紫外結合γ-氨基丁酸對鮮切香瓜品質的影響

李 靜，王艷華，黃春霞，任心如，黎曉媚，李 霞,2,

（1.桂林理工大學化學與生物工程學院, 廣西桂林 541006；2.廣西電磁化學功能物質重點實驗室, 廣西桂林 541006）

香瓜，又名甜瓜，果肉甜脆可口，且具有宜人香氣，其富含糖類、維生素、粗纖維和礦物質等營養成分，具有止渴清燥、消除口臭等功效[1]。香瓜果肉以生食為主，尤以鮮切食用最為常見[2]。鮮切果蔬在去皮、切割等處理中對果實造成的機械損傷使得果實生理生化活動變得更加活躍，同時也增加了微生物污染和繁殖的可能性，果實更容易發生質地軟化、褐變、營養物質流失等品質劣變現象，導致其貨架期短，不利于鮮切果蔬產業的發展[3?5]。鮮切香瓜作為鮮切果蔬的重要組成部分，同樣存在以上問題。目前，有關香瓜采后貯藏方面的研究手段有殺菌劑貯藏保鮮[6]、低溫貯藏保鮮[7?8]、氣調貯藏保鮮[9?10]、涂膜貯藏保鮮[11]、熱處理貯藏保鮮[12]、簡易貯藏保鮮[13]等，但是，這些研究還不太成熟，未能在生產中大量使用[14]。果農常用的貯藏方式為窖藏和堆藏，但是這種貯藏方式的貨架期短和商品價值低[13]；氣調貯藏能降低厚皮甜瓜的呼吸強度和失重率,抑制果肉硬度和可溶性固形物含量的下降,但果實風味較差[10]；用涂膜處理可以減緩水分散失、乙烯釋放速率和呼吸強度，不過也會阻塞果實表面氣孔,致使果腔內乙醇濃度增大[11]，因此，繼續研究有效保持鮮切香瓜貯藏品質的技術手段非常必要。

紫外輻照能夠殺滅微生物，從而延長食品的保藏期，作為一種物理保鮮方法，紫外輻照保鮮具有不添加化學試劑、沒有殘留物等優點，同時可消除食品生產和制作過程中可能出現的交叉污染問題[15?16]。研究發現，果實經過UV-C照射后，能夠較好保持其貯藏期品質，延緩其后熟衰老進程，提高其抗病性[17?20]。γ-氨基丁酸（GABA）是一種存在于動、植物和微生物中的非蛋白質四碳氨基酸[21]。目前，GABA作為一種新型食物功能性因子已被核準在食物中利用，并且美國環境保護署（EPA）也已確認這類物質在植物或果實上利用時對環境和人體健康無任何毒副作用[22?23]。關于GABA在果蔬采后品質變化上的應用研究還處于起步階段。研究表明，GABA處理具有延緩果實采后成熟衰老進程，誘導提高果實的抗病性，降低果實褐變和冷害發生等效應[24?30]。外源GABA能夠促進桃、香蕉、西葫蘆、櫻桃等果實內源GABA的積累，提高抗氧化系統酶活性，降低氧化性的積累和脂質過氧化程度，進而提高果實的抗冷性[24?28]；外源GABA處理還可以調節果實內的苯丙氨酸類代謝途徑和活性氧代謝延緩藍莓的衰老進程[29]；低溫馴化結合冰溫貯藏有利于荔枝GABA的富集，提高其抗冷性，進而保持其貯藏品質[30]。

本文以香瓜為材料，研究GABA、短波紫外輻照及兩種方法相結合對鮮切香瓜貯藏品質的影響，將為鮮切果蔬的貯藏保鮮提供新的思路和方法，具有重要的理論和實踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

香瓜 廣西桂林雁山菜市場購入，挑選大小適宜、成熟度適中、新鮮無損傷的東方蜜香瓜備用；γ-氨基丁酸 食品級，鄭州超凡化工有限公司；氫氧化鈉、Triton X-100、草酸、乙酸、抗壞血酸、乙酸鈉、2,6-二氯靛酚、沒食子酸、考馬斯亮藍G-250、牛血清白蛋白、碳酸氫鈉、酚酞等試劑 國藥集團化學試劑有限公司；所有試劑 均為分析純。

3-30K型高速冷凍離心機 Sigma公司；TU-1950型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限公司；VIS-7220N型可見分光光度計 北京瑞利分析儀器有限公司；TG-16-WS型離心機 湖南湘儀實驗室儀器有限公司；NR60CP型色差儀 深圳市三恩時科技有限公司；DR101型糖度儀 上海力辰邦西儀器科技有限公司；Universal TA質構儀 上海騰拔儀器科技有限公司；LRH-600A-G型培養箱 廣東泰宏君科學儀器股份有限公司；ExF24086V超低溫冰箱Thermo Revco。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

1.2.1.1 香瓜處理 香瓜經過削皮后切成大小均勻的小塊，充分混勻。隨機分為八組，進行單因素實驗。

1.2.1.2 GABA處理 結合文獻[31?32]并適當進行修改，分別采用1%、1.5%、2%的GABA浸泡處理切塊后的香瓜10 min，清水處理作對照，晾干后在10 ℃下低溫貯藏，貯藏時間為5 d，每d取樣一次，測定鮮切香瓜的失重率、L*、硬度、TSS含量。

1.2.1.3 紫外處理 參考文獻[33]中實驗處理并做相應修改，在輸出功率為15 W的條件下，紫外輻照處理5、10、15 min，未處理組作對照，裝入保鮮盒低溫貯藏，貯藏時間為5 d，每d取樣一次，測定鮮切香瓜的失重率、L*、硬度、TSS含量。

1.2.1.4 GABA結合紫外處理 采用單因素實驗中確定的最佳GABA濃度、最佳紫外輻照時間，兩者結合處理（先用最佳GABA濃度浸泡香瓜，然后用最佳紫外輻照時間照射）作為實驗組，未經處理的作為對照，在（10±0.5）℃ 下低溫貯藏，貯藏時間為 5 d，每d取樣一次，測定失重率、L*、硬度、TSS含量、可滴定酸含量和蛋白質含量。

1.2.2 失重率的測定 采用稱重法[34]：

1.2.3L*的測定 采用色差儀測定。用經過校對的NR60CP色差儀對鮮切香瓜表面進行測定，記錄L*值的變化，L*代表果皮明亮度，L*值越大，亮度越大，以此來判斷果肉的褐變度，每個處理組重復測定15次取平均值[35]。

1.2.4 硬度的測定 利用質構儀進行測定[20]。將鮮切香瓜放置在平臺上，選擇直徑10 cm的壓盤探頭（P/100）。采用全質構（TPA）分析，測試類型為下壓，目標模式形變，目標值10%，測試前速度為1 mm/s，測試速度為1 mm/s，感應力為6 g，每個處理組測定10次取平均值。

1.2.5 可溶性固形物含量的測定 采用手持折光儀測定。每次取5.0 g果實樣品，放入研缽中研磨，取其濾液進行測定，每個樣品重復3次取平均值[36]。

1.2.6 可滴定酸的測定 利用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸[37]。每個樣品分別取20 g果肉研磨，用80 mL蒸餾水沖洗研缽，一并轉入250 mL錐形瓶中，靜置30 min后過濾。吸取20 mL濾液，轉入到100 mL錐形瓶中，滴加兩滴1%酚酞指示劑，用已標定的0.1 mol/L NaOH滴定，滴定以0.067為折算率，每次實驗重復3次。

1.2.7 蛋白質含量的測定 采用考馬斯亮藍G-250法[34]。以牛血清白蛋白為標準蛋白，根據標準曲線方程（y=8.2114x+0.0322，R2=0.9944，其中 y 為吸光值，x為蛋白的質量，單位：μg）計算出樣品中可溶性蛋白的含量。

1.3 數據處理

所有實驗均重復3 次，采用Excel 2016和SPSS 25.0 軟件進行數據處理和相關性分析，實驗結果用±s 表示，顯著水平為P<0.05，采用Origin 2018作圖。

2 結果與分析

2.1 GABA對鮮切香瓜貯藏品質的影響

2.1.1 GABA對鮮切香瓜失重率的影響 新鮮果蔬含水量高達90%以上，但是在采后水果的呼吸代謝和蒸騰代謝會消耗果實中的水分和有機物，導致果蔬重量減輕，降低其經濟價值，同時，也會降低果蔬的品質，導致其市場競爭力下降[38]。從圖1可以看出，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的失重率呈上升趨勢。與對照組相比，不同濃度的GABA處理組的失重率均小于對照組。說明GABA在一定程度上可有效減緩香瓜的失重速度。對于不同濃度的GABA處理組，濃度越高的處理組失重率越大，說明高濃度的GABA可能對鮮切香瓜細胞有傷害作用[32]。1% GABA處理的失重率最低，尤其在貯藏后期，失重率顯著低于其它處理（P<0.05），在貯藏5 d時失重率為11.93%，比對照組低4.97%。因此，從失重率來看，1% GABA處理的效果較好。

圖1 不同濃度GABA對鮮切香瓜失重率的影響Fig.1 Effects of different concentrations of GABA on weightlessness rate of fresh cut muskmelon

2.1.2 GABA對鮮切香瓜L*值的影響 顏色是衡量果實成熟度和貯藏品質的重要指標之一[39]，L*值表示果實表面的色澤明暗度，L*值越大，表示亮度越大，表面越有光澤，品質越好。圖2表示了不同濃度的GABA對鮮切香瓜L*的影響。從圖2中可以看出，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的L*值在貯藏期間整體呈下降的趨勢，說明鮮切香瓜隨貯藏期時間延長顏色會變暗，在整個貯藏期間，經1% GABA處理的鮮切香瓜的L*值一直處于較高的水平，在貯藏時間為4 d時，對照組的L*值為44.66，與各處理組之間差異顯著（P<0.05）。這表明一定濃度的GABA能夠較好的保持鮮切香瓜的色澤，由圖和分析結果得，1% GABA處理的效果較好。

圖2 不同濃度GABA對鮮切香瓜L*的影響Fig.2 Effects of different concentrations of GABA on L* of fresh-cut muskmelon

2.1.3 GABA對鮮切香瓜硬度的影響 在貯藏期間，香瓜果肉中的果膠降解使果實硬度下降，發生衰老軟化，造成品質的下降，因此鮮切香瓜中硬度是反映果實質地和貯藏性的重要指標之一[40]。GABA對鮮切香瓜硬度的影響如圖3所示，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜在貯藏期間硬度整體呈下降趨勢，在開始貯藏當天，鮮切香瓜的硬度為10885.6 g/f，在貯藏時間為2 d時，對照組的硬度為8113.2 g/f，與其他處理組差異性顯著（P<0.05），在整個貯藏期間，GABA處理組的硬度要高于對照組，1% GABA處理下降速度緩慢，其硬度顯著高于對照及其他處理組（P<0.05）。由此來看，1% GABA處理的效果較好。

圖3 不同濃度GABA對鮮切香瓜硬度的影響Fig.3 Effects of different concentrations of GABA on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.1.4 GABA對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響可溶性固形物含量是衡量香瓜成熟度和品質的重要指標之一。圖4表示GABA對鮮切香瓜TSS含量的影響。從圖4中可以看出，隨著貯藏時間的延長，各組鮮切香瓜的可溶性固形物含量處于上升的趨勢。TSS含量的升高可能與香瓜的成熟衰老程度加劇有關[4]。在整個貯藏期間，經GABA處理過的TSS含量整體低于對照組，且1% GABA處理的TSS含量處于最低的水平，貯藏2 d后，其TSS含量為8.1%，顯著低于其他處理組（P<0.05），這說明1% GABA處理能夠延緩鮮切香瓜的成熟衰老進程。因此從TSS含量來看，1% GABA處理的效果較好。因此，確定GABA處理鮮切香瓜的最佳濃度為1%。

圖4 不同濃度GABA對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響Fig.4 Effects of different concentrations of GABA on total soluble solids content of fresh-cut muskmelon

2.2 紫外輻照對鮮切香瓜貯藏品質的影響

2.2.1 紫外輻照對鮮切香瓜失重率的影響 圖5表示紫外處理對鮮切香瓜失重率的影響。從圖5可以看出，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的失重率逐漸增加，其中，用不同時間紫外照射組的失重率低于對照組，說明一定時間的紫外照射可以減緩香瓜的失重，在貯藏5 d時，對照組失重率為19.31%，高于紫外處理組且與處理組的差異顯著（P<0.05）。由圖可知，在第5 d時，5 min處理的失重率最低，這說明短時間的紫外輻照能在一定程度上保持鮮切香瓜的水分含量，有利于保持其貯藏品質。

圖5 不同紫外輻照時間對鮮切香瓜失重率的影響Fig.5 Effects of different UV irradiation time on weightlessness rate of fresh-cut muskmelon

2.2.2 紫外輻照對鮮切香瓜L*值的影響 圖6表示紫外處理對鮮切香瓜L*值的影響，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的色澤L*值呈下降趨勢，即鮮切香瓜的顏色由亮變暗。由圖6可知，經15 min紫外照射的L*值要低于對照組，這說明長時間的紫外照射可能會加快鮮切香瓜的顏色變暗速度[41]，經5 min紫外照射和10 min紫外照射在貯藏期間整體顯著高于對照組（P<0.05），這說明一定時間的紫外照射可以減緩鮮切香瓜的色澤變暗，對比之后發現，5 min紫外照射組的L*值更高，能更好地保持鮮切香瓜的色澤。

圖6 不同紫外輻照時間對鮮切香瓜L*值的影響Fig.6 Effects of different UV irradiation time on L*of fresh-cut muskmelon

2.2.3 紫外輻照對鮮切香瓜硬度的影響 圖7表示紫外處理對鮮切香瓜硬度的影響。由圖7可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的硬度整體呈現下降的趨勢，在四個處理中，經5 min紫外處理的鮮切香瓜的硬度一直維持最高的水平，且其硬度顯著高于對照及其他處理組（P<0.05），15 min處理的硬度低于對照組，說明一定劑量的紫外輻照處理可有效地保持鮮切香瓜的質地，抑制鮮切香瓜的后熟軟化，但過長時間的紫外輻照會促進其成熟，使其軟化[41]，從硬度來看，5 min處理對鮮切香瓜的品質保持效果最好。

圖7 不同紫外輻照時間對鮮切香瓜硬度的影響Fig.7 Effects of UV irradiation time on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.2.4 紫外輻照對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響 圖8表示紫外處理對鮮切香瓜TSS含量的影響。從圖8可以看出，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的TSS含量整體呈現上升的趨勢，對照組在貯藏時間為5 d時TSS含量達到最大值，為11.23%，高于5 min和10 min紫外處理組，但低于15 min紫外處理組。在整個貯藏期間，15 min紫外照射組的TSS含量一直處于最高的水平，高于對照組，且與其他組相比差異顯著（P<0.05），長時間紫外照射，TSS含量的升高可能是由香瓜在貯藏期間的成熟腐爛程度造成的[41]。5 min紫外處理組在貯藏期間處于最低的水平，由此說明短時間的紫外輻照在一定程度上可以延緩TSS的積累。因此從TSS含量來看，紫外處理5 min的效果較好。綜合上文，確定紫外處理的最佳時間為5 min。

圖8 不同紫外輻照時間對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響Fig.8 Effects of UV irradiation time on soluble solids of fresh-cut muskmelon

2.3 紫外結合GABA對鮮切香瓜貯藏品質的影響

2.3.1 紫外結合GABA對鮮切香瓜失重率的影響圖9表示紫外結合GABA對鮮切香瓜失重率的影響。從圖9可以看出，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的失重率逐漸升高，對照組在貯藏期間一直處于最高的水平，與各處理組都有顯著性的差異（P<0.05），各處理組的失重率低于對照組，說明能減緩鮮切香瓜的失水程度，其中紫外結合GABA處理組的失重率最低，這說明紫外結合GABA能更好地保持香瓜的水分。因此從失重率來看，紫外結合GABA處理的效果最好。

圖9 紫外結合GABA對鮮切香瓜失重率的影響Fig.9 Effects of UV combined with GABA on weightlessness rate of fresh-cut muskmelon

2.3.2 紫外結合GABA對鮮切香瓜L*值的影響 圖10表示紫外結合GABA對鮮切香瓜L*的影響。由圖10可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的L*值整體呈下降趨勢，各處理組的L*值均高于對照組，在貯藏時間為2 d時，對照組的L*值為53.06，顯著低于處理組的L*值（P<0.05）。貯藏期間紫外結合GABA處理的鮮切香瓜的L*值處于最高水平，這說明紫外結合GABA可較好地保持鮮切香瓜的色澤，進而保持鮮切香瓜的貯藏品質。根據L*值來看，紫外結合GABA處理的效果最好。

圖10 紫外結合GABA對鮮切香瓜L*的影響Fig.10 Effects of UV combined with GABA on L*of fresh-cut muskmelon

2.3.3 紫外結合GABA對鮮切香瓜硬度的影響圖11表示紫外結合GABA對鮮切香瓜硬度的影響。從圖11可以看出，隨著貯藏時間的延長，各組的硬度整體呈下降趨勢，其中在第1 d和第3 d之間，對照組的硬度下降緩慢，與其他處理組無顯著差異（P>0.05），但從第4 d開始，對照組硬度降低的速度加快，硬度低于各處理組，且與處理組差異顯著（P<0.05）。在整個貯藏期間，結合處理組的硬度高于其他處理組和對照組，在第5 d時，結合組的硬度為4818 g/f，比對照組高 38.19%，這說明紫外結合GABA能較好地減緩鮮切香瓜硬度的下降速度。根據各組的硬度及分析來看，紫外結合GABA處理的效果較好。

圖11 紫外結合GABA對鮮切香瓜硬度的影響Fig.11 Effects of UV combined with GABA on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.3.4 紫外結合GABA對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響 圖12表示紫外結合GABA對鮮切香瓜可溶性固形物的影響。由圖12可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的TSS含量整體呈上升趨勢，在第2 d時，對照組的可溶性固形物含量為6.33%，高于各處理組，但差異性并不顯著（P>0.05），從第3 d往后，對照組與各處理組差異明顯（P<0.05）。在整個貯藏期間，處理組的TSS含量低于對照組，說明各處理組可以延緩TSS含量的積累，其中，結合組在貯藏期間的TSS含量最低，由此可知紫外結合GABA處理組延緩TSS含量積累的效果更好，能更好地保持鮮切香瓜的品質。

圖12 紫外結合GABA對鮮切香瓜可溶性固形物含量的影響Fig.12 Effects of UV combined with GABA on soluble solids content of fresh-cut muskmelon

2.3.5 紫外結合GABA對鮮切香瓜可滴定酸的影響果蔬中的可滴定酸即為蘋果酸、檸檬酸、酒石酸等有機酸，可滴定酸含量是評價鮮切香瓜品質的重要指標。圖13表示紫外結合GABA對鮮切香瓜可滴定酸的影響。由圖13可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的可滴定酸含量整體呈下降的趨勢，在貯藏當天，可滴定酸含量為0.63 mg/g，在貯藏時間為第3 d時，對照組的可滴定酸含量為0.46 mg/g，與其他處理組差異顯著（P<0.05），比結合組的可滴定酸含量低17%，各處理組的可滴定酸含量高于對照組，說明不同處理可以延緩鮮切香瓜在貯藏期可滴定酸含量的下降趨勢。在整個貯藏期，紫外結合GABA處理組可滴定酸含量一直處于最高水平，由此可知紫外結合GABA的處理較好。

圖13 紫外結合GABA對鮮切香瓜可滴定酸的影響Fig.13 Effects of UV combined with GABA on titratable acid of fresh-cut muskmelon

2.3.6 紫外結合GABA對鮮切香瓜蛋白質含量的影響 可溶性蛋白質是果蔬中酶的重要組成成分，圖14表示紫外結合GABA對鮮切香瓜可溶性蛋白質的影響。由圖14可知，隨著貯藏時間的延長，鮮切香瓜的蛋白質含量整體呈現下降的趨勢，但在第5 d各處理組的蛋白質含量有稍微上升的趨勢，可能是由于處理過的鮮切香瓜促進了物質的流出，使可溶性蛋白質含量增多[42]。對照組在整個貯藏期間的蛋白質含量逐漸降低，與其他處理組差異顯著（P<0.05），在貯藏當天，可溶性蛋白質含量為0.172 mg/g，在貯藏時間為第5 d時，對照組的蛋白質含量為0.095 mg/g，比結合組低27.8%。整個貯藏期間，處理組蛋白質含量高于對照組，其中結合組處理的蛋白質含量一直處于最高水平，因此，紫外結合GABA組處理對鮮切香瓜蛋白質含量保持的效果最好。

圖14 紫外結合GABA對鮮切香瓜蛋白質含量的影響Fig.14 Effects of UV combined with GABA on protein content of fresh-cut muskmelon

綜合圖9~圖14分析，紫外結合GABA處理組能降低失重率，保持鮮切香瓜的色澤和硬度，能有效減緩鮮切香瓜TSS含量的增加，減緩可滴定酸含量的下降，保持較高的可溶性蛋白質含量，能更好地保持鮮切香瓜的品質。綜合考慮，紫外結合GABA處理組對鮮切香瓜的品質效果保持地更好。

3 結論

不同濃度的GABA和不同紫外照射時間以及適當的兩者結合均能減緩鮮切香瓜的失重和可溶性固形物的積累，保持鮮切香瓜的色澤和硬度，并且紫外結合GABA處理組能延緩可滴定酸含量下降，保持較高的可溶性蛋白質的含量。綜合考慮鮮切香瓜的各項指標，確定5 min紫外輻照結合1% GABA是最能保持鮮切香瓜品質的處理條件。本研究為GABA處理、紫外照射以及復合保鮮劑對果蔬的保鮮提供依據，具有一定的實際意義。但本研究對鮮切香瓜的調控機理方面還有不足之處，有待進一步研究。