性呈上升趨勢，至第5天達到峰值，可能是因為果實啟動膜脂過氧化作用，刺激保護酶使SOD活性升高：之后2個品種的SOD活性迅速下降，說明其清除氧的能力大大降低，活性氧積累增多，衰老加快。伴隨后熟作用，貯藏至第10天，南抗1號SOD酶活性急劇下降了56.90％。寧運3號為52.30％；至第13天，南抗1號和寧運3號SOD活性分別下降了80.12％和83.66％。方差分析表明，2個黃瓜品種在貯藏第5天和第7天差異達到顯著水平：雖然二者變化趨勢大致相似，但在SOD活性變化速度上。寧運3號慢于南抗1號。由此可知，南抗1號果實中膜脂過氧化作用較劇烈，與MDA含量變化所反映趨勢相一致。

2.4 不同耐貯性黃瓜品種呼吸速率變化

果實成熟衰老過程是一個消耗能量的過程，其能量主要來自呼吸作用。整個貯藏期，南抗1號果實的呼吸速率始終高于寧運3號。寧運3號和南抗1號分別在貯藏至第3天和第5天呈現高峰，之后下降(圖6)。寧運3號呼吸速率高峰值為66.40mg，kg-1.h^-1，南抗1號呼吸速率高峰值為69.90 mg.kg^-1h^-1：貯藏至第7天和第10天，南抗1號呼吸速率分別比寧運3號高62.04％和140.76％，2個品種間差異分別達到顯著和極顯著水平，表明南抗1號呼吸作用強于寧運3號，消耗了果實較多的物質和能量。

3 討論

果實在貯藏過程中會出現軟化、失水萎蔫以及果實硬度下降等現象。鄒波等的研究表明。果實硬度影響黃瓜貨架期、風味及口感。本研究表明，黃瓜果實硬度在貯藏過程中呈不斷下降趨勢，但不同耐貯性黃瓜品種下降幅度不同。寧運3號在整個貯藏期間，都可以維持較高的果實硬度，在第7天和第13天分別僅比貯藏3d下降了4.96％和15.73％。果實貯藏期間，失重率直觀反映了果皮結構差異與防失水的能力。皮色指數反映了果皮黃化程度和商品價值，寧運3號的果皮顏色深綠，黃化速度比南抗1號慢，外觀品質較好。因此，寧運3號在同樣貯藏時間里，可以維持較好的口感，保持較長時間的商品性。

MDA是膜脂過氧化作用的最終產物，能夠直接對細胞產生毒害作用，是反映脂質過氧化程度的重要指標。植物組織衰老(包括葉片、果實)時，膜脂過氧化作用加強，MDA含量會大幅度升高。因此，膜脂過氧化作用在果實衰老過程中占有重要地位，與果實衰老關系密切。牛廣財等研究表明，膜脂過氧化作用是蘋果梨果實衰老的重要原因。在本試驗中，寧運3號果實MDA含量增長了80.15％，南抗1號增長了102.88％，表明寧運3號果實MDA含量維持在相對較低水平，膜脂過氧化作用發生較為平緩，因而其食用價值可以保持更長時間。

果實衰老是一個復雜的過程，自由基學說認為植物的衰老與活性氧代謝和抗氧化物酶活性緊密相關㈣。SOD是細胞內自由基清除系統中的一種關鍵酶，通過去除O/.2及減少了O/.2所產生的其他活性氧的濃度，從而對細胞起到保護作用。因此SOD是O/.2的凈化劑，與植物衰老聯系緊密，是測定植物衰老的良好指標。本研究結果表明，黃瓜品種寧運3號果實維持了相對較高的SOD活性水平，既可以防止H₂O₂的積累，又避免了超氧陰離子和H₂O₂反應生成毒性更強的羥基自由基，從而減輕了活性氧(ROS)對果實的傷害，同時說明其衰老進程相對緩慢。

黃瓜果實采后貯藏期間不斷進行呼吸作用。呼吸代謝與果實貨架品質的變化及衰老密切相關，呼吸速率高低決定果實貨架期的長短和品質變化特性㈣。本研究表明，南抗1號果實呼吸速率高于寧運3號，果實內源物質消耗多，品質下降快。貨架品質差；寧運3號果實能保持較高果實硬度，呼吸速率較低，且呼吸高峰值也低，維持了較高的SOD保護酶活性，MDA含量較低，生理活性強，有較長的果實貨架生理周期。

黃瓜貯藏中果實的成熟衰老變化是一個非常復雜的過程，其確切機制尚不明確，本研究僅對黃瓜果實耐貯性問題進行了初步探討，而果實中營養物質的變化與耐貯性的關系，以及各指標間的相關性還有待進一步研究。

4 結論

本試驗結果表明，在室溫貯藏條件下，耐貯型黃瓜品種寧運3號與不耐貯品種南抗1號相比，可以維持較高的果實硬度和SOD活性，MDA含量和呼吸速率較低，并且皮色指數和失重率變化趨勢較為平穩。這些耐貯運的生理生化特點為我們今后進一步開展黃瓜貯藏研究以及選育食用品質好、耐貯性能優良的黃瓜新品種提供了一定的基礎。