不同降溫方式對薄皮甜瓜貯藏品質的影響

邢世瑤 ，郭佳偉，令狐曉盼 ，彭海海，梁麗雅,2,*

（1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津 300384；2.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384）

甜瓜（Cucumis meloL.）又名香瓜，有悠久的種植歷史[1]，是夏季消暑清熱的理想鮮食果品，以其果肉細膩、清熱解暑、食用方便而備受廣大消費者的喜愛。它有厚皮甜瓜和薄皮甜瓜之分，果肉與果皮均可食用的為薄皮甜瓜。近幾年設施栽培薄皮甜瓜發展迅速，種植規模和產量逐年增加，但薄皮甜瓜果肉多汁軟綿，含糖量較高，皮薄易開裂，很容易侵染微生物造成腐爛損失；并且生長周期性及地域性有嚴格的限制，導致在收獲期容易造成商品積壓[2-3]，給種植戶造成巨大的經濟損失。目前在甜瓜的貯藏保鮮研究中，應用1-MCP[4-5]、臭氧處理[6]等方法較多，發現 1-MCP 處理能夠保持伯謝克辛甜瓜較高的相關酶活性，處理組丙二醛（MDA）含量低于對照組[7]；適宜濃度的臭氧處理可保持較好的甜瓜品質，且有較強的抑菌效果[8]。另有研究者發現采用NO 熏蒸可降低甜瓜病斑面積及深度，提高超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）活性[9]。

緩慢降溫是在果蔬預冷（除去田間熱）后，從高向低有計劃地進行短時多步降溫處理，最終降到適宜貯藏溫度的技術。該技術可有效防止果蔬冷害、褐變等現象的發生。研究表明，梯度降溫處理有利于提高早采鴨梨中SOD、CAT 等活性氧自由基清除酶的活性，抑制MDA 積累和果實褐變[10]；緩慢降溫可降低庫爾勒香梨的果心褐變率，能夠保持較高的硬度，推遲呼吸高峰的出現[11]；1-MCP 結合緩慢降溫能較好地保持桃的感官品質、硬度、可溶性固形物含量[12]。應用緩慢降溫方式對甜瓜進行貯藏保鮮研究的材料多為厚皮甜瓜[13]，對薄皮甜瓜報道較少。本試驗以“日本甜寶”薄皮甜瓜為材料，探究不同降溫方式對甜瓜采后低溫貯藏下果實衰老、酶活性及香氣成分變化的影響，篩選適宜薄皮甜瓜貯藏保鮮的降溫方式，為薄皮甜瓜產業的發展提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

“日本甜寶”甜瓜，2018 年7 月29 日采購自天津市西青區辛口鎮和順農莊，采收時果實為八成熟，于當日16 時常溫運送到天津農學院食品加工廠的冷庫中；選擇大小均一、無病蟲害的甜瓜進行試驗；果實外套有塑料網套以防止磕碰及物理劃傷。微孔膜規格為75 cm×70 cm，厚度 0.015～0.02 mm，購自山西省農業科學院農產品貯藏保鮮研究所。

三氯乙酸（TCA）、氫氧化鈉、二硫蘇糖醇（DTT）、均為國產分析純（AR）；冰醋酸，購于天津市北方天醫化學試劑廠；聚乙二醇6000、鄰苯二酚、H2O2溶液、無水醋酸鈉，購于天津市風船化學試劑科技有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），購于上海藍季科技發展有限公司；愈創木酚，購于天津市光復精細化研究所；Triton X-100，購于北京鼎國昌盛生物技術有限公司。

1.1.2 儀器與設備

PAL-1 型手持式糖度計，GMK_835N 水果酸度測定儀，TA.XT.Plus 質構儀，WR-10 型色差儀，CA-10 型呼吸測定儀，GC-14C 型氣相色譜儀，Aglient 7890A/5975c 型氣相色譜質譜聯用儀，3K15型醫用離心機，T6 型新世紀紫外可見分光光度計。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

薄皮甜瓜果實采后在14 ℃下預冷24 h；6 ℃為貯藏溫度，分為急速降溫和緩慢降溫兩組處理，溫度偏差范圍1 ℃。急速降溫是將果實預冷后直接放入6 ℃冷庫中貯藏。緩慢降溫是果實經預冷后，每1 d 降2 ℃，最終降到6 ℃，4 d 結束降溫，之后恒溫貯藏。將大小均一的薄皮甜瓜放入套有微孔膜的塑料筐內，每筐10 個，扎口，每組處理放12 筐，再分3 個平行；其中挑選6 個果實作為固定果，測定呼吸強度及乙烯釋放量；挑選9 個果實作為固定果，取果實赤道線對稱處做標記，測定色差。每隔4 d 進行一次生理指標的檢測，同時將果實去皮取赤道線2 cm 部分果肉切成丁狀，經液氮快速冷凍后存放于-80 ℃超低溫冰箱中，用于測定酶活性。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 硬度

每組處理隨機取9 個果實，在薄皮甜瓜果實赤道線處取對稱四點，采用TA.XT.Plus 質構儀，選用P/2探頭，測定距果皮7 mm 處的硬度。測定結果求平均值，單位為 kg/cm2。

1.2.2.2 可溶性固形物（SSC）含量

將硬度測試后的果實去皮、去籽、榨汁，用PAL-1型手持式折射儀測定，重復3 次，記錄數據，結果取平均值，單位為%。

1.2.2.3 可滴定酸（TA）含量

將硬度測試后的果實去皮、去籽、榨汁、稀釋，用GMK_835N 水果酸度測定儀測定，重復3 次，記錄數據，結果取平均值，單位為%。

1.2.2.4 呼吸強度

參照肖子寒等[14]的方法并修改。將先前挑選好的6 個果實分為固定3 組，密封后置于6 ℃溫度下靜置1 h，用1 mL 醫用注射器抽取盒內氣體。用CA-10 呼吸檢測儀測定，重復 3 次，以 CO2計，單位為 mgCO2/(kg·h)。

1.2.2.5 乙烯釋放量

參照肖子寒等[14]方法并修改。將先前挑選好的6個果實分為固定3 組，密封后置于6 ℃溫度條件下靜置1 h，用1 mL 的醫用注射器抽取盒內氣體。用GC-14C 型氣相色譜儀測定，重復3 次，單位為μL/(kg·h)。

1.2.2.6 色差

將先前挑選好的9 個果實分為固定3 組，使用WR-10 型色差儀測定果皮L*、b*值，記錄數據，結果取平均值。

1.2.2.7 丙二醛（MDA）含量

參照曹建康等[15]方法，在 450、532、600 nm 處測定吸光度值，單位為mmol/g。

1.2.2.8 過氧化氫酶（CAT）活性

參照曹建康等[15]方法，在240 nm 處測定吸光度值，單位為 △OD240·min-1·g-1。

1.2.2.9 過氧化物酶（POD）活性

參照曹建康等[15]的愈創木酚法測定，在470 nm處測定吸光度值，單位為 △OD470·min-1·g-1。

1.2.2.10 香氣成分

參照趙光偉等[16]的方法并修改。將冷凍于-80 ℃的樣品解凍后放入榨汁機中打成勻漿，迅速取4.0 g汁液加入到頂空瓶中，添加2.0 g NaCl，放入轉子后加蓋擰緊。將老化后的萃取頭插入頂空瓶中，推出纖維頭，與液面保持1 cm 距離。40 ℃條件下1 000 r·min-1萃取40 min。

程序升溫：初始溫度40 ℃保持1 min，然后以6 ℃/min 升溫到 160 ℃，保持 4 min，最后 10 ℃/min 升至 210 ℃，保持 5 min，220 ℃后運行時間 3 min。

1.2.2.11 感官品質評定

參考侯田瑩等[17]的方法，并進行修改。評分標準見表1，每個處理隨機挑選5 個果實，邀請5 位有一定經驗的老師與同學進行評分，結果取平均值。

表1 感官品質評價標準Table 1 Evaluation standards of sensory quality

1.2.2.12 腐爛率

統計總數，檢查每一組甜瓜腐爛果并計數，計算公式為：

腐爛率（%）=腐爛果實數/果實總數×100

1.2.3 數據處理

使用Excel 2010 統計分析所有數據，計算標準誤差；使用Origin Pro 9 制圖。

2 結果與分析

2.1 不同降溫方式對甜瓜硬度的影響

硬度是評價其貯藏品質的一項重要指標，不同降溫方式對甜瓜硬度的影響見圖1。如圖1 所示，果實硬度隨貯藏時間的延長而降低，貯藏初始果實硬度為1.91 kg/cm2，硬度較高；到貯藏末期，急降和緩降處理分別下降到 0.97 kg/cm2和 1.22 kg/cm2。16 d 后緩降組果實硬度始終高于急降組。說明急降對短期貯藏有較好的效果，緩降在貯藏后期有助于果實保持較好的硬度。

2.2 不同降溫方式對甜瓜可溶性固形物含量的影響

如圖2 所示，在貯藏期間，可溶性固形物含量呈先下降后上升的趨勢，急降果實下降的幅度略大。貯藏12 d 時，急降和緩降的可溶性固形物含量分別下降到了9.95%和10.94%。12 d 后緩降處理的SSC 含量始終高于急降處理，到貯藏末期分別為10.06%和11.00%。由此說明，長期貯藏果實，采取緩降處理能保持果實較高的可溶性固形物含量。

2.3 不同降溫方式對甜瓜可滴定酸含量的影響

由圖3 可知，隨著貯藏時間的延長，甜瓜的可滴定酸含量整體處于下降趨勢。貯藏12 d 時，兩種降溫方式的甜瓜可滴定酸含量下降相差較??；12 d 后緩降處理的下降速率明顯變緩，略有上升，而急降的TA含量一直降低，兩者相差較大。貯藏28 d 時，果實內部發生了酸敗，導致可滴定酸含量上升。

2.4 不同降溫方式對甜瓜呼吸強度的影響

如圖4 所示，貯藏4 d 時，果實進入低溫環境導致兩者呼吸強度下降[18]；貯藏12 d 時，急降和緩降果實的呼吸強度從初始 2.05 mg CO2·kg-1·h-1分別下降到 1.30 mg CO2·kg-1·h-1和 1.06 mg CO2·kg-1·h-1。貯藏16 d 時，兩種降溫方式甜瓜的呼吸強度均低于0 d。貯藏后期果實后熟衰老，導致呼吸代謝增強，呼吸強度呈現上升趨勢，急降處理明顯高于緩降處理，說明緩降處理對于甜瓜果實長期貯藏有較好的效果。

2.5 不同降溫方式對甜瓜乙烯釋放量的影響

抑制乙烯釋放量是延緩果蔬后熟衰老的措施之一。如圖5 所示，果實采收后生命旺盛，內部活性高，乙烯釋放量高達 57.90 μL·kg-1·h-1；4 d 時驟然下降，8 d 時急降和緩降處理的果實乙烯釋放量分別為14.52 μL·kg-1·h-1和 6.76 μL·kg-1·h-1。整個貯藏過程中，兩種降溫方式處理的果實變化趨勢基本一致，緩降方式處理始終低于急降處理。16 d 時為乙烯高峰，與出現呼吸高峰的時間一致；急降和緩降方式處理的果實乙烯高峰在同一天出現，但緩降比急降方式低12.07 μL·kg-1·h-1，說明緩降方式處理對抑制果實乙烯釋放有較好的效果。

2.6 不同降溫方式對甜瓜色差的影響

L*值越高說明果皮色澤越亮越好。不同降溫方式對甜瓜色差的影響見圖6A。貯藏4 d 時急降比緩降處理的果實果皮的亮度高，可能是因為果實預冷后直接進入低溫6 ℃冷藏，抑制果實內部變化較強。后期果實果皮亮度升高可能是果實后熟導致。除貯藏4 d 和20 d 外，緩降處理的果實果皮L*值均高于急降組。

b*值越低說明果實表面黃色越淡，感官評分低，影響商品價值。由圖6B 可以看出，b*值的變化趨勢并沒有隨L*值有相同的走向，而是整體變化趨勢平穩，緩降略有升高，急降略微下降，均不明顯，但緩降b*值始終高于急降，可能是果實采收時的b*值達到頂峰；貯藏末期急降b*值升高可能是果實老化嚴重，過于成熟。

2.7 不同降溫方式對甜瓜MDA 含量的影響

膜脂過氧化會使植物細胞壁受損凋亡，它的主要產物之一是丙二醛（MDA），可以通過測丙二醛含量來了解果實的衰老程度。如圖7 所示，采收后，甜瓜的MDA 含量為0.25 mmol/g，隨后平緩上升，到貯藏12 d時兩種處理都保持在較低的水平。貯藏16 d 時，兩種處理都有上升趨勢，急降處理的果實MDA 含量上升幅度較大，比緩降處理高0.78 mmol/g。貯藏末期，果實呼吸強度高，營養物質消耗快，膜脂過氧化程度高，導致MDA 含量升高，分別為4.83mmol/g 和4.24mmol/g。由此可見，緩降處理對甜瓜果實內部MDA 的積累有抑制作用。

2.8 不同降溫方式對甜瓜CAT 活性的影響

過氧化氫酶（CAT）能夠催化植物體內過氧化氫，使之減少從而降低細胞組織的損傷。由圖8 可以看出，在貯藏期間，CAT 活性均呈下降趨勢，由此可見，隨著貯藏時間的延長，CAT 酶活性降低，果實衰老現象嚴重。從貯藏12 d 至貯藏末期，急降處理組果實CAT活性基本保持在最低水平，下降了1.33 △OD240·min-1·g-1，緩降處理一直處于下降趨勢，下降了 5.87 △OD240·min-1·g-1?？梢娫谫A藏中期，緩降處理能保持果實較高的CAT 活性。

2.9 不同降溫方式對甜瓜POD 活性的影響

過氧化物酶（POD）存在于植物體中，能夠催化酚類物質，清除體內自由基，參與植物的生理代謝，抑制果實成熟衰老，是一種重要的氧化還原酶。如圖9 所示，果實中POD 活性先下降到最低點，在貯藏中后期上升，這可能是因為POD 發揮清除自由基的作用，抑制甜瓜衰老褐變，后期上升是因為果實受到侵害，增加自身POD 活性以應對外界刺激[19]。緩降比急降處理晚4 d 下降到最低點，并且在貯藏8～16 d 期間緩降處理組果實的POD 活性明顯高于急降處理果實，分別高出 1.56 △OD470·min-1·g-1、1.14 △OD470·min-1·g-1和 1.01 △OD470·min-1·g-1，說明緩降處理更有利于抑制甜瓜的果實衰老。

2.10 不同降溫方式對甜瓜香氣成分的影響

甜瓜所含香氣成分中酯類物質占主體，是“日本甜寶”甜瓜主要的香氣成分[20-21]。由表2 可以看出，貯藏前期酯類物質高達70.6%，醛類和酚類含量較少，果實香氣濃郁。隨著貯藏時間的延長，急降處理果實的酯類物質含量不斷下降，緩降處理果實的酯類物質呈現先下降后上升的趨勢；兩種降溫方式處理的果實中醇類、酚類物質都呈緩慢上升趨勢，醛類物質增加較多。在貯藏末期，緩降處理組果實的酯類物質高于急降處理組果實。

表2 不同降溫方式對甜瓜香氣成分的影響Table 2 Effect of different cooling methods on aroma component of the melon 單位：%

2.11 不同降溫方式對甜瓜感官品質的影響

不同降溫方式對甜瓜感官品質的影響見圖10。貯藏16 d 和28 d 對比有明顯的變化，兩者平均分分別下降了3.44 分和0.58 分。急降處理組的變化最明顯，香氣變弱，有酸敗味，果實失去了原有的品質。貯藏16 d 時，兩者滋味相差1.80 分，緩降處理保有較好的香氣和滋味，口感香甜；到貯藏末期，兩種處理平均分相差3.60 分，急降處理果實口感差、瓜蒂部分腐爛，表面有霉斑。

2.12 不同降溫方式對甜瓜腐爛率的影響

不同降溫方式對甜瓜感官評價的影響見圖11。由圖11 可見，貯藏20 d 時，兩種降溫方式處理的甜瓜果實的腐爛率較低，相差較??；24 d 時果實急降腐爛個數上升，緩降果實腐爛率明顯低于急降果實。貯藏28 d 時，急降處理腐爛程度較高，達到31.68%，果實表面附有霉菌，瓜蒂有水漬狀，無商品價值。貯藏過程中緩降處理的果實腐爛率上升幅度小，整體果實色澤鮮艷，口感較好。

3 結論

甜瓜屬于呼吸躍變型果實，較高的呼吸強度及乙烯釋放量容易加快果實的后熟衰老。本研究中，急速降溫在貯藏前期保持了較高的果實硬度和可溶性固形物含量，緩慢降溫對長期貯藏甜瓜有較好的效果，在貯藏中后期，果實質地堅硬，亮度高，色澤鮮艷，在抑制呼吸強度和乙烯釋放量方面效果較為明顯。與急降處理相比，緩降處理降低了果實的MDA 積累量，保持較好的膜完整性，CAT 與POD 活性在貯藏中期保持較高水平。貯藏末期果實腐爛率低，酯類物質含量較高，感官品質較好，可見緩慢降溫更適于甜瓜的貯藏保鮮。