气调包装材料对厚皮甜瓜采后呼吸途径的影响

谭 归,孟新涛,车凤斌,李德华,木志杰,张世雄,潘 俨,*(.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 8005; .新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,新疆乌鲁木齐 8009; .北京恒鲜科技有限公司,北京 0; .吐鲁番果业有限公司,新疆吐鲁番 88000)



气调包装材料对厚皮甜瓜采后呼吸途径的影响

谭 归1,孟新涛2,车凤斌2,李德华1,木志杰3,张世雄4,潘 俨2,*
(1.新疆农业大学食品科学与药学学院,新疆乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,新疆乌鲁木齐 830091; 3.北京恒鲜科技有限公司,北京 101121; 4.吐鲁番果业有限公司,新疆吐鲁番 838000)

采用聚乙烯醇(PVOH)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)3种包装材料在同一气调比例下对新疆厚皮甜瓜进行贮藏实验,每10 d使用液相氧电极仪测定不同呼吸途径:糖酵解(EMP)、三羧酸循环(TCA)、戊糖磷酸途径(PPP)、细胞色素系统途径(CP)、交替途径(AP)、总呼吸(Total)的呼吸速率;采后第70 d统计各处理组甜瓜的腐烂率、好果率情况。结果表明:在贮藏温度为(3±1) ℃,相对湿度为75%～85%条件下,甜瓜装入三种包装材料膜内充入O2、CO2浓度分别约为5.59%、1.80%后与CK相比较,采后各处理组总呼吸途径速率均得到有效抑制,其中PP处理组采后各呼吸速率均小于其它三组,EMP路径呼吸速率受环境影响转移到以TCA路径为主。至贮期结束后,PP包装膜处理的甜瓜贮藏品质相对最好,可以有效降低呼吸速率、延缓甜瓜的成熟衰老、防止病害的发生;CK贮藏效果最差。

厚皮甜瓜,采后,呼吸途径,气调处理,品质

甜瓜是新疆主要的经济作物之一,新疆现有甜瓜种植面积规模不断扩大。根据新疆维吾尔自治区统计局数据,截至2014年,全区甜瓜种植面积100多万亩,总产量2.3495×106t[1],已成为新疆农业生产的支柱产业和农民增加收入的重要渠道之一[2]。新疆甜瓜采收集中在夏季,采收后的甜瓜大量涌入市场,短期内对本地市场冲击大,致使采后大部分新疆甜瓜以外销为主,甜瓜的运输方式以公路为主,运输条件简陋;贮藏方式以冷藏为主,而冷贮藏条件设施的不完善导致时常发生病害,很大程度上降低了贮藏甜瓜的食用品味、经济价值和卫生安全性,造成甜瓜很大程度的腐烂败坏[3-5]。因此,控制和利用呼吸作用这个生理过程来延长甜瓜的贮藏期是至关重要的途径之一。

目前对甜瓜保鲜贮藏研究范围也比较的广泛,多集中于采后过程中使用的物理、化学、生物化学等方法防治。其中化学药物尤其是人工合成保鲜剂会产生农药残留、病原物产生抗药性和环境污染等问题,相比较而言,使用物理保鲜方法安全可靠且无残留问题。呼吸作用无论在维持果实生命活动,还是物质合成方面都有着重要的意义,而甜瓜呼吸途径是一个物质消耗过程,所以在贮藏和运输中,尽可能保持果实低而又正常的呼吸代谢,是维持甜瓜品质、延长贮藏期的基本原则和要求[6]。基于上述背景以及结合地域瓜果特色,本实验通过研究相同气体比例不同材料包装的甜瓜,分析气调包装对各呼吸途径的影响与腐烂指数、好果率的关系,以期为新疆厚皮甜瓜的贮藏应用及推广提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甜瓜 于2015年10月4日采自吐鲁番地区鲁克沁镇西州密17号甜瓜(CucumismeloL.)作为实验材料,选择单瓜重1.8～3.0 kg,带果柄、无机械伤、无病虫害的果实,套发泡网装箱,采后5 h内运输到新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所,使用水果检测仪(经折光仪校正)对西州密17号逐一进行筛选,共筛选出可溶性固形物含量为14.0%～17.0%的500个果实作为实验材料,贮藏在温度为(3±1) ℃的冷库中用于实验;包装材料 根据现有常用果蔬保鲜包装膜材料[7-11],参考选定37.5 μm聚乙烯醇无孔包装膜(Polyvinyl alcohol,vinylalcohol polymer,PVOH)，53.0 μm聚对苯二甲酸乙二醇酯包装膜 (Polyethylene terephthalate,PET，为激光打孔,孔距1.0 cm,孔径0.1 μm);78.0 μm聚丙烯无孔包装膜(Polypropylene,PP，包装膜规格:35 cm×45 cm) 北京恒鲜科技有限公司;叠氮钠(NaN3) 上海国药集团化学试剂有限公司;正磷酸(H3PO4)、无水乙醇(C2H5OH) 天津市致远化学试剂有限公司;丙二酸(C3H4O4)、氟化钠(NaF) 上海山蒲化工有限公司;磷酸钾缓冲液(K2HPO4、KH2PO4) 天津市光复科技发展有限公司;水杨基氧肟酸(SHAM) 美国Sigma-Aldrich试剂生产商;连二亚硫酸钠(Na2S2O4)、氯化钾(KCl) 天津市福晨化学试剂厂;所有试剂 均为分析纯。

Checkmate3顶空分析仪 丹麦Dansensor公司;K-BA100R水果检测仪 日本久保寺事业中心制造部;Oxytherm液相氧电极仪 英国汉莎公司;HT-D400型袋式气调包装 浙江瑞安市华腾机械有限公司;KM603型气体混配仪 德国威特气体技术公司;ML204型电子分析天平 上海梅特勒-托利多;5810R型低温高速离心机 德国Eppendoff Centrifuge;HX-502型研磨机 IKA公司。

1.2 实验方法

1.2.1 处理方法 实验共设为4个处理。分别为CK、PVOH、PET、PP。其中CK处理为单瓜套泡沫网袋放入塑料周转筐内,每箱装5个瓜。PVOH、PET、PP处理:单瓜放入各包装袋中,每一种处理包装袋内放入15 cm×30 cm的高强吸水纸(G07)3张,包装机参数设定抽气时间3.0 s,充气时间5.0 s,热封时间1.0 s,袋内气体成分为O2、CO2、N2,由储气罐气体经过混配仪时O2为5.59%±0.2%、CO2浓度为1.80%±0.2%,在使用气调包装机每次包装充气5个果实后，用顶空分析仪检测袋内气体浓度是否符合实验设计要求(O2浓度5.59%±0.2%、CO2浓度1.80%±0.2%)。每组处理125个瓜,用于顶空检测气调处理每组5个,呼吸速率测定每组共18个,其余果实为腐烂率、好果率统计。冷库条件为贮藏温度(3±1) ℃,相对湿度为75%～85%。

1.2.2 测定方法 果实的呼吸速率的测定,参考史青纯方法略有改动[12]。液相氧电极仪测定不同呼吸途径:糖酵解(glycolysis,EMP)、三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCA)、戊糖磷酸途径(pentose phosphate pathway,PPP)、细胞色素系统途径(cytochrome pathway,CP)、交替途径(alternative pathway,AP)、总呼吸途径的呼吸速率。

获取甜瓜赤道部位中心果肉,切取的样品质量为0.4 g,投入液相氧电极反应池(2.5 mL容量)中,使用移液器取2.0 mL磷酸钾缓冲液至反应池中,以避免伤诱导呼吸。待反应曲线稳定并持续到300 s时,停止反应,记取数据。10 d测定一次,测定6次,每次取样为3个果实,每个呼吸途径取样品重复测定3次,取平均值。

1.2.3 氧电极反应试剂及呼吸抑制剂配制 氧电极测定缓冲液:20.0 mmol/L pH7.4磷酸缓冲液1.0 L。A液为1.0 mmol/L K2HPO4,称取87.085 g K2HPO4,加入蒸馏水溶解定容至500 mL。B液为1.0 mmol/L KH2PO4,称取13.609 g KH2PO4,加入蒸馏水溶解定容至100 mL。C液为20.0 mmol/L pH7.4磷酸缓冲液,取A液16.04 mL,再取B液3.96 mL,加入900 mL蒸馏水定容至1.0 L。

电极液(KCl半饱和溶液):使用磁力搅拌器20 ℃下配制KCl饱和溶液100 mL,不断加入KCl,静置至不再有沉淀析出后,取饱和溶液加100 mL蒸馏水稀释为50%至200 mL溶液。

终浓度为10.0 mmol/L NaF:按2.0 mL反应体系计算,加入0.1 mL NaF后反应杯内浓度至10.0 mmol/L,配制NaF溶液浓度为0.2 mol/L。称取0.857 g NaF,用100 mL蒸馏水定容,用于EMP途径呼吸的专一抑制。

终浓度50.0 mmol/L C3H4O4:按2.0 mL反应体系计算,加入0.1 mL丙二酸溶液后反应杯内浓度至50 mmol/L,配制的C3H4O4溶液浓度为1.0 mol/L。称取10.406 g C3H4O4,用蒸馏水定容至100 mL,用于TCA循环呼吸的专一抑制。

终浓度10.0 mmol/L Na3PO4:按2.0 mL反应体系计算,加入0.1 mL正磷酸溶液后反应杯内浓度至10.0 mmol/L,配制的Na3PO4溶液浓度为0.2 mol/L。称取2.45 g Na3PO4,用100 mL蒸馏水定容,用于PPP途径呼吸的专一抑制。

终浓度1.0 mmol/L NaN3:按2.0 mL反应体系计算,加入0.1 mL NaN3溶液后反应杯内浓度至1.0 mmol/L,应配制NaN3溶液浓度20.0 mmol/L。称取0.130 g NaN3,用100 mL蒸馏水定容,用于CP途径呼吸的专一抑制。

终浓度3.0 mmol/L SHAM:按2.0 mL反应体系计算,加入0.1 mL SHAM溶液后反应杯内浓度至3.0 mmol/L,配制的SHAM溶液浓度为60.0 mmol/L。称取0.919 g SHAM,20.0 mL乙醇(80%)溶解后、蒸馏水定容至100 mL,用于AP途径呼吸的专一抑制。

1.2.4 呼吸速率测定 总呼吸速率测定为不加入任何专一性抑制剂,其余各呼吸途径的测定采用以下专一性抑制剂的方法,呼吸速率为样品在液相氧电极的2.0 mL反应体系中计算单位时间测得的溶解氧消耗量。按表1和表2方法使用移液器准确移入总量2.0 mL的反应液、各个呼吸主途径和电子传递链的0.1 mL专一抑制剂。

表1 呼吸主途径的呼吸速率测定Table 1 Measurement of main pathways respiration rate

注:VTotal为总呼吸速率测定;VRest为剩余呼吸测定;VEMP为糖酵解呼吸速率测定;VTCA为三羧酸循环呼吸速率测定;VPPP为戊糖磷酸途径呼吸速率测定;/表示该途径呼吸速率测定不添加此专一抑制剂;表2同。

表2 呼吸电子传递途径的呼吸速率测定Table 2 Measurement of electron transport chains respiration rate

注:VCP为细胞色素系统途径呼吸速率测定;VAP为交替途径呼吸速率测定。

1.2.5 腐烂指数测定 参照毕阳、陈学红方法略有改动[13-14]。按甜瓜腐烂面积大小将甜瓜划分为9级:0级:果实无病斑;1级:直径0.5 cm下的分散零星小病斑不超过20个;2级:直径1.0 cm以下的小病斑在15个以上,或总病斑面积小于3%;3级:最大病斑或病斑连成片直径在1.5～3.0 cm之间不超过3个,病斑总面积不超过5%的果面积;4级:最大病斑直径3.0 cm以上,全果病斑面积5%～10%;5级:10%～20%果面腐烂;6级:20%～40%果面腐烂;7级:40%～60%果面腐烂;8级:全果腐烂。计算腐烂指数公式为:

1.2.6 好果率测定 好果率的计算式:好果率(%)=腐烂指数为1级以下的果实数量/总果实数量×100

1.2.7 O2、CO2浓度变化 用顶空分析仪测定PVOH、PET、PP三组气调处理包装袋内O2及CO2含量的变化,每组处理测定5个果实,每10 d测定一次,共测定6次。

1.3 数据处理

利用Excel 2007、Sigma Plot 12.0进行数据处理,相关性分析利用SPSS 19.0软件。呼吸速率由电极仪配套电脑软件自动计算。

2 结果与分析

2.1 甜瓜在不同包装材料内气体浓度的变化

对三种处理甜瓜袋内气体浓度跟踪检测,从图1、图2中可以看出,果实在入贮时,各包装袋内O2、CO2浓度均约为5.59%、1.80%,PET处理组的O2含量在贮藏内趋于平稳略上升,且远远高于PVOH、PP处理组的O2含量,PET处理组O2含量的最大值出现在贮期结束为6.78%;PP处理组的O2含量在贮藏20 d降到最小为0.61%,贮期结束时PVOH、PP处理组的O2浓度值小于贮期初始值。PP处理组的CO2含量在贮藏20 d内上升至最大浓度值后略有下降,且在20 d后的贮藏期内高于PVOH、PET处理组的CO2含量,最大值为5.91%;贮期结束时,相对于其它两处理组,PET处理组的CO2值最小为2.20%,三组气调处理在贮藏结束时与贮藏初期相比均有上升。

图1 西州密在不同包装材料内O2浓度的变化Fig.1 Changes in the O2 content of melom in different package materials

图2 西州密在不同包装材料内CO2浓度的变化Fig.2 Changes in the CO2 content of melom in different package materials

2.2 不同包装材料对甜瓜EMP呼吸途径的影响

从图3可知,贮期期间CK、PVOH、PET处理组果实的EMP呼吸速率呈先升高后降低的趋势;而PP处理组果实呈先下降后升高再下降的趋势。CK的EMP呼吸峰值出现在贮期为10 d时,其值为3.48 nmol O2·mg-1FW·min-1,在贮期结束时下降至1.56 nmolO2·mg-1FW·min-1。PVOH、PET两组处理的果实在贮期20 d时出现EMP呼吸速率峰值,分别为2.98、3.02 nmolO2·mg-1FW·min-1,这两组气调处理与对照组差异性不显著(p>0.05)。PP处理组在贮期10 d时为2.02 nmol O2·mg-1FW·min-1,呼吸峰值出现在贮期20 d,且低于其余三个处理组。其中PP处理在整个贮期内EMP呼吸速率是最低的,贮期结束时仅为1.07 nmolO2·mg-1FW·min-1，相比CK低31.40%,其呼吸值极显著低于CK(p<0.01)。

图3 不同包装材料对西州密EMP呼吸速率的影响Fig.3 Effects of different package materials on EMP respiration rate of melon

2.3 不同包装材料对甜瓜TCA呼吸途径的影响

由图4可知,贮藏期间CK、PET处理组果实TCA呼吸速率先升高后降低,PVOH、PP处理组果实的TCA呼吸速率呈先下降后升高再下降。在贮藏期0 d时,四组处理的呼吸值均为9.89 nmol O2·mg-1FW·min-1,其中CK在贮期10 d时上升至14.24 nmol O2·mg-1FW·min-1。受气体浓度及材料膜透气率的影响,三组气调处理TCA呼吸速率在贮期内均低于CK,其中PET、PVOH、PP峰值出现在贮期20 d,PP处理组TCA呼吸峰值相比其它两组气调处理最小,约为8.475 nmol O2·mg-1FW·min-1,贮期结束时PP处理组呼吸值最小为0.596 nmol O2·mg-1FW·min-1，相比CK偏低约74.30%,CK与PET处理呈差异不显著(p>0.05),与PP处理呈极显著差异(p<0.01)。而CK在贮期结束时呼吸速率仍高于其他三个处理组为2.307 nmol O2·mg-1FW·min-1,这有可能是因为在糖酵解过程中的产物丙酮酸进入线粒体后,在氧气充足条件下,持续通过一个包括三羧酸和二羧酸的逐步脱羧脱氢,进行了彻底的氧化分解[15],所以在贮藏期内TCA呼吸速率相比其他三组处理仍然偏高。

图4 不同包装材料对西州密TCA呼吸速率的影响Fig.4 Effects of different package materials on TCA respiration rate of melon

2.4 不同包装材料对甜瓜PPP呼吸途径的影响

从图5可知,贮藏期间四组处理果实的PPP呼吸速率均呈先升高后降低的趋势。在贮藏期10 d时,CK出现最高峰值为2.546 nmol O2·mg-1FW·min-1,随后开始逐步下降,至贮期结束时为1.355 nmol O2·mg-1FW·min-1。在整个贮藏期内四个处理组在50 d时均高于初始值,而PP处理呼吸速率最小为0.425 nmol O2·mg-1FW·min-1;PVOH、PET两组处理果实在贮期20 d出现峰值,分别为1.322、1.954 nmol O2·mg-1FW·min-1。其中PET处理组至贮期结束时PPP呼吸速率仍然很高,为1.138 nmol O2·mg-1FW·min-1,与CK呈显著差异(p<0.05)。PET处理组之所以在贮期结束时仍有较高呼吸速率,有可能受气体浓度及材料膜透气率的影响,包装膜内气体浓度维持在一定范围内,PPP途径对葡萄糖直接氧化分解,有较高的能量转换效率[16]。

图5 不同包装材料对西州密PPP呼吸速率的影响Fig.5 Effects of different package materials on PPP respiration rate of melon

2.5 不同包装材料对甜瓜CP呼吸途径的影响

由图6可知,贮藏期间各处理组果实细胞色素系统途径呼吸速率有波动且整体降低。在贮藏初期,四个处理组的CP呼吸速率值约为3.55 nmol O2·mg-1FW·min-1,CK呼吸峰值出现在10 d为4.501 nmol O2·mg-1FW·min-1,其余三组气调处理峰值出现不明显,而PP处理组在整个贮期中处于较低呼吸状态,至贮期50 d四个处理组下降至0.34～1.476 nmol O2·mg-1FW·min-1,PVOH处理组与PET处理组呈显著差异(p<0.05);PP处理组与CK呈极显著差异(p<0.01)。导致这种现象有可能是因为细胞线粒体中电子传递途径会受到内外因素的影响而发生变化,比如外界环境温度低。除CK外,其余三组处理还受到气体浓度及膜材料透气率的影响。

图6 不同包装材料对西州密CP呼吸速率的影响Fig.6 Effects of different package materials on CP respiration rate of melon

2.6 不同包装材料对甜瓜AP呼吸途径的影响

从图7可知,CK、PET处理组果实抗氰呼吸链呼吸速率呈先上升后降低的趋势,而PVOH、PP处理有波动且整体呈降低的趋势。在贮藏期0 d时,四个处理组的值均为1.73 nmol O2·mg-1FW·min-1,在10 d时CK、PET处理出现呼吸峰值分别为2.48、2.05 nmol O2·mg-1FW·min-1,与PP、PVOH处理的呼吸速率差异性极显著(p<0.01)。PP处理在整个贮藏期间呼吸速率较小,至贮期结束时为0.22 nmol O2·mg-1FW·min-1,气调包装处理抑制酶类物质转化运输,降低呼吸速率。贮期结束后三组气调处理与CK的呼吸速率相比偏低约50.24%～78.54%。

图7 不同包装材料对西州密AP呼吸速率的影响Fig.7 Effects of different package materials on AP respiration rate of melon

2.7 不同包装材料对甜瓜总呼吸途径的影响

从图8可以看出,随着贮藏时间的推移,CK与PET处理总呼吸速率变化一致,均先升高后降低;PP与PVOH处理总呼吸速率均呈现先降低后升高再降低的趋势。由于CK没有经过气体浓度的调节，其总呼吸速率明显高于其他三组气调处理,在采后第10 d出现呼吸高峰,值为24.98 nmol O2·mg-1FW·min-1,到贮期结束时呼吸速率仍有6.58 nmol O2·mg-1FW·min-1。PET处理在20 d出现峰值为19.44 nmol O2·mg-1FW·min-1,到贮期结束时逐渐下降为5.98 nmol O2·mg-1FW·min-1。PVOH、PP处理组贮藏期呈先下降后升高再下降的趋势,没有出现明显峰值,在20 d时总呼吸速率分别为16.98、13.76 nmol O2·mg-1FW·min-1,PP处理呼吸速率在贮期结束时与CK相比偏低约60.63%,PP处理与CK差异极显著(p<0.01)。在整个贮期结束后PP处理总呼吸速率最低，仅为2.59 nmol O2·mg-1FW·min-1。

图8 不同包装材料对西州密总呼吸速率的影响Fig.8 Effects of different package materials on total respiration rate of melon

2.8 贮期结束后不同处理组的贮藏甜瓜腐烂指数及好果率

在冷藏20 d后对甜瓜进行腐烂指数和好果率统计。从表3中可以看出,CK的腐烂指数最大,为0.621,好果率仅为0.089;PP组腐烂指数最小为0.235,好果率最大为0.588,这是因为在同一低温贮藏环境下,PP处理组充入约5.59%的氧气和1.80%的二氧化碳浓度在适宜透气率条件下,既能减弱果实呼吸强度延缓果实衰老又能有效抑制病原菌的生长和病斑的扩大,大大降低其腐烂程度。PVOH处理组腐烂指数为0.321,在同样处于同一贮藏环境下,由于PVOH材料膜透气率次之,虽然能抑制病原菌的繁殖生长但不能满足果实最低呼吸强度,在切开果实对其观测时发现有浸渍软腐现象。PET处理组的腐烂指数0.564,明显要高于PVOH和PP处理组,可能是PET膜材料透气率最大,气体交换渗透快,包装袋内气体浓度较高并没有明显抑菌效果,所以没有明显降低果实的腐烂程度。

表3 不同包装处理西州密腐烂指数及好果率Table 3 Decay index and intact fruit rate of different package treatments melon

表4 同一气体浓度不同膜材料与各呼吸途径的相关性分析Table 4 Correlative analysis of different membrane materials and respiratory pathways in the same gas concentration

注:**:在p<0.01水平(双侧)上极显著相关;*:在p<0.05水平(双侧)上显著相关。

甜瓜腐烂的主要原因之一是病原微生物的侵染,导致果实感官变差和品质下降,出现病斑,随及出现果肉软腐坍塌,从而失去食用价值。合理适宜的气调包装处理能有效抑制采后病害的发生,通过直接抑制病原物的生长及其代谢,以及间接维持寄主抗病性的方式来延缓果实的成熟衰老,延长果实可食用期。

2.9 三种膜材料在同一气体比例与各呼吸途径相关性分析

相关性分析是在同一成熟度时三组膜材料在同一气体比例条件下,对整个贮期内各呼吸途径速率的分析。如表4所示,PVOH、PET、PP处理组中O2与PPP呼吸途径的呼吸速率呈极显著负相关(p<0.01),PVOH、PET处理组中CO2与PPP呼吸途径的呼吸速率呈极显著正相关(p<0.01)。在PVOH处理中O2浓度与EMP呼吸途径的呼吸速率呈显著负相关(p<0.05)、CO2与AP呼吸途径的呼吸速率呈极显著负相关(p<0.01);PET处理组中O2浓度与EMP呼吸途径的呼吸速率呈极显著负相关(p<0.01);在PP处理组中CO2浓度与总呼吸的呼吸速率呈显著负相关(p<0.05),与AP呼吸途径的呼吸速率呈极显著负相关(p<0.01)。

3 讨论

本次实验材料西州密17号甜瓜属于呼吸跃变形果实,呼吸跃变与果实的品质和耐贮性有密切的关系,甜瓜伴随着呼吸跃变,果实的颜色、质地、风味、营养物质都在发生变化[17]。甜瓜采后贮藏过程中会受大量的病害侵染,黑斑病是甜瓜贮藏期危害性最大的病害之一,造成果实品质下降[18]。为了抑制甜瓜病害，降低甜瓜腐烂率，延长贮藏期、可食用性,采用气调包装技术能有效降低果实呼吸速率,抑制果实采后侵染性病害的发生。因此,气调包装因其保鲜效果明显和非化学物质处理之特性而被认为是有极大发展和应用价值的水果保鲜技术之一[19]。

此次实验中通过设计5.59% O2和1.80% CO2同一气体浓度和不同包装材料膜结合处理甜瓜,其贮藏温度为(3±1) ℃,库内相对湿度为75%～85%。在图8中,CK总呼吸峰值比其他三组总呼吸高峰出现约提前10 d,PP处理组在20 d时呼吸速率分别比PET、PVOH处理组偏低约29.19%、18.52%,表明气调保鲜包装延缓了果实呼吸高峰的出现,同时抑制呼吸强度[20-21]。图3、图4、图8中显示,甜瓜贮藏期间总呼吸与EMP、TCA的呼吸速率变化趋势基本保持一致,其中TCA占总呼吸速率的比例较大,这有可能是EMP呼吸主路径受气调环境影响,呼吸路径转移到另一主路径TCA途径上的原因所致。图5中PPP途径呼吸速率在贮期有峰值出现,有可能是果实受逆境胁迫、病原菌侵染等原因导致。在冷藏20 d,CK最先出现腐烂症状,主要表现为果实颜色变暗、霉菌、凹陷、皱缩、水渍状等,从表3中显示腐烂指数为0.621;三个材料膜包装处理组都有效抑制黑斑病的发生,PVOH处理组切开果肉部分出现水浸渍现象,PET处理组甜瓜在食用时风味、色泽等感官品质较差,PP处理组果实腐烂指数最小仅为0.235,好果率值最大,这与陈存坤等[22]的研究结果相似。在表4相关性分析中,O2浓度在三组气调包装中均对甜瓜PPP呼吸途径存在负相关,这有可能说明O2浓度越大越能加速PPP途径的前端路径呼吸速率。

但低浓度O2和高浓度CO2共同处理对有些真菌抑制的效果并不明显[23]。在此次实验中有效抑制了链格孢属黑斑病,但对镰刀菌属白霉病控制效果不明显。今后将会进一步探究如何有效利用低温气调贮藏对新疆厚皮甜瓜采后病害的防治。

4 结论

气调包装处理均有降低甜瓜呼吸速率的重要特性,采用PP包装膜处理的甜瓜贮藏品质相对最好,腐烂率和好果率均要优于CK、PVOH和PET处理组。

在气调包装处理条件下,O2浓度对甜瓜PPP呼吸途径有显著影响,TCA途径对贮藏期甜瓜果肉总呼吸贡献最大;5.59% O2和1.80% CO2浓度能有效抑制甜瓜黑斑病病原菌的繁殖生长,相对减少甜瓜贮藏过程中的腐烂损失。因此,选择合适包装膜材料用于包装西州密17号甜瓜,可以有效降低呼吸速率、延缓甜瓜的成熟衰老、防止病害的发生,能更好的保持甜瓜原有色、香、味、质地特性等品质和营养价值,最终有效地延长甜瓜的贮藏期,从而增加经营者的经济收益和为消费者带来经济价值、营养价值。

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Effects of modified atmosphere package materials on respiratory pathway ofCucuminsmeloL.

TAN Gui1,MENG Xin-tao2,CHE Feng-bin2,LI De-hua1,MU Zhi-jie3,ZHANG Shi-xiong4,PAN Yan2,*

(1.Institute of Food science and Pharmaceutical Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China; 2.Institute of Agro-products Storage and Processing,Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830091,China; 3.Beijing Hengxian Science and Technolagy Ltd.,Beijing 101121,China; 4.Turpan Fruit Industry Co.,Ltd.,Turpan 838000,China)

The storage experiments ofCucumismeloL. were carried out under the same air-conditioning ratio used 3 different packaging materials of polyvinyl alcohol(PVOH),polyethylene terephthalate(PET)and polypropylene(PP). Different respiratory pathways were measured by liquid oxygen electrode every 10 days,including the respiration rate of glycolysis(EMP),tricarboxylic acid cycle(TCA),pentose phosphate pathway(PPP),cytochrome pathway(CP),alternative pathway(AP),total respiration(Total). On the 70th day after harvest,the decay rate and fruit rate of each treatment group were analyzed. The results showed that the storage temperature was(3±1) ℃ and the relative humidity was 75%～85%. The concentrations of O2and CO2in the 3 kinds of package materials were about 5.59% and 1.80% and then compared with CK. The total respiratory rate of each treatment group was effectively inhibited. As the respiration rate of PP treatment group was less than that of other three groups,and the respiratory pathway of the EMP was affected by environment and shifted to the TCA. At the end of the storage,PP package treatment of melon storage quality was relatively best,which could effectively reduce the respiratory rate,delay the maturity,prevent the occurrence of disease and senescence. The quality of CK was worst.

CucumismeolL.;postharvest;pathway respiratory;controlled atmosphere treatments;quality

2017-02-07

谭归(1988-),男,在读硕士研究生,研究方向:农产品贮藏保鲜,E-mail:350638459@qq.com。

*通讯作者:潘俨(1979-),男,博士,副研究员,研究方向:果蔬采后生理,E-mail:panyan1590@163.com。

国家星火计划项目(2014GA890002)。

TS206

A

1002-0306(2017)14-0248-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.14.048