外源腐胺處理對黃皮甜瓜采后冷害及品質的影響

安路明，李學文，潘 儼，徐 斌，孟新濤，張 婷

(1.新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業(yè)科學院農產品貯藏加工研究所/新疆主要農副產品精深加工工程技術研究中心，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】甜瓜(CucumismeloL.)屬葫蘆科，甜瓜屬，分厚皮甜瓜類和薄皮甜瓜類。黃皮甜瓜屬厚皮甜瓜類，果皮色澤為黃色，果肉松脆、風味獨特、營養(yǎng)豐富。甜瓜產季集中，采收季節(jié)溫度高，常溫易導致果實腐爛變質[1]。低溫冷藏雖能延緩甜瓜果實衰老，但其對低溫環(huán)境敏感，尤其黃皮甜瓜，5℃及以下溫度貯藏極易引起冷害發(fā)生，且冷害出現(xiàn)時間早，癥狀明顯，尤其貯藏后期果實表皮約1/2以上面積出現(xiàn)變色[2-4]，影響黃皮甜瓜的商品性。研究黃皮甜瓜果實冷害發(fā)生及控制方法，對甜瓜果實采后冷害調控有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】近年來，甜瓜冷害調控方法主要包括冷鍛煉[5]、熱處理[6]、氣調包裝[7]、NO處理[8]和水楊酸處理[9]等。甜瓜冷害的發(fā)生與果實內源腐胺(Put)和精胺(Spm)含量直接相關[4]。腐胺在調節(jié)植物生長發(fā)育、延遲衰老和提高抗逆性等方面發(fā)揮重要作用[10]。采用外源腐胺處理誘導西葫蘆[11]、黃瓜[12]、番茄[13]、甜橙[14]、杏[15]及獼猴桃[16]等果實的采后抗冷性，可顯著維持果實品質?！颈狙芯壳腥朦c】關于外源腐胺處理提高甜瓜采后抗冷性的研究尚未報道。需要研究外源腐胺處理對黃皮甜瓜采后冷害及品質的影響?！緮M解決的關鍵問題】以黃皮甜瓜新密3號為試材，研究不同濃度外源腐胺處理對其采后果實冷害發(fā)生及品質的影響，篩選適宜的外源腐胺濃度，為生產中黃皮甜瓜果實采后冷害調控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

選擇黃皮甜瓜新密3號為試材，于2019年7月15日采自新疆石河子地區(qū)124團，八成熟采收，可溶性固形物含量為12%～14%，單果重2.0～3.5 kg，采后12 h內運回新疆農業(yè)科學院農產品貯藏加工研究所，在(8±0.5)℃冷庫中預冷24 h。腐胺(Put)為分析純，購自上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

挑選大小規(guī)格較為一致，無任何機械損傷和病蟲侵害的甜瓜果實，隨機分為4組，分別使用3個不同濃度(1.0、1.5和2.0 mmol/L)的腐胺(含2g/L 吐溫20)處理10 min，以蒸餾水處理作為對照，每組60個果實，在(5±0.5)℃條件下貯藏,環(huán)境相對濕度75% ～80%，庫房內間隔10 d使用二氧化氯消毒。貯藏期間，每隔7 d取樣，每次取3個果實，用于統(tǒng)計果實冷害指數(shù)及品質指標測定，以上各組均設置3個重復。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 冷害指數(shù)

冷害指數(shù)采用張婷[17]方法。

冷害指數(shù)(CII)=∑(冷害果實數(shù)×冷害級數(shù))/(總果實數(shù)×最高冷害級數(shù))；

冷害程度分為 5 級；0 級，無冷害發(fā)生；1 級，冷害發(fā)生面積≤10%；2 級，11%<冷害發(fā)生面積≤20%；3級，21%<冷害發(fā)生面積≤40%；4 級，冷害發(fā)生面積≥40%。

1.2.2.2 失重率

采用張婷等[18]方法。

失重率(%)=(入貯時果實質量-結束時果實質量)/(入貯時果實質量)×100%；

1.2.2.3 色差

采用WSC-2型色差計測定。每個果實沿赤道部位均勻選取3個點測量，分別測定亮度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*。

1.2.2.4 果實硬度

采用王霞[19]方法,采用GY-4果實硬度計測定，沿著道部位將瓜切開，間隔等距的6個位置，用直徑1 cm的探頭在對稱部位距果皮1 cm處測量硬度，最后取其平均值。

1.2.2.5 抗壞血酸

采用2,6-二氯酚靛酚法[20]測定(mg·100/g FW)。

1.2.2.6 可溶性固形物含量

采用手持數(shù)顯折糖儀PAL-1測定。隨機選取待測果3個，取果實赤道部位的果肉，榨汁后測定可溶性固形物含量，重復3次，取其平均值。

1.2.2.7 細胞膜透性

參照Saltveit[21]和姚丹[22]等方法，取哈密瓜赤道部位果皮，用內徑為1 cm的打孔器，取15個4 mm厚的果皮小柱體，用去離子水漂洗3次,洗去多余的果膠物質，用濾紙吸去多余水分。放入20 mL燒杯中。

在試管中加入15 mL 0.3 mol/L的甘露醇,測定初始電導(a)，將洗好的果皮小柱體放入含有甘露醇的試管中,搖床上震蕩,30 min后測1次電導(b)。將試管放入沸水中煮15 min,再次測其電導(c)。3次平行，相對電導率計算公式:相對電導率(%)= (b-a)/(c-a)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，Sigma Plot 14作圖，SPSS 20.0 軟件進行差異顯著性分析(ANOVA)。

2 結果與分析

2.1 外源腐胺處理對黃皮甜瓜冷害指數(shù)的影響

研究表明，對照組新密3號果實在貯藏14 d出現(xiàn)輕微的冷害癥狀，貯藏21 d,不同外源腐胺處理的新密3號果實均出現(xiàn)不同程度的果皮褐變等冷害癥狀，不同濃度外源腐胺處理果實冷害出現(xiàn)時間比對照推遲7 d。隨著貯藏時間延長,各處理組冷害癥狀加重,冷害指數(shù)上升。腐胺濃度越大，冷害指數(shù)越低。貯藏35 d后，各處理組冷害癥狀進一步加劇，但2.0 mmol/L 腐胺處理比其它處理組的冷害程度更輕。整個貯藏期內，不同外源腐胺處理的果實冷害指數(shù)顯著低于對照(P<0.05)，2.0 mmol/L 腐胺處理新密3號果實冷害指數(shù)顯著低于1.0和1.5 mmol/L 腐胺處理組(P<0.05)。外源腐胺處理可以延緩新密3號黃皮甜瓜果實冷害的發(fā)生，減輕其冷害癥狀，其中2.0 mmol/L 腐胺處理效果最明顯。圖1

圖1 不同外源腐胺濃度處理下黃皮甜瓜冷害指數(shù)變化Fig.1 Effect of exogenous Put treatment onchilling injury index of yellow melon fruits

2.2 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果實失重率影響

研究表明，貯藏期間新密3號果實采后失重率整體呈上升趨勢，對照組果實失重率較高，不同濃度外源腐胺處理組果實失重率較低，且上升較為緩慢。貯藏14 d時，對照組處理的果實失重率為1.85%，而1.0、1.5和2.0 mmol/L外源腐胺處理組果實的失重率分別為1.7%、1.64%、1.6%，不同濃度外源腐胺處理組果實的失重率顯著低于對照組(P<0.05)。至貯藏結束,對照組果實失重率為5.69%，不同外源腐胺處理組果實失重率分別為5.58%、5.03%，4.59%，比對照組降低了1.99%、11.52%、19.38%，其中2.0 mmol/L 腐胺處理果實失重率顯著低于其它各處理組(P<0.05)。2.0 mmol/L 腐胺處理可有效抑制新密3號黃皮甜瓜果實失重率的增加，降低貯藏過程中的質量損失。圖2

圖2 外源腐胺處理下黃皮甜瓜果實失重率變化Fig.2 Effect of exogenous Put treatment on weight loss of yellow melon fruits

2.3 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果皮色澤的影響

研究表明，新密3號黃皮甜瓜果實在貯藏過程中，L*值呈現(xiàn)不斷下降的趨勢，貯藏初期，L*值68.64，貯藏至49 d時，對照組L*值由貯藏初期68.64降至60.33，下降了12.11%，而1.0、1.5和2.0 mmol/L外源腐胺處理組L*值分別下降了10.08%、9.24%、8.76%，其中1.5和2.0 mmol/L外源腐胺處理組的L*值顯著低于其它2組處理(P<0.05)，這與其果實冷害發(fā)生后表皮不同程度的褐變有關。新密3號黃皮甜瓜果實a*值和b*值均呈先升高后下降的趨勢，且在貯藏21 d時達到峰值。貯藏7～49 d，不同處理組的a*值變化不明顯(P>0.05)，但不同濃度外源腐胺處理組的b*值顯著低于對照組(P<0.05)，外源腐胺處理可維持貯藏期間新密3號黃皮甜瓜果皮的亮度和黃度，2.0 mmol/L外源腐胺處理效果最明顯。表1

2.4 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果實硬度的影響

研究表明，隨著貯藏時間的延長，新密3號黃皮甜瓜果實的硬度逐漸下降。貯藏初期(0 d)，黃皮甜瓜果實的硬度為65.19 N，貯藏7 d后，對照組果實的硬度下降至55.83 N，下降了14.36%，而1.0、1.5和2.0 mmol/L外源腐胺處理組果實的硬度分別為57.41、59.65、63.83 N,與對照組相比，分別降低了11.93%、8.49%、2.09%；至貯藏結束(49 d)，對照組硬度是41.24 N，不同外源腐胺處理組的果實硬度分別下降至42.16、43.813、44.86 N，比對照組相比，分別降低了1.40%、3.95%、5.55%，整個貯藏期內，外源腐胺處理組的黃皮甜瓜果實硬度顯著高于同一時期對照組(P<0.05)，2.0 mmol/L外源腐胺處理也顯著高于同一時期其它處理組(P<0.05)。外源腐胺處理可以明顯維持黃皮甜瓜果實硬度，2.0 mmol/L外源腐胺處理更有利于抑制其硬度下降。圖3

圖3 不同外源腐胺濃度處理下黃皮甜瓜果實硬度變化Fig.3 Effect of exogenous Put treatment on hardness of yellow melon fruits

2.5 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果實抗壞血酸的影響

研究表明，隨著貯藏時間延長，黃皮甜瓜果實抗壞血酸含量逐漸下降。貯藏21 d，對照組的含量為12.85 mg/100g，與貯藏初期相比，下降了45%，腐胺處理組的果實抗壞血酸含量依次為14.86、15.03、15.69 mg/100g，分別下降了36.43%、35.71%、32.86%，2.0 mmol/L外源腐胺處理與其它處理組之間存在顯著性差異(P<0.05)；貯藏35 d，對照組抗壞血酸含量下降至6.51 mg/100g，而腐胺處理組的抗壞血酸含量分別為11.85、12.32和13.35 mg/100g，為對照組的1.82 、1.89、2.05倍，腐胺處理組顯著高于對照組(P<0.05)；貯藏49 d，2.0 mmol/L腐胺處理的果實抗壞血酸含量為6.34 mg/100g，顯著高于其它各處理組(P<0.05)。2.0 mmol/L外源腐胺處理可使新密3號黃皮甜瓜貯藏過程中果實抗壞血酸維持較高的水平。圖4

2.6 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果實可溶性固形物的影響

研究表明，貯藏7 d時，對照組果實的可溶性固形物含量達到最大值13.90%，而不同濃度的外源腐胺處理組貯藏14 d時，可溶性固形物含量達到最大值，分別為13.77%、13.83%、14.23%；貯藏49 d時，對照組果實的可溶性固形物含量為11.63%，外源腐胺處理組果實的可溶性固形物含量依次是12.50%、12.50%、12.87%，貯藏21～49 d，1.0、1.5和2.0 mmol/L外源腐胺處理組果實的可溶性固形物含量均顯著高于對照組(P<0.05)。外源腐胺處理能有效抑制黃皮甜瓜果實可溶性固形物的下降，2.0 mmol/L 腐胺處理的效果最顯著。圖5

圖4 不同外源腐胺濃度處理對黃皮甜瓜果實抗壞血酸變化Fig.4 Effect of exogenous Put treatment on ascorbic acid of yellow melon fruits

圖5 不同外源腐胺濃度處理下黃皮甜瓜果實可溶性固形物變化Fig.5 Effect of exogenous Put treatment on the soluble solid content of yellow melon fruits

2.7 外源腐胺處理對黃皮甜瓜果皮細胞膜透性的影響

研究表明，貯藏28 d前，相對電導率值變化較小，貯藏35 d時，黃皮甜瓜果皮相對電導率由高到低分別是對照組(44.46%)、1.5 mmol/L 腐胺處理組(38.28%)、1 mmol/L 腐胺處理組(37.42%)和2 mmol/L 腐胺處理組(27.94%)，2.0 mmol/L 腐胺處理組果皮相對電導率顯著低于其它處理組(P<0.05)，至貯藏結束時，對照組相對電導率已達68.96%，而不同濃度外源腐胺處理組果皮的相對電導率分別比對照組下降了23.49% 、24.62%和33.05%，2.0 mmol/L外源腐胺處理下降最顯著(P<0.05)。2.0 mmol/L外源腐胺處理能抑制黃皮甜瓜果皮細胞膜透性增大，減輕細胞膜損傷，降低冷害的發(fā)生。圖6

圖6 不同外源腐胺濃度處理下黃皮甜瓜果皮相對電導率變化Fig.6 Effect of exogenous Put treatment on the relative conductivity of yellow melon peel

3 討 論

哈密瓜對低溫較為敏感，易發(fā)生冷害，表現(xiàn)為褐變、凹陷、皺縮失水等冷害癥狀[4,19,23]。試驗研究發(fā)現(xiàn)，新密3號黃皮甜瓜5℃貯藏14 d時出現(xiàn)輕微的冷害癥狀，這一結果與張婷等[17]研究結果基本一致，不同濃度外源腐胺處理可使其冷害發(fā)生時間推遲7 d，且冷害癥狀較輕，該結果與外源腐胺處理減輕杏子[15]、秋葵[24]、西葫蘆[11]等果蔬冷害癥狀研究結果相似。

隨著果實冷害的發(fā)生，可能導致其嚴重失水，致使表面皺縮，這一現(xiàn)象在西周密25號哈密瓜果實發(fā)生冷害時癥狀相一致[25]。研究發(fā)現(xiàn)，新密3號黃皮甜瓜果實貯藏過程中果實失重，但未見其表皮皺縮，表面失水皺縮不是其冷害發(fā)生表現(xiàn)出來的典型癥狀，可能僅為其貯藏過程中的正常質量損失。隨著新密3號黃皮甜瓜果實貯藏過程中冷害的發(fā)生，果皮因冷害癥狀的輕重不一出現(xiàn)顏色不一的褐變程度，使其亮度L*值和黃度b*值在不同處理間表現(xiàn)明顯的差異，相關性分析結果也證實了其與冷害指數(shù)之間的相關性關系。

研究發(fā)現(xiàn)，外源腐胺處理可使其硬度、可溶性固形物和抗壞血酸保持較高的水平，這可能是由于外源腐胺通過滲透調節(jié)來增加其對低溫的耐受能力[26,19]，減輕黃皮甜瓜的冷害，使其保持較好的品質。抗壞血酸作為果實重要的營養(yǎng)物質，能減少果實活性氧累積和危害。外源腐胺處理可能通過誘導活性氧相關的代謝酶，從而使細胞膜系統(tǒng)免受自由基攻擊，維持膜結構穩(wěn)定性及膜系統(tǒng)完整性，從而減輕冷害的發(fā)生[16,27]。相對電導率是一個衡量果實冷害程度的重要指標，研究表明，其與果蔬冷害發(fā)生直接相關。外源腐胺處理能延緩冷害發(fā)生，抑制黃皮甜瓜果皮相對電導率的增加，這與葡萄[28]、荔枝[29]和桃子[30]中的研究結果一致。是否外源腐胺處理濃度大于2.0 mmol/L會產生更明顯的效果，還需進一步驗證。

4 結 論

外源腐胺處理可有效減輕并延緩其冷害的發(fā)生，隨著外源腐胺處理濃度的增大，黃皮甜瓜冷害癥狀越輕，以2.0 mmol/L外源腐胺效果最為明顯，其可有效抑制新密3號黃皮甜瓜果皮相對電導率，使其果實硬度、可溶性固形物含量、抗壞血維持較高的水平，色澤也保持較好。