紫外结合γ-氨基丁酸对鲜切香瓜品质的影响

李 静，王艳华，黄春霞，任心如，黎晓媚，李 霞,2,

（1.桂林理工大学化学与生物工程学院, 广西桂林 541006；2.广西电磁化学功能物质重点实验室, 广西桂林 541006）

香瓜，又名甜瓜，果肉甜脆可口，且具有宜人香气，其富含糖类、维生素、粗纤维和矿物质等营养成分，具有止渴清燥、消除口臭等功效[1]。香瓜果肉以生食为主，尤以鲜切食用最为常见[2]。鲜切果蔬在去皮、切割等处理中对果实造成的机械损伤使得果实生理生化活动变得更加活跃，同时也增加了微生物污染和繁殖的可能性，果实更容易发生质地软化、褐变、营养物质流失等品质劣变现象，导致其货架期短，不利于鲜切果蔬产业的发展[3−5]。鲜切香瓜作为鲜切果蔬的重要组成部分，同样存在以上问题。目前，有关香瓜采后贮藏方面的研究手段有杀菌剂贮藏保鲜[6]、低温贮藏保鲜[7−8]、气调贮藏保鲜[9−10]、涂膜贮藏保鲜[11]、热处理贮藏保鲜[12]、简易贮藏保鲜[13]等，但是，这些研究还不太成熟，未能在生产中大量使用[14]。果农常用的贮藏方式为窖藏和堆藏，但是这种贮藏方式的货架期短和商品价值低[13]；气调贮藏能降低厚皮甜瓜的呼吸强度和失重率,抑制果肉硬度和可溶性固形物含量的下降,但果实风味较差[10]；用涂膜处理可以减缓水分散失、乙烯释放速率和呼吸强度，不过也会阻塞果实表面气孔,致使果腔内乙醇浓度增大[11]，因此，继续研究有效保持鲜切香瓜贮藏品质的技术手段非常必要。

紫外辐照能够杀灭微生物，从而延长食品的保藏期，作为一种物理保鲜方法，紫外辐照保鲜具有不添加化学试剂、没有残留物等优点，同时可消除食品生产和制作过程中可能出现的交叉污染问题[15−16]。研究发现，果实经过UV-C照射后，能够较好保持其贮藏期品质，延缓其后熟衰老进程，提高其抗病性[17−20]。γ-氨基丁酸（GABA）是一种存在于动、植物和微生物中的非蛋白质四碳氨基酸[21]。目前，GABA作为一种新型食物功能性因子已被核准在食物中利用，并且美国环境保护署（EPA）也已确认这类物质在植物或果实上利用时对环境和人体健康无任何毒副作用[22−23]。关于GABA在果蔬采后品质变化上的应用研究还处于起步阶段。研究表明，GABA处理具有延缓果实采后成熟衰老进程，诱导提高果实的抗病性，降低果实褐变和冷害发生等效应[24−30]。外源GABA能够促进桃、香蕉、西葫芦、樱桃等果实内源GABA的积累，提高抗氧化系统酶活性，降低氧化性的积累和脂质过氧化程度，进而提高果实的抗冷性[24−28]；外源GABA处理还可以调节果实内的苯丙氨酸类代谢途径和活性氧代谢延缓蓝莓的衰老进程[29]；低温驯化结合冰温贮藏有利于荔枝GABA的富集，提高其抗冷性，进而保持其贮藏品质[30]。

本文以香瓜为材料，研究GABA、短波紫外辐照及两种方法相结合对鲜切香瓜贮藏品质的影响，将为鲜切果蔬的贮藏保鲜提供新的思路和方法，具有重要的理论和实践意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

香瓜 广西桂林雁山菜市场购入，挑选大小适宜、成熟度适中、新鲜无损伤的东方蜜香瓜备用；γ-氨基丁酸 食品级，郑州超凡化工有限公司；氢氧化钠、Triton X-100、草酸、乙酸、抗坏血酸、乙酸钠、2,6-二氯靛酚、没食子酸、考马斯亮蓝G-250、牛血清白蛋白、碳酸氢钠、酚酞等试剂 国药集团化学试剂有限公司；所有试剂 均为分析纯。

3-30K型高速冷冻离心机 Sigma公司；TU-1950型紫外分光光度计 北京普析通用仪器有限公司；VIS-7220N型可见分光光度计 北京瑞利分析仪器有限公司；TG-16-WS型离心机 湖南湘仪实验室仪器有限公司；NR60CP型色差仪 深圳市三恩时科技有限公司；DR101型糖度仪 上海力辰邦西仪器科技有限公司；Universal TA质构仪 上海腾拔仪器科技有限公司；LRH-600A-G型培养箱 广东泰宏君科学仪器股份有限公司；ExF24086V超低温冰箱Thermo Revco。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

1.2.1.1 香瓜处理 香瓜经过削皮后切成大小均匀的小块，充分混匀。随机分为八组，进行单因素实验。

1.2.1.2 GABA处理 结合文献[31−32]并适当进行修改，分别采用1%、1.5%、2%的GABA浸泡处理切块后的香瓜10 min，清水处理作对照，晾干后在10 ℃下低温贮藏，贮藏时间为5 d，每d取样一次，测定鲜切香瓜的失重率、L*、硬度、TSS含量。

1.2.1.3 紫外处理 参考文献[33]中实验处理并做相应修改，在输出功率为15 W的条件下，紫外辐照处理5、10、15 min，未处理组作对照，装入保鲜盒低温贮藏，贮藏时间为5 d，每d取样一次，测定鲜切香瓜的失重率、L*、硬度、TSS含量。

1.2.1.4 GABA结合紫外处理 采用单因素实验中确定的最佳GABA浓度、最佳紫外辐照时间，两者结合处理（先用最佳GABA浓度浸泡香瓜，然后用最佳紫外辐照时间照射）作为实验组，未经处理的作为对照，在（10±0.5）℃ 下低温贮藏，贮藏时间为 5 d，每d取样一次，测定失重率、L*、硬度、TSS含量、可滴定酸含量和蛋白质含量。

1.2.2 失重率的测定 采用称重法[34]：

1.2.3L*的测定 采用色差仪测定。用经过校对的NR60CP色差仪对鲜切香瓜表面进行测定，记录L*值的变化，L*代表果皮明亮度，L*值越大，亮度越大，以此来判断果肉的褐变度，每个处理组重复测定15次取平均值[35]。

1.2.4 硬度的测定 利用质构仪进行测定[20]。将鲜切香瓜放置在平台上，选择直径10 cm的压盘探头（P/100）。采用全质构（TPA）分析，测试类型为下压，目标模式形变，目标值10%，测试前速度为1 mm/s，测试速度为1 mm/s，感应力为6 g，每个处理组测定10次取平均值。

1.2.5 可溶性固形物含量的测定 采用手持折光仪测定。每次取5.0 g果实样品，放入研钵中研磨，取其滤液进行测定，每个样品重复3次取平均值[36]。

1.2.6 可滴定酸的测定 利用氢氧化钠滴定法测定可滴定酸[37]。每个样品分别取20 g果肉研磨，用80 mL蒸馏水冲洗研钵，一并转入250 mL锥形瓶中，静置30 min后过滤。吸取20 mL滤液，转入到100 mL锥形瓶中，滴加两滴1%酚酞指示剂，用已标定的0.1 mol/L NaOH滴定，滴定以0.067为折算率，每次实验重复3次。

1.2.7 蛋白质含量的测定 采用考马斯亮蓝G-250法[34]。以牛血清白蛋白为标准蛋白，根据标准曲线方程（y=8.2114x+0.0322，R2=0.9944，其中 y 为吸光值，x为蛋白的质量，单位：μg）计算出样品中可溶性蛋白的含量。

1.3 数据处理

所有实验均重复3 次，采用Excel 2016和SPSS 25.0 软件进行数据处理和相关性分析，实验结果用±s 表示，显著水平为P<0.05，采用Origin 2018作图。

2 结果与分析

2.1 GABA对鲜切香瓜贮藏品质的影响

2.1.1 GABA对鲜切香瓜失重率的影响 新鲜果蔬含水量高达90%以上，但是在采后水果的呼吸代谢和蒸腾代谢会消耗果实中的水分和有机物，导致果蔬重量减轻，降低其经济价值，同时，也会降低果蔬的品质，导致其市场竞争力下降[38]。从图1可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的失重率呈上升趋势。与对照组相比，不同浓度的GABA处理组的失重率均小于对照组。说明GABA在一定程度上可有效减缓香瓜的失重速度。对于不同浓度的GABA处理组，浓度越高的处理组失重率越大，说明高浓度的GABA可能对鲜切香瓜细胞有伤害作用[32]。1% GABA处理的失重率最低，尤其在贮藏后期，失重率显著低于其它处理（P<0.05），在贮藏5 d时失重率为11.93%，比对照组低4.97%。因此，从失重率来看，1% GABA处理的效果较好。

图1 不同浓度GABA对鲜切香瓜失重率的影响Fig.1 Effects of different concentrations of GABA on weightlessness rate of fresh cut muskmelon

2.1.2 GABA对鲜切香瓜L*值的影响 颜色是衡量果实成熟度和贮藏品质的重要指标之一[39]，L*值表示果实表面的色泽明暗度，L*值越大，表示亮度越大，表面越有光泽，品质越好。图2表示了不同浓度的GABA对鲜切香瓜L*的影响。从图2中可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的L*值在贮藏期间整体呈下降的趋势，说明鲜切香瓜随贮藏期时间延长颜色会变暗，在整个贮藏期间，经1% GABA处理的鲜切香瓜的L*值一直处于较高的水平，在贮藏时间为4 d时，对照组的L*值为44.66，与各处理组之间差异显著（P<0.05）。这表明一定浓度的GABA能够较好的保持鲜切香瓜的色泽，由图和分析结果得，1% GABA处理的效果较好。

图2 不同浓度GABA对鲜切香瓜L*的影响Fig.2 Effects of different concentrations of GABA on L* of fresh-cut muskmelon

2.1.3 GABA对鲜切香瓜硬度的影响 在贮藏期间，香瓜果肉中的果胶降解使果实硬度下降，发生衰老软化，造成品质的下降，因此鲜切香瓜中硬度是反映果实质地和贮藏性的重要指标之一[40]。GABA对鲜切香瓜硬度的影响如图3所示，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜在贮藏期间硬度整体呈下降趋势，在开始贮藏当天，鲜切香瓜的硬度为10885.6 g/f，在贮藏时间为2 d时，对照组的硬度为8113.2 g/f，与其他处理组差异性显著（P<0.05），在整个贮藏期间，GABA处理组的硬度要高于对照组，1% GABA处理下降速度缓慢，其硬度显著高于对照及其他处理组（P<0.05）。由此来看，1% GABA处理的效果较好。

图3 不同浓度GABA对鲜切香瓜硬度的影响Fig.3 Effects of different concentrations of GABA on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.1.4 GABA对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响可溶性固形物含量是衡量香瓜成熟度和品质的重要指标之一。图4表示GABA对鲜切香瓜TSS含量的影响。从图4中可以看出，随着贮藏时间的延长，各组鲜切香瓜的可溶性固形物含量处于上升的趋势。TSS含量的升高可能与香瓜的成熟衰老程度加剧有关[4]。在整个贮藏期间，经GABA处理过的TSS含量整体低于对照组，且1% GABA处理的TSS含量处于最低的水平，贮藏2 d后，其TSS含量为8.1%，显著低于其他处理组（P<0.05），这说明1% GABA处理能够延缓鲜切香瓜的成熟衰老进程。因此从TSS含量来看，1% GABA处理的效果较好。因此，确定GABA处理鲜切香瓜的最佳浓度为1%。

图4 不同浓度GABA对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effects of different concentrations of GABA on total soluble solids content of fresh-cut muskmelon

2.2 紫外辐照对鲜切香瓜贮藏品质的影响

2.2.1 紫外辐照对鲜切香瓜失重率的影响 图5表示紫外处理对鲜切香瓜失重率的影响。从图5可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的失重率逐渐增加，其中，用不同时间紫外照射组的失重率低于对照组，说明一定时间的紫外照射可以减缓香瓜的失重，在贮藏5 d时，对照组失重率为19.31%，高于紫外处理组且与处理组的差异显著（P<0.05）。由图可知，在第5 d时，5 min处理的失重率最低，这说明短时间的紫外辐照能在一定程度上保持鲜切香瓜的水分含量，有利于保持其贮藏品质。

图5 不同紫外辐照时间对鲜切香瓜失重率的影响Fig.5 Effects of different UV irradiation time on weightlessness rate of fresh-cut muskmelon

2.2.2 紫外辐照对鲜切香瓜L*值的影响 图6表示紫外处理对鲜切香瓜L*值的影响，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的色泽L*值呈下降趋势，即鲜切香瓜的颜色由亮变暗。由图6可知，经15 min紫外照射的L*值要低于对照组，这说明长时间的紫外照射可能会加快鲜切香瓜的颜色变暗速度[41]，经5 min紫外照射和10 min紫外照射在贮藏期间整体显著高于对照组（P<0.05），这说明一定时间的紫外照射可以减缓鲜切香瓜的色泽变暗，对比之后发现，5 min紫外照射组的L*值更高，能更好地保持鲜切香瓜的色泽。

图6 不同紫外辐照时间对鲜切香瓜L*值的影响Fig.6 Effects of different UV irradiation time on L*of fresh-cut muskmelon

2.2.3 紫外辐照对鲜切香瓜硬度的影响 图7表示紫外处理对鲜切香瓜硬度的影响。由图7可知，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的硬度整体呈现下降的趋势，在四个处理中，经5 min紫外处理的鲜切香瓜的硬度一直维持最高的水平，且其硬度显著高于对照及其他处理组（P<0.05），15 min处理的硬度低于对照组，说明一定剂量的紫外辐照处理可有效地保持鲜切香瓜的质地，抑制鲜切香瓜的后熟软化，但过长时间的紫外辐照会促进其成熟，使其软化[41]，从硬度来看，5 min处理对鲜切香瓜的品质保持效果最好。

图7 不同紫外辐照时间对鲜切香瓜硬度的影响Fig.7 Effects of UV irradiation time on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.2.4 紫外辐照对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响 图8表示紫外处理对鲜切香瓜TSS含量的影响。从图8可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的TSS含量整体呈现上升的趋势，对照组在贮藏时间为5 d时TSS含量达到最大值，为11.23%，高于5 min和10 min紫外处理组，但低于15 min紫外处理组。在整个贮藏期间，15 min紫外照射组的TSS含量一直处于最高的水平，高于对照组，且与其他组相比差异显著（P<0.05），长时间紫外照射，TSS含量的升高可能是由香瓜在贮藏期间的成熟腐烂程度造成的[41]。5 min紫外处理组在贮藏期间处于最低的水平，由此说明短时间的紫外辐照在一定程度上可以延缓TSS的积累。因此从TSS含量来看，紫外处理5 min的效果较好。综合上文，确定紫外处理的最佳时间为5 min。

图8 不同紫外辐照时间对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响Fig.8 Effects of UV irradiation time on soluble solids of fresh-cut muskmelon

2.3 紫外结合GABA对鲜切香瓜贮藏品质的影响

2.3.1 紫外结合GABA对鲜切香瓜失重率的影响图9表示紫外结合GABA对鲜切香瓜失重率的影响。从图9可以看出，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的失重率逐渐升高，对照组在贮藏期间一直处于最高的水平，与各处理组都有显著性的差异（P<0.05），各处理组的失重率低于对照组，说明能减缓鲜切香瓜的失水程度，其中紫外结合GABA处理组的失重率最低，这说明紫外结合GABA能更好地保持香瓜的水分。因此从失重率来看，紫外结合GABA处理的效果最好。

图9 紫外结合GABA对鲜切香瓜失重率的影响Fig.9 Effects of UV combined with GABA on weightlessness rate of fresh-cut muskmelon

2.3.2 紫外结合GABA对鲜切香瓜L*值的影响 图10表示紫外结合GABA对鲜切香瓜L*的影响。由图10可知，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的L*值整体呈下降趋势，各处理组的L*值均高于对照组，在贮藏时间为2 d时，对照组的L*值为53.06，显著低于处理组的L*值（P<0.05）。贮藏期间紫外结合GABA处理的鲜切香瓜的L*值处于最高水平，这说明紫外结合GABA可较好地保持鲜切香瓜的色泽，进而保持鲜切香瓜的贮藏品质。根据L*值来看，紫外结合GABA处理的效果最好。

图10 紫外结合GABA对鲜切香瓜L*的影响Fig.10 Effects of UV combined with GABA on L*of fresh-cut muskmelon

2.3.3 紫外结合GABA对鲜切香瓜硬度的影响图11表示紫外结合GABA对鲜切香瓜硬度的影响。从图11可以看出，随着贮藏时间的延长，各组的硬度整体呈下降趋势，其中在第1 d和第3 d之间，对照组的硬度下降缓慢，与其他处理组无显著差异（P>0.05），但从第4 d开始，对照组硬度降低的速度加快，硬度低于各处理组，且与处理组差异显著（P<0.05）。在整个贮藏期间，结合处理组的硬度高于其他处理组和对照组，在第5 d时，结合组的硬度为4818 g/f，比对照组高 38.19%，这说明紫外结合GABA能较好地减缓鲜切香瓜硬度的下降速度。根据各组的硬度及分析来看，紫外结合GABA处理的效果较好。

图11 紫外结合GABA对鲜切香瓜硬度的影响Fig.11 Effects of UV combined with GABA on the hardness of fresh-cut muskmelon

2.3.4 紫外结合GABA对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响 图12表示紫外结合GABA对鲜切香瓜可溶性固形物的影响。由图12可知，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的TSS含量整体呈上升趋势，在第2 d时，对照组的可溶性固形物含量为6.33%，高于各处理组，但差异性并不显著（P>0.05），从第3 d往后，对照组与各处理组差异明显（P<0.05）。在整个贮藏期间，处理组的TSS含量低于对照组，说明各处理组可以延缓TSS含量的积累，其中，结合组在贮藏期间的TSS含量最低，由此可知紫外结合GABA处理组延缓TSS含量积累的效果更好，能更好地保持鲜切香瓜的品质。

图12 紫外结合GABA对鲜切香瓜可溶性固形物含量的影响Fig.12 Effects of UV combined with GABA on soluble solids content of fresh-cut muskmelon

2.3.5 紫外结合GABA对鲜切香瓜可滴定酸的影响果蔬中的可滴定酸即为苹果酸、柠檬酸、酒石酸等有机酸，可滴定酸含量是评价鲜切香瓜品质的重要指标。图13表示紫外结合GABA对鲜切香瓜可滴定酸的影响。由图13可知，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的可滴定酸含量整体呈下降的趋势，在贮藏当天，可滴定酸含量为0.63 mg/g，在贮藏时间为第3 d时，对照组的可滴定酸含量为0.46 mg/g，与其他处理组差异显著（P<0.05），比结合组的可滴定酸含量低17%，各处理组的可滴定酸含量高于对照组，说明不同处理可以延缓鲜切香瓜在贮藏期可滴定酸含量的下降趋势。在整个贮藏期，紫外结合GABA处理组可滴定酸含量一直处于最高水平，由此可知紫外结合GABA的处理较好。

图13 紫外结合GABA对鲜切香瓜可滴定酸的影响Fig.13 Effects of UV combined with GABA on titratable acid of fresh-cut muskmelon

2.3.6 紫外结合GABA对鲜切香瓜蛋白质含量的影响 可溶性蛋白质是果蔬中酶的重要组成成分，图14表示紫外结合GABA对鲜切香瓜可溶性蛋白质的影响。由图14可知，随着贮藏时间的延长，鲜切香瓜的蛋白质含量整体呈现下降的趋势，但在第5 d各处理组的蛋白质含量有稍微上升的趋势，可能是由于处理过的鲜切香瓜促进了物质的流出，使可溶性蛋白质含量增多[42]。对照组在整个贮藏期间的蛋白质含量逐渐降低，与其他处理组差异显著（P<0.05），在贮藏当天，可溶性蛋白质含量为0.172 mg/g，在贮藏时间为第5 d时，对照组的蛋白质含量为0.095 mg/g，比结合组低27.8%。整个贮藏期间，处理组蛋白质含量高于对照组，其中结合组处理的蛋白质含量一直处于最高水平，因此，紫外结合GABA组处理对鲜切香瓜蛋白质含量保持的效果最好。

图14 紫外结合GABA对鲜切香瓜蛋白质含量的影响Fig.14 Effects of UV combined with GABA on protein content of fresh-cut muskmelon

综合图9~图14分析，紫外结合GABA处理组能降低失重率，保持鲜切香瓜的色泽和硬度，能有效减缓鲜切香瓜TSS含量的增加，减缓可滴定酸含量的下降，保持较高的可溶性蛋白质含量，能更好地保持鲜切香瓜的品质。综合考虑，紫外结合GABA处理组对鲜切香瓜的品质效果保持地更好。

3 结论

不同浓度的GABA和不同紫外照射时间以及适当的两者结合均能减缓鲜切香瓜的失重和可溶性固形物的积累，保持鲜切香瓜的色泽和硬度，并且紫外结合GABA处理组能延缓可滴定酸含量下降，保持较高的可溶性蛋白质的含量。综合考虑鲜切香瓜的各项指标，确定5 min紫外辐照结合1% GABA是最能保持鲜切香瓜品质的处理条件。本研究为GABA处理、紫外照射以及复合保鲜剂对果蔬的保鲜提供依据，具有一定的实际意义。但本研究对鲜切香瓜的调控机理方面还有不足之处，有待进一步研究。