不同貯藏溫度對京彩1 號西瓜品質的影響

摘要：為探究不同貯藏溫度對京彩1號西瓜品質的影響，將京彩1號西瓜果實分別在5、15、25 ℃溫度下貯藏，研究貯藏期間其硬度、失重率、冷害率、可溶性固形物、果膠、纖維素、可溶性糖、有機酸、番茄紅素、β-胡蘿卜素和維生素C含量的變化。結果表明，隨著貯藏時間的延長，京彩1號西瓜果實失重率增加，硬度降低，水溶性果膠含量升高，堿溶性果膠含量降低，維生素C、番茄紅素及β-胡蘿卜素含量均呈降低趨勢，可溶性固形物含量變化較小，纖維素含量呈先降低后升高趨勢，而可溶性糖和有機酸含量在不同貯藏溫度下呈現不同變化趨勢。對不同溫度處理比較發現，5 ℃條件下貯藏可以使西瓜的維生素C及可溶性糖含量保持較高水平，但長期貯藏冷害率較高，且營養物質逐漸損失，可能會導致其失去食用價值和商品價值；15 ℃條件下貯藏可以較好地維持西瓜果實的水分、有機酸和細胞色素含量，使其具有較好的品質和風味；25 ℃條件下貯藏，西瓜果實的可溶性糖、有機酸及果膠含量消耗過快，進而造成軟腐，喪失原有風味，品質不易保持。以上研究結果為不同條件下西瓜商業化物流貯運提供了參考。

關鍵詞：西瓜；貯藏；溫度；品質

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0685

中圖分類號：S651；TS255.1 文獻標志碼：A 文章編號：1008‐0864（2024）09‐0137‐09

西瓜（Citrullus lanatus ）是葫蘆科西瓜屬植物，其果實含有豐富的營養成分，且味甜多汁，能生津止渴、清熱解暑，深受消費者喜愛[1]。西瓜果實采后生理活動旺盛，在貯藏過程中易發生品質劣變。貯藏溫度是影響果實品質變化的重要因素。在較高的溫度下，西瓜果實失去膨壓，碳水化合物損失較快，果肉結構易分解[2]。Chisholm等[3]發現，西瓜在0 ℃貯藏14 d，其可溶性固形物、蔗糖、果糖、葡萄糖和檸檬酸含量均無明顯變化，而在7、16、23和27 ℃下，上述物質含量均顯著降低。Lee 等[4]指出，低溫貯藏顯著降低西瓜O2 消耗和CO2 生成。但西瓜果實對低溫十分敏感。趙曉梅[2]研究發現，雖然0 ℃貯藏能夠顯著抑制紅優二號西瓜的呼吸作用，降低各種氧化還原酶的活性，抑制各種病原微生物的活動，減少營養成分的損耗，但易發生冷害，且在貯藏后期其口感不如15 ℃貯藏的西瓜果實。

西瓜品種繁多，不同品種果實的耐貯藏性能不同。隨著社會經濟的發展，果型小、果皮薄的小型西瓜越來越受歡迎。京彩1號是近年來新培育的小型西瓜品種，對其研究主要集中于田間性狀[5]、果品性狀[6]、產量性狀[7]和抗病性[8]等方面，關于采后貯藏方面的研究較少，在不同貯藏溫度條件下其果實品質的變化規律尚不清楚，不利于京彩1號西瓜的商業化發展。采后生理的研究是貯藏保鮮技術發展的基礎，因此，本研究以京彩1號西瓜為試驗材料，探究不同貯藏溫度下的其果實品質的變化規律，為其商業化貯運保鮮提供理論依據，并為品種的推廣應用提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選取西瓜新品種京彩1號作為試驗材料，其新鮮果實采自延慶南山健源農業生態園（40.51°N、116.17°E）。采收后迅速運往實驗室，挑選大小及成熟度相近、無機械傷、無病蟲害的西瓜果實清洗干凈，將其隨機分為3 組，分別放置在0、15 和25 ℃的恒溫冷庫中貯藏，每處理3 次重復。

1.2 試驗方法

貯藏0、4、8、12 d 分別從每個處理組隨機取10個西瓜果實用于品質測定。采用HPEII Fff 水果硬度計（德國Bareiss ）在果實赤道處垂直打入果肉測定果實硬度（kg·cm-2）[9]。采用糖度計測定果實中心部位可溶性固形物含量（質量體積分數，%）。參考Brummell等[10]的方法獲得水溶性果膠（water-soluble pectin， WSP）、螯合性果膠（chelate-soluble pectin， CSP）和堿溶性果膠（sodium carbonate-soluble pectin， SSP）提取液，參考曹建康等[9]的方法，定容后采用咔唑比色法測定果實中不同果膠的含量（mg·g-1 FW）。參考Maclachlan等[11]的方法分離纖維素，采用蒽酮試劑法測定果實中的纖維素含量（mg·g-1 FW）。參照周兆禧等[12]的方法測定可溶性糖含量（mg·g-1 FW）。參照于淼等[13]的方法測定有機酸含量（mg·g-1 FW）。參照Adsule 等[14] 的方法測定番茄紅素含量（μg·g-1）。參考張巖等[15]的方法測定β-胡蘿卜素含量（μg·g-1）。采用2，6-二氯靛酚滴定法[16]測定維生素C含量（mg·100 g-1）。

使用稱量天平稱量單個果實的質量，并計算失重率，公式如下[17]。

失重率=（初始重量- 終止重量／初始重量）×100% （1）

1.3 數據分析

使用SPSS 25對試驗數據進行差異顯著性分析，使用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏溫度條件下果實冷害的發生情況

西瓜果實冷害主要表現為出現大面積褐斑、果皮凹陷。由圖1可知，在25 ℃貯藏條件下，果實沒有出現冷害癥狀。貯藏4 d時，5和15 ℃貯藏條件下果實都發生了輕微冷害；隨著貯藏時間的延長，15 ℃條件下果實的冷害癥狀略有加重，冷害率緩慢增長，至12 d時，冷害發生率約15%；5 ℃條件下西瓜果實的冷害發生率在4 d時迅速上升，至12 d時，所有果實均出現冷害癥狀。由此表明，京彩1號西瓜果實的耐冷性較弱，貯藏時應避免長時間低溫貯藏。

2.2 不同貯藏溫度條件下果實硬度和失重率的變化

京彩1 號西瓜果實剛采摘時，硬度較大，為1.65 kg·cm-2；隨著貯藏時間的延長，不同貯藏溫度下的果實硬度均逐漸下降（圖2）。5 ℃貯藏條件下，果實硬度在貯藏前4 d迅速下降，之后保持較高水平。貯藏前4 d，15 ℃條件下貯藏的果實硬度高于5和25 ℃。隨著貯藏時間的延長，貯藏12 d時，3個處理的果實硬度均低于1.25 kg·cm-2。

由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，3個處理的果實失重率均逐漸上升。貯藏前4 d，25 ℃貯藏條件下的果實失重率高于5 ℃。貯藏4 d后，5和25 ℃貯藏條件下的果實失重率迅速增加，至12 d時，其失重率分別為2.89%和3.06%；而15℃貯藏條件下的果實失重率變化較平緩，且始終低于5和25 ℃條件下貯藏果實的失重率，貯藏4 d時為0.60%，貯藏12 d時，為1.11%。由此表明，京彩1號西瓜果實在15 ℃貯藏能更好地控制果實失水狀況，保持果實品質。

2.3 不同貯藏溫度條件下果膠和纖維素含量的變化

果膠是組成果實細胞壁的化合物，果膠的降解使果肉組織疏松，果實軟化。按照果膠溶解性的差異，可分為水溶性果膠（water-soluble pectin，WSP）、螯合性果膠（chelate-soluble pectin， CSP）和堿溶性果膠（sodium carbonate-soluble pectin，SSP）[18]。纖維素是構成果實細胞壁的骨架成分，在維持果實硬度中發揮重要作用[19]。

不同貯藏溫度下，京彩1號西瓜果實在貯藏過程中果膠和纖維素含量的變化如表1所示。京彩1 號西瓜果實中CSP 含量最高，占總果膠的72.31%。貯藏0 d時，SSP含量高于WSP；隨著貯藏時間的延長，不同處理下果實的WSP含量均呈上升趨勢， SSP 含量呈下降趨勢，在貯藏至12 d時，WSP含量高于SSP。對于WSP含量，5 ℃貯藏條件下的增幅較少；25 ℃貯藏條件下的增幅較大，貯藏12 d時，果實WSP含量的增幅顯著高于5和15 ℃。對于SSP含量，15 ℃貯藏條件下的降幅較大，至12 d 時，果實SSP 含量較初始顯著降低71.4%，5 和25 ℃條件下分別顯著降低53.3% 和44.7%。對于CSP含量，在貯藏過程中呈先升高后降低趨勢，貯藏至12 d時，15 ℃貯藏條件下的含量低于初始含量，而5和25 ℃貯藏條件下的含量均高于初始含量。西瓜果實中的纖維素含量在貯藏過程中呈先降低后升高趨勢，在貯藏前4 d其含量降低，4 d后其含量開始升高，其中5 ℃貯藏條件下果實中纖維素含量一直低于其他貯藏條件下果實纖維素含量。

2.4 不同貯藏溫度條件下可溶性固形物及可溶性糖含量的變化

不同貯藏溫度下，京彩1號西瓜果實中可溶性固形物含量的變化如圖3所示。5和25 ℃條件下，果實中可溶性固形物含量在貯藏前8 d略有升高，之后逐漸降低；15 ℃條件下，可溶性固形物含量在貯藏前8 d略有降低，之后逐漸升高。整體來看，在貯藏過程中，果實中可溶性固形物含量在12.4%～13.8%，變化較小。

可溶性糖的種類和含量是決定果實甜度與風味品質的關鍵因素，西瓜果實中的可溶性糖主要是蔗糖、葡萄糖和果糖[20]。由表2可知，京彩1號西瓜果實中蔗糖含量在5 ℃貯藏條件下呈下降趨勢，而在15和25 ℃貯藏條件下均呈先下降后上升趨勢。貯藏12 d時，15和25 ℃條件下果實的蔗糖含量顯著高于5 ℃條件下果實中蔗糖含量。果糖含量在15 ℃貯藏條件下基本不變；在25 ℃貯藏條件下呈降低趨勢；而在5 ℃貯藏條件下呈先上升后降低趨勢，貯藏至12 d 時其含量高于初始含量。葡萄糖含量在15 ℃條件下呈下降趨勢，在5和25 ℃條件下波動變化；其中5 ℃貯藏條件下果實中葡萄糖含量較高。在可溶性糖中，蔗糖占比較大，因此總糖的變化趨勢與蔗糖相同。

2.5 不同貯藏溫度條件下有機酸含量的變化

果實有機酸組分既是水果中的重要營養成分，也是影響果實甜度和風味品質的重要因素之一[21-22]，水果中的有機酸主要以蘋果酸或檸檬酸為主[23]，還含有其他酸類，如琥珀酸、富馬酸等。京彩1號西瓜果實在不同溫度貯藏下的有機酸含量如表3所示。果實中蘋果酸含量最高，占總酸的64.24%；琥珀酸含量略高于檸檬酸含量；富馬酸含量最低，僅占總酸的0.58%。

不同貯藏溫度條件下，蘋果酸含量呈現不同的變化趨勢，其中5 ℃條件下呈先升高后降低趨勢；15 ℃條件下呈上升趨勢；25 ℃條件下呈先降低后升高趨勢。在貯藏12 d時，不同溫度條件下果實中蘋果酸含量均高于初始含量，其中15 ℃貯藏條件下的含量顯著高于其他貯藏條件。對于琥珀酸，在5 ℃條件下呈降低趨勢；在15和25 ℃條件下呈先降低后升高趨勢，即在貯藏前8 d琥珀酸含量快速降低，之后略有升高。在整個貯藏過程中，15 ℃貯藏條件下果實中琥珀酸含量顯著高于其他貯藏條件。不同貯藏條件下，果實中檸檬酸含量均呈先升高后降低趨勢，其中5 ℃條件下貯藏可維持較高的檸檬酸含量。富馬酸含量在不同貯藏條件下均呈先降低后升高趨勢，在貯藏4 d時最低。總酸含量的變化趨勢與蘋果酸一致，在貯藏12 d時，15 ℃貯藏條件下果實的總酸含量顯著高于5和25 ℃，與初始值相似。綜上所述，15 ℃貯藏可以較好地保持京彩1號西瓜果實的有機酸含量。

2.6 不同貯藏溫度條件下番茄紅素和β-胡蘿卜素含量的變化

類胡蘿卜素的組分及積累量差異不同，使瓜瓤呈現不同顏色[24]。番茄紅素和β-胡蘿卜素具有較強的清除自由基能力[25-26]，同時也是西瓜營養品質的重要指標。京彩1號西瓜果肉呈橙黃色，其色素主要是β-胡蘿卜素，番茄紅素含量較少。如圖4 所示，剛采摘時果實的番茄紅素含量為2.56 μg·g-1，隨著貯藏時間的增加，其番茄紅素含量在前4 d呈急速下降趨勢，后期趨于平緩。在5和25 ℃貯藏條件下，果實番茄紅素含量相似，貯藏12 d時分別為1.96和1.90 μg·g-1；在15 ℃貯藏條件下，番茄紅素緩慢下降，貯藏12 d時番茄紅素含量為2.16 μg·g-1。由此表明，15 ℃貯藏可以較好地保持京彩1號西瓜果實的番茄紅素含量。

京彩1號西瓜的β-胡蘿卜素含量較高，在剛采摘時高達10.36 μg·g-1，貯藏4 d，β-胡蘿卜素含量迅速降低，4 d后緩慢降低。在5和15 ℃條件下貯藏12 d 時，β-胡蘿卜素含量分別為初始值的70.01%和63.44%；在25 ℃條件下貯藏12 d，其含量降至初始值的47.92%。

2.7 不同貯藏溫度條件下維生素C 含量的變化

由圖5可知，果實中維生素C含量在貯藏過程中呈逐漸降低趨勢。貯藏4 d，15和25 ℃果實中維生素C含量較初始降低20%，而5 ℃貯藏條件下的果實仍保持較高的維生素含量。隨著貯藏時間延長至12 d，5 ℃貯藏條件下果實中維生素含量降至2.78 mg·100 g-1；15 ℃貯藏條件下降至2.69 mg·100 g-1；25 ℃貯藏條件下降至2.51 mg·100 g-1。由此表明，5 ℃貯藏條件能較好地保持果實中維生素C含量。

3 討論

溫度是影響果蔬貯藏效果的關鍵因素，低溫在一定程度上可以延緩果蔬采后品質的下降，延長貨架期，提高商業價值。然而，溫度過低又不利于果蔬貯藏，會造成一系列冷害癥狀。西瓜屬于喜溫作物，對低溫極為敏感，容易受到不同程度的冷害[27]，冷害癥狀為果實表面出現不規則的、較小而淺的凹陷，或不規則形且較大而深的凹陷斑[28]。本研究結果表明，京彩1號西瓜在5和15 ℃貯藏條件下均有冷害發生，但在5 ℃條件下冷害出現得更早、癥狀更嚴重；15 ℃條件下雖有冷害發生，但冷害發生率較低，因此不會造成較大的冷害損失。

果實在貯藏過程中的失重率可直觀地反映果實的品質。水分蒸散和營養物質代謝是貯藏過程中失重的重要原因。本研究結果表明，京彩1號西瓜在15 ℃貯藏能更好地控制果實失重狀況。當溫度升高時，空氣與飽和水蒸氣壓增大，可以容納更多的水蒸氣，這就導致產品更易失水[29]，所以在25 ℃下貯藏果實的失重率高于15 ℃。而在5 ℃貯藏后期，果實失重率急劇增加，這與果實冷害發生、細胞膜受損、失水加重有關[30]。

一般認為，果實的軟化與細胞壁中的果膠和纖維素含量有關。在貯藏過程中，不溶于水的原果膠被降解以及可溶性果膠含量的上升，使細胞間黏合力降低，細胞結構受損，從而導致果實硬度下降[31]。本研究結果顯示，不同貯藏溫度條件下西瓜果實中WSP含量均呈上升趨勢， 而SSP含量呈下降趨勢；果實中WSP含量在5 ℃貯藏條件下增幅最小，在25 ℃貯藏條件下增幅最大，表明5 ℃貯藏可以更好地維持果實硬度。這與趙曉梅[2]研究結果一致，在不同貯藏條件下，西瓜果肉中的可溶性果膠含量與果實硬度呈負相關。纖維素的存在有利于保持果實硬度，纖維素中整齊規則的纖維素微纖絲晶狀體，可賦予細胞壁一定的韌性和堅固性[19]，15 ℃的貯藏溫度能更好地維持貯藏后期果實中纖維素含量。

有機酸和可溶性糖是水果中主要的呈味物質，與水果品質密切相關[32‐33]。周慧娟等[20]報道，可溶性糖含量與果實的甜風味呈極顯著正相關，蘋果酸含量與果實的甜風味呈極顯著負相關。京彩1號西瓜屬于蔗糖累積型，有機酸以蘋果酸為主。在15和25 ℃貯藏條件下蔗糖含量隨貯藏時間的延長呈先降低后升高趨勢，這可能是由于貯藏后期果膠、纖維素等不斷被轉化為糖[34]；果實中有機酸含量減少，可能是在貯藏過程中作為呼吸底物被不斷消耗，其中15 ℃貯藏可以較好地保持有機酸含量，使西瓜具有較好的品質和風味。維生素C是一種具有抗氧化能力的水溶性維生素，對人體健康具有重要作用。京彩1號西瓜在5 ℃貯藏能延緩西瓜果實中維生素C含量的下降，從而保持西瓜果實的營養價值，這與趙曉梅[2]的研究結果一致。番茄紅素和β-胡蘿卜素是西瓜果實中的主要呈色物質，15 ℃貯藏條件下果實中番茄紅素和β-胡蘿卜素含量高于5 ℃，這可能與低溫冷害有關。

本研究以西瓜新品種京彩1號為試驗材料，通過對不同貯藏溫度下的果實品質測定發現，5 ℃貯藏可以有效抑制呼吸，減緩新陳代謝，使維生素C及可溶性糖的含量保持較好的水平，但長期貯藏冷害率較高，且營養物質逐漸損失，最后可能會導致其失去食用價值和商品價值；25 ℃貯藏雖無冷害現象，但果實中的可溶性糖、有機酸及果膠消耗過快，進而造成軟腐，使其喪失原有風味，品質變差；15 ℃貯藏可以較好地維持果實的水分、有機酸和細胞色素含量，使西瓜具有較好的品質和風味。

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基金項目：現代農業產業技術體系北京市特色作物創新團隊項目（BAIC04-2023）；國家西甜瓜產業技術體系建設項目（CARS-25）；國家自然科學基金項目（32172237）。