不同甜瓜品種貯藏期間品質變化和風味物質分析

李旺雄 唐中祺 程鴻 孔維萍 羅石磊

摘? ? 要：為選育更耐貯藏和風味更好的薄皮甜瓜，以盛開花、甘甜3號、甘甜5號薄皮甜瓜品種為試材，研究不同品種甜瓜在貯藏期間果實品質及芳香物質含量與種類的變化。結果表明，貯藏9 d后，甘甜3號的可溶性固形物、可溶性糖、有機酸含量（w，后同）分別為9.20%、12.89 %、0.26%，均優于其他2個品種。3個薄皮甜瓜品種共檢測出52種芳香物質，主要以酯類和醇類物質為主，相對含量最多的芳香物質均為乙酸乙酯，甘甜3號甜瓜乙酸乙酯相對含量為56.57%。綜上所述，甘甜3號品種在成熟期品質、貯藏期品質變化及風味物質含量均優于其他2個品種，可以為甜瓜適宜種植地區的品種選擇提供理論依據。

關鍵詞：甜瓜;品質;貯藏期;風味物質;氣相色譜-質譜聯用

中圖分類號：S652 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）09-050-06

Analysis of quality changes and flavor substances of different melon varieties during storage

LI Wangxiong1， TANG Zhongqi1， CHENG Hong2， KONG Weiping2， LUO Shilei1

（1. College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 2. Vegetable Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou 730070， Gansu， China）

Abstract：In order to breed more durable and better flavor thin-skinned melon， the changes of fruit quality， content and variety of aromatic substances during storage were studied by using the thin-skinned melon of Sheng Kai Hua， Gan tian 3 and Gan tian 5. The results showed that after 9 days of storage， the soluble solids content， soluble sugar content and titratable acid content of Gan tian 3 were 9.20%， 12.89% and 0.26%， respectively， which were better than the other two varieties. A total of 52 aromatic substances were detected in the three thin-skinned melon， and esters and alcohols contain the most. Ethyl acetate was the aromatic substance with the highest relative content， and 56.57% of ethyl acetate was found in Gan tian 3. In conclusion， the quality change and the content of flavor substances of Gan tian 3 were superior to the other two varieties in the storage period， which could provide a theoretical basis for the selection of melon varieties in suitable planting areas.

Key words：Melon; Quality; Storage period; Flavor substances; Gas chromatography-mass spectrometry

甜瓜是具有特殊香氣和含糖量較高的果類，也是具有重要價值的世界性經濟作物，在我國有著悠久的栽培歷史，無論種植面積還是產量都位居世界第一位[1-2]。品質優良的甜瓜在生產應用中占有很強的優勢，深得消費者的喜愛。甜瓜的品質性狀指標較多，除外觀外，還有果肉色澤、香氣、糖分、質地、口感等內質因素。甜瓜屬于呼吸躍變型果實，食用品質受甜度、香氣、質地等多種因素的共同影響，而甜瓜的揮發性風味物質在其成熟、貯藏、催熟過程中逐漸形成、釋放[3]，芳香物質的產生與貯藏時間、方式有很大的關系，因此，揮發性物質、芳香物質等作為影響其品質和生產應用優勢的重要因素，其重要性不可忽視。到目前為止，已從甜瓜中鑒定出超過240種芳香物質，主要有醇類、酸類、醛類、酯類等，被認為是芳香物質種類豐富的水果之一[4]。文樂欣等[5]通過研究不同甜瓜特征性芳香成分來輔助確定不同的甜瓜品種，并指導選育不同品種的甜瓜使其有各自獨特的風味成分。在對日本不同品種品系的甜瓜香氣研究時發現，不同品種的甜瓜因呼吸特性不同，可影響其果實在可食期的香氣。若是典型躍變型果實，則可食期有香氣，而弱躍變型的果實其香氣較弱。雖然品種間的香氣有差異，但是乙酸酯類對甜瓜香氣的形成起著至關重要的作用[6]。目前，人們對草莓[7]、蘋果[8]、梨[9]、杏[10]等果樹的果實風味已經進行了較多研究，趙光偉等[11]、李國生等[12]分別對厚皮甜瓜及不同厚皮甜瓜品種的香氣成分進行了分析。已有研究表明，薄皮甜瓜和厚皮甜瓜具有不同的香氣類型。但是，關于薄皮甜瓜和厚皮甜瓜品種之間果實香氣成分的比較分析則較少。筆者在本試驗中以3個薄皮甜瓜品種為試材，通過測定品質、揮發性物質、香氣成分等指標，以期選育出優質、有特色的薄皮甜瓜品種來滿足當地種植甜瓜高品質、耐貯藏和獲得較高經濟價值的需求。此外，目前關于甜瓜揮發性物質成分及含量的研究較少，而且作為影響品質的重要因素之一，其具有重要的研究意義。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗選用甘甜3號、甘甜5號和盛開花3個薄皮甜瓜品種，其中甘甜3號和甘甜5號為甘肅省農業科學院蔬菜研究所選育的薄皮甜瓜品種，盛開花為甘肅省地方品種，3個品種均由甘肅省農業科學院提供。

主要分析儀器有：UV-1800紫外可見分光光度計（日本島津公司）;DF-101S集熱式磁力攪拌器（鄭州市亞榮儀器有限公司）;SPME進樣手柄、75 μm CAR/PDMS SPME萃取頭（美國Supelco公司）;DB-WAX彈性石英毛細管柱（20 m×0.18 mm，0.18 μm，美國Agilent公司）;ISQ氣相色譜-質譜聯用儀（美國Thermo Fisher Scientific 公司）。

1.2 方法

于2019年3月20日在甘肅省皋蘭縣水阜鎮水川村溫室育苗，4月20日定植于小拱棚砂田，667 m2定植密度1800株，爬地栽培。6月25日開始采收，采收后置于4 ℃冰箱備用，自6月25號開始檢測品質指標，采取隔天檢測，共計5次;芳香物質6月29號檢測1次。試驗采用3次重復，每次重復10株。

香氣物質頂空固相微萃取、GC條件：選用DB-WAX彈性石英毛細管柱;進樣口溫度250 ℃;載氣：純度≥99.999%的高純氦氣，流速1.0 mL·min-1;進樣方式：不分流進樣;程序升溫：初始溫度40 ℃，以3.5 ℃·min-1升至190 ℃，維持3 min。MS條件：電子電離（electron ionzation，EI）;電子能量70 eV;離子源溫度200 ℃;傳輸線溫度190 ℃;掃描方式：全掃描;掃描質量范圍：35～500 u[13-14]。

1.3 測定項目與方法

采用PAL-1手持式折射計測定可溶性固形物含量，采用2，6-二氯酚靛酚鈉法測定維生素C含量，采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白質含量，采用水楊酸法測定硝酸鹽含量，采用堿液滴定法測定有機酸含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，以上試驗方法均參考王學奎[15]的方法進行。糖酸比即可溶性總糖含量與總酸含量之比。

1.4 數據處理及分析

用Microsoft Office 2016軟件分析數據和作圖，利用SPSS 20.0軟件Duncan新復極差法進行方差分析和顯著性檢驗分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種甜瓜養分物質含量

由表1可以看出，在3個供試甜瓜品種中，甘甜3號可溶性固形物、可溶性蛋白、維生素C、可溶性糖含量、糖酸比等指標均為最高。其中，甘甜3號可溶性固形物含量顯著高于其他2個品種，而甘甜5號與盛開花之間并無顯著差異。3個品種甜瓜之間硝酸鹽含量無顯著差異。甘甜3號可溶性蛋白含量顯著高于甘甜5號，但與盛開花無顯著差異。3個甜瓜品種之間維生素C含量無顯著差異，甘甜3號維生素C含量分別比甘甜5號、盛開花提高1.65%、1.05%。甘甜3號可溶性糖含量比盛開花顯著提高35.89%，而甘甜3號和甘甜5號之間可溶性糖含量并無顯著差異。甘甜5號有機酸含量顯著高于甘甜3號和盛開花，甘甜3號和盛開花之間有機酸含量差異不顯著。甘甜3號糖酸比顯著高于甘甜5號，但與盛開花差異不顯著。

2.2 不同甜瓜品種可溶性固形物與糖、酸含量及糖酸比的變化趨勢

由圖1可以看出，甘甜3號甜瓜可溶性固形物含量在貯藏1～3 d呈下降趨勢而后上升，第5天時達到最大值，而后急劇降低。甘甜5號甜瓜可溶性固形物含量在貯藏1～5 d均呈上升趨勢，第5天時達到最大值，5～9 d急劇降低。盛開花甜瓜可溶性固形物含量在1～5 d呈下降趨勢，而后略有升高，7～9 d又開始下降。

甘甜3號可溶性糖含量在貯藏1～7 d呈上升趨勢，且第7天達到了峰值13.32 g·kg-1，在7～9 d呈下降趨勢，第9天的可溶性糖含量為12.89 g·kg-1，比第1 d提高6.1%。甘甜5號品種1～9 d可溶性糖含量變化不大。盛開花品種呈先上升后下降趨勢，在第5天達到峰值11.34 g·kg-1，在第9天為10.02 g·kg-1，比第1 d提高11%。

甘甜3號有機酸含量在貯藏1～5 d變化不大，在5～7 d急劇上升后又急劇下降，第9天含量仍高于第1 d。甘甜3號和甘甜5號的糖酸比變化均為先上升后下降的過程，甘甜5號糖酸比峰值出現時間較甘甜3號晚。

2.3 不同甜瓜品種芳香物質含量及種類差異

由表2可以看出，在3個甜瓜品種中共檢測到52種較為重要的芳香物質，主要包括醇類、酸類、醛類、脂類、烴類、酮類和酚類7類芳香物質。其中，醇類物質20種，酸類6種，醛類2種，酯類14種，烴類4種，酮類4種，酚類2種。甘甜3號中有重要芳香物質34種，甘甜5號有40種，盛開花品種有33種。

在檢測到的52種芳香物質中，21種芳香物質為3個品種所共有，分別是：β-苯乙醇、正己醇、苯甲醇、順-3-壬烯-1-醇、辛醇、順-6-壬烯-1-醇、2，3-丁二醇、乙醇、正丁醇、丁酸乙酯、乙酸異丁酯、2，3-丁二醇（二乙酸酯）、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、乙酸乙酯、乙酸己酯、2-甲基丁酸乙酯、乙酸甲酯、正十三烷、十二烷、6-甲基-5-庚烯-2-酮。

其中，有6種芳香物質相對含量大于1%，乙酸乙酯在3個品種中相對含量均為最高。其中，甘甜3號的乙酸乙酯、乙醇和乙酸相對含量均大于1%，分別為56.57%、18.70%和18.22%;甘甜5號中乙酸乙酯、乙醇、乙酸、異戊醇和順-6-壬烯-1-醇相對含量均大于1%，分別為42.21%、28.60%、14.95%、2.47%、1.03%;盛開花中乙酸乙酯、丁酸、乙醇和丁酸乙酯相對含量≥1%，分別為51.04%、16.4%、11.45%和1.00%。

由表3可以看出，3個不同甜瓜品種共檢測出8種特征香氣成分，其中甘甜3號檢測出8種，甘甜5號檢測出6種，盛開花檢測出7種。相對含量以甘甜5號最少，甘甜3號最多，盛開花居中，其特征香氣相對含量分別為58.32%、43.06%、52.80%。閾值大小表示該物質對果實芳香物質的實際貢獻，閾值越大表示對香氣物質的貢獻越大。

由表4可以看出，3個甜瓜品種共檢測出七大類揮發性物質，分別為醇、酸、醛、酯、烴、酮、酚等，在數量關系上醇類酯類較多，醇類為13～17種，酯類為11～12種，酸類1～5種，烴類2～3種，酮類2～3種，酚類0～2種。在3個甜瓜品種中，甘甜5號的醇類、酸類、酚類物質最多，酯類物質在3個品種間并無大的差別。

由圖2可以看出，酯類相對含量最高，甘甜3號、甘甜5號、盛開花酯類相對含量分別為59.52%、45.22%、54.19%，且3個品種間差異顯著。相對含量較多的是酸類和醇類，3個品種酸類相對含量分別為18.22%、15.15%、16.42%，醇類相對含量分別為20.94%、33.88%、13.83%，且差異顯著。3個品種中醛類、酚類、烴類、酮類的相對含量均較少，其相對含量均不足1%。在醇類、酸類、酯類這3種芳香物質總相對含量中，以甘甜3號相對含量最高，其次為甘甜5號、盛開花。

3 討論與結論

甜瓜屬于呼吸躍變型果實，在甜瓜果實成熟過程中呼吸速率有不同的規律性變化，先是降低，然后快速上升，最后又降低[16]。一般認為，甜瓜采摘后呼吸作用越強，耐貯性越差;而甜瓜采摘后呼吸作用越弱，則耐貯性越強[17-18]。廉英杰等[19]在哈密瓜上研究表明，含水量在90%以上的哈密瓜，外觀、色澤、口感均表現良好，采摘后失去水分來源，隨著貯藏期的延長出現不同程度的失水，表現為果實萎蔫、質量下降等，導致貯藏期縮短。

在本試驗中，對不同品種的薄皮甜瓜在采摘后1、3、5、7、9 d進行了主要品質指標的測定，結果顯示，隨著貯藏期延長可溶性固形物含量、有機酸含量、糖酸比整體呈下降趨勢，甘甜3號和甘甜5號可溶性糖含量比第1天均有所提高，盛開花品種呈下降趨勢，這與張永平等[20]研究的隨著貯藏期的延長，甜瓜果實中可溶性固形物、可溶性糖、有機酸含量，由于果實的后熟作用不斷增加，之后隨著果實的衰老和各種生理活動的消耗而不斷減少的結果相似。

駱蒙等[21]指出，貯藏期間厚皮甜瓜的可溶性固形物含量呈現逐漸下降的變化趨勢，溫度對薄皮甜瓜乙烯釋放速率和呼吸強度均有顯著影響。在甜瓜的貯藏方面，薄皮甜瓜更不易貯藏，張潤光等[22]研究發現，薄皮甜瓜主要生長在高溫多雨季節，田間積溫導致薄皮甜瓜采后呼吸強度、乙烯釋放速率高，加快了其采摘后的后熟過程。邢世瑤等[23]指出，較高的呼吸強度及乙烯釋放量容易加快果實的后熟衰老進程。

同一生長栽培條件下，同一時間采摘的甜瓜品種，甘甜3號的可溶性固形物含量高于盛開花和甘甜5號，由此可以推斷在成熟時間上甘甜3號占優勢，具有早上市、生長周期短的特性。張永平等[20]對玉菇、哈密綠、秀綠等3個甜瓜品種的研究發現，不同品種貯藏期呼吸速率的峰值也不同，玉菇在貯藏7 d時呼吸速率最大，哈密綠呼吸速率最小，且貯藏21 d時才達到呼吸速率高峰，在整個貯藏期間腐爛率最低。本試驗得出不同品種在同一貯藏期條件下，采收后1～9 d品質指標在第1天均處于穩態，甘甜3號在第7天可溶性糖含量增加，有機酸含量和可溶性固形物含量在第7天都有所上升，可以判斷出甘甜3號和甘甜5號在7～9 d的時候并未達到呼吸峰值，盛開花品種中只有糖酸比在第7天達到峰值，也可得出甘甜3號與甘甜5號品種具有較好的耐貯性，盛開花品種可溶性固形物與可溶性糖含量較其他2個品種低，表明盛開花更易損失口感和不耐貯藏。

甜瓜的風味很大程度上是由果實揮發性物質決定的[19]。甜瓜果實的香氣成分主要包括酯、醇、醛、酮以及少量硫化物等，到目前為止，從不同甜瓜中發現了大約有數百種芳香成分[24]。果實香氣成分與成熟過程中的植物生理代謝機制緊密相關，揮發性香氣成分主要來源于植物營養素，如脂肪酸、氨基酸、類胡蘿卜素、酚類和萜類[22]，揮發性物質的前體物質是由植物光合作用經過糖酵解、甲羥戊酸、莽草酸途徑轉化為脂肪酸、類胡蘿卜素、支鏈氨基酸、苯丙氨酸后，再轉化為醇、醛、酯、酸[25]。本試驗研究的3個甜瓜品種共檢出52種香氣物質，其中甘甜3號34種，甘甜5號40種 ，盛開花33種。齊紅巖等[26]研究5種薄皮甜瓜總計檢測出37種香氣物質，李國生等[12]研究3種厚皮甜瓜檢測出136種香氣物質。表明不同的甜瓜品種間、薄皮甜瓜和厚皮甜瓜間均存在差異，共有的芳香物質成分不同。

甜瓜果實的香氣種類中，酯類物質為甜瓜香氣中最主要的揮發性成分[27]。胡國智等[28]研究4個不同品種哈密瓜時發現27種酯類物質，其中新密9號酯類物質占分離出揮發性物質總量的88.04%，潛宗偉等[29]在研究8個不同品種的厚皮甜瓜時發現33種酯類物質，6種醛類物質，共占分離出的揮發性物質種類的54.55%。而唐貴敏等[30]發現，厚皮甜瓜山農黃金1號成熟果的實揮發性物質主要為酯類物質，Sweet delight成熟果實的揮發性物質主要為醛類物質。由此得出，甜瓜品種間的香氣差異較大，不同品種香氣的主要成分不同，但根據前人研究，認為酯類物質是主要的揮發性成分。在本試驗中發現醇類物質、酯類物質為主要的揮發性物質，其中3個品種的酯類物質的相對含量為45.22%～59.52%，這與前人的研究結果相似。

Beaulieu等[31]研究發現，Cantaloupe成熟甜瓜果實中揮發性香味物質主要為乙酸己酯、乙酸苯甲酯、2-甲基丁酸甲酯、2-甲基丙酸乙酯、丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯等酯類物質。在本試驗3個甜瓜品種中共檢測到14種酯類物質，其中8種為特征香氣物質，分別為乙酸苯乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸芐酯、乙酸乙酯、乙酸己酯、2-甲基丁酸乙酯。在本試驗中測定的3個品種中乙醇相對含量均較高，唐貴敏等[29]對3種厚皮甜瓜果實揮發性物質的研究發現，未成熟甜瓜果實以醛類和醇類物質為主，所以認為乙醇不是特征香氣物質，乙醇的香氣閾值較大，它呈現柔和、甜潤的酒香氣，對甜瓜特有香氣的形成起關鍵作用[32]。

綜上所述，對采摘當天的3個薄皮甜瓜品種品質進行綜合分析，甘甜3號在成熟期品質表現優良，甘甜3號和甘甜5號在貯藏5～7 d品質表現最佳。在同一環境貯藏期，甘甜3號為耐貯藏品種，盛開花為不耐貯藏品種。3個薄皮甜瓜品種芳香物質主要以酯類物質和醇類物質為主，相對含量最多的物質為乙酸乙酯，乙酸乙酯含量最高的品種為甘甜3號。3個薄皮甜瓜品種的特征香氣物質中甘甜3號含量是最多的。

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