不同降温方式对薄皮甜瓜贮藏品质的影响

邢世瑶 ，郭佳伟，令狐晓盼 ，彭海海，梁丽雅,2,*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津 300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384）

甜瓜（Cucumis meloL.）又名香瓜，有悠久的种植历史[1]，是夏季消暑清热的理想鲜食果品，以其果肉细腻、清热解暑、食用方便而备受广大消费者的喜爱。它有厚皮甜瓜和薄皮甜瓜之分，果肉与果皮均可食用的为薄皮甜瓜。近几年设施栽培薄皮甜瓜发展迅速，种植规模和产量逐年增加，但薄皮甜瓜果肉多汁软绵，含糖量较高，皮薄易开裂，很容易侵染微生物造成腐烂损失；并且生长周期性及地域性有严格的限制，导致在收获期容易造成商品积压[2-3]，给种植户造成巨大的经济损失。目前在甜瓜的贮藏保鲜研究中，应用1-MCP[4-5]、臭氧处理[6]等方法较多，发现 1-MCP 处理能够保持伯谢克辛甜瓜较高的相关酶活性，处理组丙二醛（MDA）含量低于对照组[7]；适宜浓度的臭氧处理可保持较好的甜瓜品质，且有较强的抑菌效果[8]。另有研究者发现采用NO 熏蒸可降低甜瓜病斑面积及深度，提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性[9]。

缓慢降温是在果蔬预冷（除去田间热）后，从高向低有计划地进行短时多步降温处理，最终降到适宜贮藏温度的技术。该技术可有效防止果蔬冷害、褐变等现象的发生。研究表明，梯度降温处理有利于提高早采鸭梨中SOD、CAT 等活性氧自由基清除酶的活性，抑制MDA 积累和果实褐变[10]；缓慢降温可降低库尔勒香梨的果心褐变率，能够保持较高的硬度，推迟呼吸高峰的出现[11]；1-MCP 结合缓慢降温能较好地保持桃的感官品质、硬度、可溶性固形物含量[12]。应用缓慢降温方式对甜瓜进行贮藏保鲜研究的材料多为厚皮甜瓜[13]，对薄皮甜瓜报道较少。本试验以“日本甜宝”薄皮甜瓜为材料，探究不同降温方式对甜瓜采后低温贮藏下果实衰老、酶活性及香气成分变化的影响，筛选适宜薄皮甜瓜贮藏保鲜的降温方式，为薄皮甜瓜产业的发展提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

“日本甜宝”甜瓜，2018 年7 月29 日采购自天津市西青区辛口镇和顺农庄，采收时果实为八成熟，于当日16 时常温运送到天津农学院食品加工厂的冷库中；选择大小均一、无病虫害的甜瓜进行试验；果实外套有塑料网套以防止磕碰及物理划伤。微孔膜规格为75 cm×70 cm，厚度 0.015～0.02 mm，购自山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所。

三氯乙酸（TCA）、氢氧化钠、二硫苏糖醇（DTT）、均为国产分析纯（AR）；冰醋酸，购于天津市北方天医化学试剂厂；聚乙二醇6000、邻苯二酚、H2O2溶液、无水醋酸钠，购于天津市风船化学试剂科技有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），购于上海蓝季科技发展有限公司；愈创木酚，购于天津市光复精细化研究所；Triton X-100，购于北京鼎国昌盛生物技术有限公司。

1.1.2 仪器与设备

PAL-1 型手持式糖度计，GMK_835N 水果酸度测定仪，TA.XT.Plus 质构仪，WR-10 型色差仪，CA-10 型呼吸测定仪，GC-14C 型气相色谱仪，Aglient 7890A/5975c 型气相色谱质谱联用仪，3K15型医用离心机，T6 型新世纪紫外可见分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

薄皮甜瓜果实采后在14 ℃下预冷24 h；6 ℃为贮藏温度，分为急速降温和缓慢降温两组处理，温度偏差范围1 ℃。急速降温是将果实预冷后直接放入6 ℃冷库中贮藏。缓慢降温是果实经预冷后，每1 d 降2 ℃，最终降到6 ℃，4 d 结束降温，之后恒温贮藏。将大小均一的薄皮甜瓜放入套有微孔膜的塑料筐内，每筐10 个，扎口，每组处理放12 筐，再分3 个平行；其中挑选6 个果实作为固定果，测定呼吸强度及乙烯释放量；挑选9 个果实作为固定果，取果实赤道线对称处做标记，测定色差。每隔4 d 进行一次生理指标的检测，同时将果实去皮取赤道线2 cm 部分果肉切成丁状，经液氮快速冷冻后存放于-80 ℃超低温冰箱中，用于测定酶活性。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 硬度

每组处理随机取9 个果实，在薄皮甜瓜果实赤道线处取对称四点，采用TA.XT.Plus 质构仪，选用P/2探头，测定距果皮7 mm 处的硬度。测定结果求平均值，单位为 kg/cm2。

1.2.2.2 可溶性固形物（SSC）含量

将硬度测试后的果实去皮、去籽、榨汁，用PAL-1型手持式折射仪测定，重复3 次，记录数据，结果取平均值，单位为%。

1.2.2.3 可滴定酸（TA）含量

将硬度测试后的果实去皮、去籽、榨汁、稀释，用GMK_835N 水果酸度测定仪测定，重复3 次，记录数据，结果取平均值，单位为%。

1.2.2.4 呼吸强度

参照肖子寒等[14]的方法并修改。将先前挑选好的6 个果实分为固定3 组，密封后置于6 ℃温度下静置1 h，用1 mL 医用注射器抽取盒内气体。用CA-10 呼吸检测仪测定，重复 3 次，以 CO2计，单位为 mgCO2/(kg·h)。

1.2.2.5 乙烯释放量

参照肖子寒等[14]方法并修改。将先前挑选好的6个果实分为固定3 组，密封后置于6 ℃温度条件下静置1 h，用1 mL 的医用注射器抽取盒内气体。用GC-14C 型气相色谱仪测定，重复3 次，单位为μL/(kg·h)。

1.2.2.6 色差

将先前挑选好的9 个果实分为固定3 组，使用WR-10 型色差仪测定果皮L*、b*值，记录数据，结果取平均值。

1.2.2.7 丙二醛（MDA）含量

参照曹建康等[15]方法，在 450、532、600 nm 处测定吸光度值，单位为mmol/g。

1.2.2.8 过氧化氢酶（CAT）活性

参照曹建康等[15]方法，在240 nm 处测定吸光度值，单位为 △OD240·min-1·g-1。

1.2.2.9 过氧化物酶（POD）活性

参照曹建康等[15]的愈创木酚法测定，在470 nm处测定吸光度值，单位为 △OD470·min-1·g-1。

1.2.2.10 香气成分

参照赵光伟等[16]的方法并修改。将冷冻于-80 ℃的样品解冻后放入榨汁机中打成匀浆，迅速取4.0 g汁液加入到顶空瓶中，添加2.0 g NaCl，放入转子后加盖拧紧。将老化后的萃取头插入顶空瓶中，推出纤维头，与液面保持1 cm 距离。40 ℃条件下1 000 r·min-1萃取40 min。

程序升温：初始温度40 ℃保持1 min，然后以6 ℃/min 升温到 160 ℃，保持 4 min，最后 10 ℃/min 升至 210 ℃，保持 5 min，220 ℃后运行时间 3 min。

1.2.2.11 感官品质评定

参考侯田莹等[17]的方法，并进行修改。评分标准见表1，每个处理随机挑选5 个果实，邀请5 位有一定经验的老师与同学进行评分，结果取平均值。

表1 感官品质评价标准Table 1 Evaluation standards of sensory quality

1.2.2.12 腐烂率

统计总数，检查每一组甜瓜腐烂果并计数，计算公式为：

腐烂率（%）=腐烂果实数/果实总数×100

1.2.3 数据处理

使用Excel 2010 统计分析所有数据，计算标准误差；使用Origin Pro 9 制图。

2 结果与分析

2.1 不同降温方式对甜瓜硬度的影响

硬度是评价其贮藏品质的一项重要指标，不同降温方式对甜瓜硬度的影响见图1。如图1 所示，果实硬度随贮藏时间的延长而降低，贮藏初始果实硬度为1.91 kg/cm2，硬度较高；到贮藏末期，急降和缓降处理分别下降到 0.97 kg/cm2和 1.22 kg/cm2。16 d 后缓降组果实硬度始终高于急降组。说明急降对短期贮藏有较好的效果，缓降在贮藏后期有助于果实保持较好的硬度。

2.2 不同降温方式对甜瓜可溶性固形物含量的影响

如图2 所示，在贮藏期间，可溶性固形物含量呈先下降后上升的趋势，急降果实下降的幅度略大。贮藏12 d 时，急降和缓降的可溶性固形物含量分别下降到了9.95%和10.94%。12 d 后缓降处理的SSC 含量始终高于急降处理，到贮藏末期分别为10.06%和11.00%。由此说明，长期贮藏果实，采取缓降处理能保持果实较高的可溶性固形物含量。

2.3 不同降温方式对甜瓜可滴定酸含量的影响

由图3 可知，随着贮藏时间的延长，甜瓜的可滴定酸含量整体处于下降趋势。贮藏12 d 时，两种降温方式的甜瓜可滴定酸含量下降相差较小；12 d 后缓降处理的下降速率明显变缓，略有上升，而急降的TA含量一直降低，两者相差较大。贮藏28 d 时，果实内部发生了酸败，导致可滴定酸含量上升。

2.4 不同降温方式对甜瓜呼吸强度的影响

如图4 所示，贮藏4 d 时，果实进入低温环境导致两者呼吸强度下降[18]；贮藏12 d 时，急降和缓降果实的呼吸强度从初始 2.05 mg CO2·kg-1·h-1分别下降到 1.30 mg CO2·kg-1·h-1和 1.06 mg CO2·kg-1·h-1。贮藏16 d 时，两种降温方式甜瓜的呼吸强度均低于0 d。贮藏后期果实后熟衰老，导致呼吸代谢增强，呼吸强度呈现上升趋势，急降处理明显高于缓降处理，说明缓降处理对于甜瓜果实长期贮藏有较好的效果。

2.5 不同降温方式对甜瓜乙烯释放量的影响

抑制乙烯释放量是延缓果蔬后熟衰老的措施之一。如图5 所示，果实采收后生命旺盛，内部活性高，乙烯释放量高达 57.90 μL·kg-1·h-1；4 d 时骤然下降，8 d 时急降和缓降处理的果实乙烯释放量分别为14.52 μL·kg-1·h-1和 6.76 μL·kg-1·h-1。整个贮藏过程中，两种降温方式处理的果实变化趋势基本一致，缓降方式处理始终低于急降处理。16 d 时为乙烯高峰，与出现呼吸高峰的时间一致；急降和缓降方式处理的果实乙烯高峰在同一天出现，但缓降比急降方式低12.07 μL·kg-1·h-1，说明缓降方式处理对抑制果实乙烯释放有较好的效果。

2.6 不同降温方式对甜瓜色差的影响

L*值越高说明果皮色泽越亮越好。不同降温方式对甜瓜色差的影响见图6A。贮藏4 d 时急降比缓降处理的果实果皮的亮度高，可能是因为果实预冷后直接进入低温6 ℃冷藏，抑制果实内部变化较强。后期果实果皮亮度升高可能是果实后熟导致。除贮藏4 d 和20 d 外，缓降处理的果实果皮L*值均高于急降组。

b*值越低说明果实表面黄色越淡，感官评分低，影响商品价值。由图6B 可以看出，b*值的变化趋势并没有随L*值有相同的走向，而是整体变化趋势平稳，缓降略有升高，急降略微下降，均不明显，但缓降b*值始终高于急降，可能是果实采收时的b*值达到顶峰；贮藏末期急降b*值升高可能是果实老化严重，过于成熟。

2.7 不同降温方式对甜瓜MDA 含量的影响

膜脂过氧化会使植物细胞壁受损凋亡，它的主要产物之一是丙二醛（MDA），可以通过测丙二醛含量来了解果实的衰老程度。如图7 所示，采收后，甜瓜的MDA 含量为0.25 mmol/g，随后平缓上升，到贮藏12 d时两种处理都保持在较低的水平。贮藏16 d 时，两种处理都有上升趋势，急降处理的果实MDA 含量上升幅度较大，比缓降处理高0.78 mmol/g。贮藏末期，果实呼吸强度高，营养物质消耗快，膜脂过氧化程度高，导致MDA 含量升高，分别为4.83mmol/g 和4.24mmol/g。由此可见，缓降处理对甜瓜果实内部MDA 的积累有抑制作用。

2.8 不同降温方式对甜瓜CAT 活性的影响

过氧化氢酶（CAT）能够催化植物体内过氧化氢，使之减少从而降低细胞组织的损伤。由图8 可以看出，在贮藏期间，CAT 活性均呈下降趋势，由此可见，随着贮藏时间的延长，CAT 酶活性降低，果实衰老现象严重。从贮藏12 d 至贮藏末期，急降处理组果实CAT活性基本保持在最低水平，下降了1.33 △OD240·min-1·g-1，缓降处理一直处于下降趋势，下降了 5.87 △OD240·min-1·g-1。可见在贮藏中期，缓降处理能保持果实较高的CAT 活性。

2.9 不同降温方式对甜瓜POD 活性的影响

过氧化物酶（POD）存在于植物体中，能够催化酚类物质，清除体内自由基，参与植物的生理代谢，抑制果实成熟衰老，是一种重要的氧化还原酶。如图9 所示，果实中POD 活性先下降到最低点，在贮藏中后期上升，这可能是因为POD 发挥清除自由基的作用，抑制甜瓜衰老褐变，后期上升是因为果实受到侵害，增加自身POD 活性以应对外界刺激[19]。缓降比急降处理晚4 d 下降到最低点，并且在贮藏8～16 d 期间缓降处理组果实的POD 活性明显高于急降处理果实，分别高出 1.56 △OD470·min-1·g-1、1.14 △OD470·min-1·g-1和 1.01 △OD470·min-1·g-1，说明缓降处理更有利于抑制甜瓜的果实衰老。

2.10 不同降温方式对甜瓜香气成分的影响

甜瓜所含香气成分中酯类物质占主体，是“日本甜宝”甜瓜主要的香气成分[20-21]。由表2 可以看出，贮藏前期酯类物质高达70.6%，醛类和酚类含量较少，果实香气浓郁。随着贮藏时间的延长，急降处理果实的酯类物质含量不断下降，缓降处理果实的酯类物质呈现先下降后上升的趋势；两种降温方式处理的果实中醇类、酚类物质都呈缓慢上升趋势，醛类物质增加较多。在贮藏末期，缓降处理组果实的酯类物质高于急降处理组果实。

表2 不同降温方式对甜瓜香气成分的影响Table 2 Effect of different cooling methods on aroma component of the melon 单位：%

2.11 不同降温方式对甜瓜感官品质的影响

不同降温方式对甜瓜感官品质的影响见图10。贮藏16 d 和28 d 对比有明显的变化，两者平均分分别下降了3.44 分和0.58 分。急降处理组的变化最明显，香气变弱，有酸败味，果实失去了原有的品质。贮藏16 d 时，两者滋味相差1.80 分，缓降处理保有较好的香气和滋味，口感香甜；到贮藏末期，两种处理平均分相差3.60 分，急降处理果实口感差、瓜蒂部分腐烂，表面有霉斑。

2.12 不同降温方式对甜瓜腐烂率的影响

不同降温方式对甜瓜感官评价的影响见图11。由图11 可见，贮藏20 d 时，两种降温方式处理的甜瓜果实的腐烂率较低，相差较小；24 d 时果实急降腐烂个数上升，缓降果实腐烂率明显低于急降果实。贮藏28 d 时，急降处理腐烂程度较高，达到31.68%，果实表面附有霉菌，瓜蒂有水渍状，无商品价值。贮藏过程中缓降处理的果实腐烂率上升幅度小，整体果实色泽鲜艳，口感较好。

3 结论

甜瓜属于呼吸跃变型果实，较高的呼吸强度及乙烯释放量容易加快果实的后熟衰老。本研究中，急速降温在贮藏前期保持了较高的果实硬度和可溶性固形物含量，缓慢降温对长期贮藏甜瓜有较好的效果，在贮藏中后期，果实质地坚硬，亮度高，色泽鲜艳，在抑制呼吸强度和乙烯释放量方面效果较为明显。与急降处理相比，缓降处理降低了果实的MDA 积累量，保持较好的膜完整性，CAT 与POD 活性在贮藏中期保持较高水平。贮藏末期果实腐烂率低，酯类物质含量较高，感官品质较好，可见缓慢降温更适于甜瓜的贮藏保鲜。