不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期品質(zhì)變化的影響

李自芹，陳雅，李文綺，賈文婷，趙志永*，劉成江*

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 吐魯番 838099；3.石河子質(zhì)量與計(jì)量檢測(cè)所，新疆 石河子 832000）

西州蜜瓜是哈密瓜的一個(gè)品種，營(yíng)養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，頗受廣大消費(fèi)者的喜愛[1]，是我國(guó)新疆地區(qū)的主要栽培品種之一。由于西州蜜瓜含水量、含糖量較高，產(chǎn)地較分散，成熟的瓜果在疆內(nèi)和疆外運(yùn)輸路途較遠(yuǎn)，運(yùn)輸時(shí)間較長(zhǎng)，且西州蜜瓜屬于呼吸躍變型果實(shí)[2]，在貯藏期間很容易軟化、霉變和腐爛，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)效益大幅度降低，不利于西州蜜瓜的銷售[3]。因此，探究西州蜜瓜采后貯藏保鮮的新方法，尋求簡(jiǎn)易、有效、低成本的保鮮措施，對(duì)西州蜜瓜產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重要的意義。

近冰溫貯藏是一種新型的果蔬貯藏保鮮方法[4]，是把果蔬置于0 ℃到冰點(diǎn)范圍內(nèi)，使果蔬既能維持活體狀態(tài)又能抑制其呼吸強(qiáng)度和有害微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)果蔬的保鮮期[5]。研究表明，近冰溫貯藏技術(shù)可以提高水果的抗冷性、延長(zhǎng)其貨架期。關(guān)于梨[6]、櫻桃[7]、油桃[8]、杏[9]、蘋果[10]的研究結(jié)果表明近冰溫處理有效推遲了果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)的時(shí)間，提高了水果的商品率，延長(zhǎng)了水果的保鮮期。鈣是果蔬體內(nèi)重要的礦物質(zhì)元素，在果蔬貯藏期間能防止冷害的發(fā)生，還能在果蔬細(xì)胞內(nèi)形成果膠酸鈣，起到保持果蔬硬度和脆度的作用[11]。有研究顯示，在貯藏期間，鈣處理可以延緩櫻桃[12]、杏[13]和桃[14]等的硬度下降速率。為了進(jìn)一步延長(zhǎng)果蔬的貨架期[15]，學(xué)者們探究了近冰溫復(fù)合保鮮方法，結(jié)果表明近冰溫協(xié)同1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）處理延長(zhǎng)了鮮柿的貨架期，保持了其貯藏品質(zhì)[16]；近冰溫協(xié)同O3處理抑制了葡萄在貯藏期間的腐爛率，延長(zhǎng)了葡萄的貨架期[17]。

現(xiàn)有的近冰溫結(jié)合保鮮技術(shù)研究，主要是對(duì)水果貯藏期間品質(zhì)進(jìn)行了相關(guān)探究[18]，對(duì)其在貨架期間的品質(zhì)變化規(guī)律研究報(bào)道較少，如何延緩水果貨架期間硬度的下降，更好地保持果實(shí)貨架期品質(zhì)，這一難題越來(lái)越受到廣大學(xué)者們的重視。因此，本試驗(yàn)以西州蜜17 號(hào)哈密瓜為試材，采用近冰溫協(xié)同鈣處理的方法，探究果實(shí)在貨架期間的品質(zhì)變化規(guī)律，為探尋西州蜜17 號(hào)哈密瓜新的貯藏保鮮技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西州蜜17 號(hào)哈密瓜（以下簡(jiǎn)稱西州蜜瓜）：2021年9 月采摘于新疆第六師103 團(tuán)，選用形狀均勻、無(wú)害蟲、疾病和機(jī)械損傷的果實(shí)。

鈉石灰、2，6-二氯靛酚、三氯乙酸、VC、飽和氯化鋇溶液、CaCl2（均為分析純）、磷酸緩沖液、愈創(chuàng)木酚、30% H2O2：新疆沃德生物科技有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SKG1246 破壁料理機(jī)、3051H 型呼吸強(qiáng)度測(cè)定儀：佛山市順德區(qū)寧新電器有限公司；GY-4 型數(shù)顯水果硬度計(jì)、P901 酸度計(jì)、TD-45 糖度計(jì)、YP4002 電子天平：北京海富達(dá)科技有限公司；VORTEX-6 旋渦混合器、GL-5250A 磁力攪拌器、PoPette 手動(dòng)單道可調(diào)移液器、TraceGC1300 氣相色譜儀：上海安亭科學(xué)儀器有限公司；752NP 紫外可見分光光度計(jì)：浙江力辰儀器科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 材料處理與分組

不同生長(zhǎng)期及成熟度直接影響著西州蜜瓜的耐低溫性，成熟度越高，西州蜜瓜的耐低溫性能就越強(qiáng)[19]。前期試驗(yàn)得出西州蜜瓜果皮處冰點(diǎn)為-2.5 ℃，果肉處為-4.0 ℃，西州蜜瓜中心果肉處耐低溫性最好，對(duì)表皮進(jìn)行干化處理，果皮的冰點(diǎn)降為-3.5～-3.0 ℃，可選擇-2.0～-1.0 ℃作為西州蜜瓜的近冰溫貯藏溫度。

經(jīng)過(guò)前期試驗(yàn)得出，CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%時(shí)，對(duì)西州蜜瓜的貯藏保鮮均有一定的效果，且CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大保鮮效果越好，最終從節(jié)約成本方面考慮，篩選確定最佳的CaCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%。

CaCl2處理組：將西州蜜瓜置于1.5% CaCl2溶液中，浸泡5 min，在陰涼干燥處晾干水分，在1.0～2.0 ℃的保鮮庫(kù)中貯藏。

近冰溫處理組：蒸餾水浸泡西州蜜瓜5 min，在陰涼干燥處晾干水分，于-2.0～-1.0 ℃的冰溫庫(kù)中貯藏。

近冰溫結(jié)合CaCl2處理組：將干化處理后的西州蜜瓜置于1.5% CaCl2溶液中，浸泡5 min，在陰涼干燥處晾干水分，于-2.0～-1.0 ℃冰溫庫(kù)中貯藏。

貯藏90 d 后，采用低溫冷鏈的出庫(kù)方法[20]出庫(kù)：將西州蜜瓜從冰溫庫(kù)中取出，置于1.0～2.0 ℃保鮮庫(kù)6 h后轉(zhuǎn)入4.0～6.0 ℃保鮮庫(kù)6 h，再轉(zhuǎn)入8.0～10.0 ℃冷庫(kù)中6 h，最后存放于13.0～15.0 ℃的冷庫(kù)中，每3 d 取樣，測(cè)定1 次果實(shí)的商品率、呼吸強(qiáng)度、硬度、原果膠含量、過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）活性和過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）活性等各項(xiàng)指標(biāo)變化。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 商品率測(cè)定

果蔬的商品率是指在果蔬產(chǎn)品的總量中，商品量所占的比重。具有商品價(jià)值的西州蜜瓜指果皮褐變或腐爛面積<20%，并具有西州蜜瓜固有的風(fēng)味[21]。商品率計(jì)算公式如下。

A=B/C×100

式中：A 為商品率，%；B 為具有商品價(jià)值的西州蜜瓜個(gè)數(shù)；C 為西州蜜瓜總數(shù)。

1.3.2.2 呼吸強(qiáng)度測(cè)定

采用靜置法測(cè)定西州蜜瓜的呼吸強(qiáng)度[22]，單位為mg/（kg·h）。

1.3.2.3 硬度測(cè)定

采用數(shù)顯水果硬度計(jì)沿果實(shí)赤道部位等距離選取4 個(gè)位置測(cè)定果實(shí)硬度[23]，每組隨機(jī)選取3 個(gè)西州蜜瓜，取平均值記為果實(shí)硬度，單位為N。

1.3.2.4 原果膠含量的測(cè)定

參照紀(jì)淑娟等[24]的方法，提取水溶性、離子結(jié)合型果膠以及共價(jià)結(jié)合型果膠，采用咔唑比色法測(cè)定果膠含量，以每克鮮重中原果膠的毫克數(shù)表示，單位為mg/g FW。

1.3.2.5 過(guò)氧化物酶活性測(cè)定

采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定西州蜜瓜的POD 活性[22]。50 mL 100 mmol/L（pH6.0）的磷酸緩沖液與28 μL 愈創(chuàng)木酚混合，在磁力攪拌器上進(jìn)行加熱攪拌，溶解后待溶液冷卻，加入19 μL 30% H2O2混勻，置于4 ℃冰箱中。以每分鐘在波長(zhǎng)470 nm 處吸光度變化值增加1 時(shí)為1 個(gè)過(guò)氧化物酶活性單位，單位以U 表示。

1.3.2.6 過(guò)氧化氫酶活性測(cè)定

CAT 活性的測(cè)定采用分光光度法[25]。稱取果肉樣品1 g 置于預(yù)冷的研缽中，加入pH7.0 的磷酸緩沖液，磨成勻漿，在25.0 ℃預(yù)熱后加入0.3 mL 0.1 mol/L 的H2O2，在反應(yīng)15 s 時(shí)開始計(jì)時(shí)，快速轉(zhuǎn)入石英比色杯中，在240 nm 波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，每隔1 min 讀數(shù)1 次，共測(cè)4 min，以每分鐘OD 值減少0.01 為1 個(gè)過(guò)氧化氫酶活性單位，單位以U 表示。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 軟件繪圖，用SPSS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 西州蜜瓜貨架期商品率的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期商品率的影響見圖1。

圖1 西州蜜瓜貨架期商品率的變化Fig.1 Changes in commodity rate of Xizhou honeydew melon during shelf life

由圖1 可知，在整個(gè)貯藏期間，西州蜜瓜的商品率隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，且CaCl2處理組的商品率降低趨勢(shì)最為明顯。在第9 天時(shí)，CaCl2處理組西州蜜瓜的商品率為39.4%，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組及近冰溫處理組西州蜜瓜商品率分別為95.0%和92.0%，比CaCl2處理組高55.6%和52.6%。在第15 天時(shí)，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組的西州蜜瓜商品率為60.0%，比近冰溫處理組高10.0%，這與李亞玲等[20]對(duì)小白杏貯藏期品質(zhì)的影響研究結(jié)果一致，說(shuō)明近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理均能提高西州蜜瓜的商品率，其中以近冰溫結(jié)合CaCl2處理組對(duì)西州蜜瓜的貯藏效果更佳。

2.2 西州蜜瓜貨架期呼吸強(qiáng)度的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期呼吸強(qiáng)度的影響見圖2。

圖2 西州蜜瓜貨架期呼吸強(qiáng)度的變化Fig.2 Changes in respiratory intensity of Xizhou honeydew melon during shelf life

呼吸強(qiáng)度是反映西州蜜瓜在貯藏過(guò)程中品質(zhì)變化的重要指標(biāo)[26]。由圖2 可知，各處理組果實(shí)在貯藏期間均出現(xiàn)了呼吸躍變，CaCl2、近冰溫和近冰溫結(jié)合CaCl2處理組呼吸高峰出現(xiàn)的時(shí)間分別為6、12 d 和12 d，在第12 天，近冰溫和近冰溫結(jié)合CaCl2處理組果實(shí)呼吸強(qiáng)度分別為70.0 mg/（kg·h）和65.0 mg/（kg·h），第15 天，近冰溫處理組比近冰溫結(jié)合CaCl2處理組呼吸強(qiáng)度高9.0%。劉邦迪等[27]研究表明，近冰溫處理組推遲了果實(shí)呼吸高峰出現(xiàn)的時(shí)間。本試驗(yàn)結(jié)果表明，近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理，均抑制了西州蜜瓜在貨架期間的呼吸強(qiáng)度，而近冰溫結(jié)合CaCl2處理組更好地抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和生理代謝水平，提高了果實(shí)的貯藏品質(zhì)。

2.3 西州蜜瓜貨架期硬度的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期硬度的影響見圖3。

圖3 西州蜜瓜貨架期硬度的變化Fig.3 Changes in hardness of Xizhou honeydew melon during shelf life

硬度是體現(xiàn)西州蜜瓜貨架期間品質(zhì)的最基本指標(biāo)[28]。由圖3 可知，在整個(gè)貨架期，果實(shí)的硬度隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。在第6 天時(shí)，CaCl2處理組的果實(shí)硬度為10 N，部分果實(shí)已發(fā)生軟化，失去商品價(jià)值。近冰溫處理組及近冰溫結(jié)合CaCl2處理組果實(shí)的硬度分別比CaCl2處理組高20.0%和30.0%。梁慶沙等[29]研究發(fā)現(xiàn)，CaCl2處理的水果硬度均高于對(duì)照組，可能是CaCl2與果實(shí)中的果膠物質(zhì)結(jié)合，起到保護(hù)果實(shí)細(xì)胞壁的作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理組，均保持了西州蜜瓜的硬度和脆度，提高了果實(shí)的貯藏品質(zhì)。

2.4 西州蜜瓜貨架期原果膠含量的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期原果膠含量的影響見圖4。

圖4 西州蜜瓜貨架期原果膠含量的變化Fig.4 Changes in pectin content in Xizhou honeydew melon during shelf life

原果膠能維持西州蜜瓜的脆度和硬度[30]。由圖4可知，整個(gè)貨架期間，各處理組的原果膠含量隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)均呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，CaCl2處理組原果膠含量由20.0 mg/g FW 下降到第9 天的5.0 mg/g FW。CaCl2處理組原果膠含量的下降速度最快，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組下降速度最慢，這一現(xiàn)象與果實(shí)硬度變化趨勢(shì)一致，說(shuō)明近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理均可保持西州蜜瓜原果膠的含量，近冰溫結(jié)合CaCl2處理抑制了果膠物質(zhì)與纖維素分離速率，減緩了西州蜜瓜的松弛、軟化和硬度下降。

2.5 西州蜜瓜貨架期POD 活性的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期POD 活性的影響見圖5。

圖5 西州蜜瓜貨架期POD 活性的變化Fig.5 Changes in POD activity in Xizhou honeydew melon during shelf life

POD 是一種受體催化底物氧化酶，在西州蜜瓜的成熟和衰老過(guò)程中，對(duì)果實(shí)中的H2O2、酚類、醛類等物質(zhì)起到清除作用[31]。由圖5 可知，整個(gè)貨架期間，近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理組POD 活性整體高于CaCl2處理組，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組POD 活性變化最大，從15 U 上升到第12 天的30 U，之后隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)POD 活性開始下降，3～15 d 內(nèi)近冰溫結(jié)合CaCl2處理組POD 活性高于其他兩個(gè)處理組，說(shuō)明近冰溫結(jié)合CaCl2處理組提高了西州蜜瓜抵御外界刺激和病原菌侵染等不利因素的能力。

2.6 西州蜜瓜貨架期CAT 活性的變化

不同處理對(duì)西州蜜瓜貨架期CAT 活性的影響見圖6。

圖6 西州蜜瓜貨架期CAT 活性的變化Fig.6 Changes in CAT enzyme activity in Xizhou honeydew melon during shelf life

CAT 是植物體內(nèi)的抗氧化酶，它可促使植物體內(nèi)的H2O2分解，避免植物細(xì)胞遭受H2O2的侵害[32]。由圖6可知，整個(gè)貨架期間，近冰溫結(jié)合CaCl2處理及近冰溫處理組CAT 活性整體高于CaCl2處理組，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組CAT 活性變化最大，從30 U 上升到第9天的47 U，之后隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)開始下降，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組CAT 活性最高，說(shuō)明近冰溫結(jié)合CaCl2處理促進(jìn)了西州蜜瓜細(xì)胞中的過(guò)氧化氫分解，提高了西州蜜瓜抵御過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞損害的能力。

3 結(jié)論

本文通過(guò)不同處理探究西州蜜瓜在貯藏過(guò)程中品質(zhì)的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組使西州蜜瓜的貨架期延長(zhǎng)至15 d，近冰溫結(jié)合CaCl2處理組西州蜜瓜的呼吸強(qiáng)度在貯藏后期仍低于其他處理組。近冰溫結(jié)合CaCl2處理，提高了西州蜜瓜的商品率，有效抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度，保持了果實(shí)的硬度，延緩了原果膠含量的下降，推遲了果實(shí)呼吸高峰的出現(xiàn)，提高了POD 和CAT 的活性，進(jìn)而抑制了西州蜜瓜的軟化、腐爛和霉變，最大限度地保持了果實(shí)的新鮮品質(zhì)，此方法是一種簡(jiǎn)易、有效、低成本的保鮮措施，可作為西州蜜瓜規(guī)模化貯運(yùn)保鮮的實(shí)用技術(shù)。因此，近冰溫結(jié)合CaCl2處理技術(shù)在西州蜜瓜貯藏保鮮的應(yīng)用中具有一定的潛力，也為西州蜜瓜的貯藏保鮮提供了新思路。