齊紅巖，滕錄華，李 巖，肖亞男

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施園藝省部共建教育部重點實驗室，遼寧省設(shè)施園藝重點實驗室，遼寧 沈陽 110866)

EFF對薄皮甜瓜采后相關(guān)生理因素的影響

齊紅巖，滕錄華，李 巖，肖亞男

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施園藝省部共建教育部重點實驗室，遼寧省設(shè)施園藝重點實驗室，遼寧 沈陽 110866)

研究不同體積分?jǐn)?shù)EFF(促進保鮮配方)(enhanced freshness formulation，EFF)對薄皮甜瓜貯藏過程中部分采后生理因素的影響，為薄皮甜瓜的貯藏保鮮提供參考依據(jù)。以“金亨二號”薄皮甜瓜為試材，分別用1%和2%的EFF溶液浸泡后，以浸泡清水為對照(CK)，測定了甜瓜在10℃貯藏期間果實品質(zhì)和相關(guān)生理指標(biāo)的變化。經(jīng)EFF浸泡之后，減慢了果實貯藏期間質(zhì)量、硬度、水分的降低速率，延緩了可溶性固形物的消耗；EFF處理延遲了乙烯高峰的出現(xiàn)，極顯著地降低了乙烯的峰值(P＜0.01)；顯著提高了過氧化氫酶(catalase，CAT)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的活性(P＜0.05)，極顯著降低了過氧化物酶(peroxidase，POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)的活性(P＜0.01)，延緩了果實的成熟和衰老，延長貯藏期。經(jīng)EFF處理的果實，貯藏前期2%EFF醛類總量顯著高于CK和1% EFF(P＜0.05)；貯藏后期果肉中總芳香物質(zhì)、總酯類、乙酸酯類和草酸酯類含量均顯著升高，而且使芳香物質(zhì)高峰延遲3d出現(xiàn)；減少了香氣成分的缺失，較好地保持了甜瓜果實的品質(zhì)。綜合分析得出，體積分?jǐn)?shù)2% EFF更有利于保持果實品質(zhì)，延緩果實衰老。

薄皮甜瓜；促進保鮮配方；采后生理；果實品質(zhì)

薄皮甜瓜(Cucumis melo var. makuwa Makino)又稱中國甜瓜、東方甜瓜或香瓜等，作為鮮食果品，薄皮甜瓜具有味美香甜，多汁爽口的特點，但是作為典型的呼吸躍變型果實，收獲后很快出現(xiàn)乙烯釋放和呼吸高峰，隨后果肉急速軟化，風(fēng)味降低，品質(zhì)變差，導(dǎo)致甜瓜的最佳食用期和貨架期短，這成為制約甜瓜生產(chǎn)和消費的瓶頸[1]。所以，近年來，甜瓜的采后保鮮問題已得到各方面的廣泛重視。1-MCP作為目前報道最有效的乙烯抑制劑，它可以顯著降低貯藏前期果實的呼吸速率和乙烯產(chǎn)生速率[2-4]。還有研究表明果實采后浸鈣處理能夠降低膜脂過氧化作用，延緩果實相對電導(dǎo)率的上升，維持細(xì)胞壁及膜的完整性[5-6]。Paliyath等[7-8]提出，在果實成熟過程中磷脂酶D(phospholipase D，PLD)啟動了膜的降解，從而加快了果實衰老。己醛是一種自然合成的植物體內(nèi)均含有的六碳醛類，大量研究表明其很好的抑制PLD活性，目前，國外已將己醛運用到水果、蔬菜和花卉的保鮮技術(shù)中[8-11]。Paliyath等將己醛同幾種藥品配制在一起，形成一個保鮮劑配方——促進保鮮配方(enhanced freshness formulation，EFF)，在櫻桃[12]和李子[13]等果實上應(yīng)用后，可以延緩果實衰老，延長保鮮期和提高貯藏質(zhì)量。目前，有關(guān)EFF在薄皮甜瓜上的應(yīng)用及其貯藏效果還未見報道。本研究以薄皮甜瓜果實為材料，以明確膜降解抑制劑 EFF在薄皮甜瓜果實上的貯藏效果并篩選出適宜體積分?jǐn)?shù)，為EFF在薄皮甜瓜采后保鮮方面應(yīng)用提供理論和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

以“金亨2號”薄皮甜瓜為試材，2009年6月于沈陽市沈北新區(qū)甜瓜生產(chǎn)塑料大棚內(nèi)購買，統(tǒng)一挑選田間七成熟(采收時可溶性固形物平均達6.0)、大小均勻、無病蟲害的甜瓜，采摘后立即運回實驗室進行處理。分別用體積分?jǐn)?shù)1%和2%的EFF溶液對果實進行浸泡，EFF的基本成分包括己醛、95%乙醇、吐溫-80、抗壞血酸等。以浸泡清水為對照(CK)，浸泡3min之后風(fēng)干，分別在3個培養(yǎng)箱(溫度10℃，相對濕度85%)中貯藏20d左右(甜瓜出現(xiàn)腐爛時終止)。處理之前進行各項指標(biāo)初始值測定，貯藏期間每3d取樣1次，測定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 試劑及儀器

正己醛(hexanal)、1-辛醇 美國Sigma公司；乙烯(C2H4)標(biāo)樣 北京中西泰安技術(shù)服務(wù)有限公司；其他試劑皆為國產(chǎn)分析純。

精密電子天平 瑞士Startorius公司；果實硬度計(FHM-1) 日本竹村集團；數(shù)字折光儀(DT35) 成都萬辰光學(xué)儀器廠；氣相色譜儀(GC-3800)、紫外分光光度計(Cary 4000) 美國Varian公司；氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC Ultra-ITQ900) 美國Thermo Trace公司。

1.3 方法

1.3.1 質(zhì)量損失率、硬度、水分和可溶性固形物含量

記錄甜瓜初始質(zhì)量，每次取樣隨機取瓜，稱量，計算果實質(zhì)量損失率；利用FHM-1型果實硬度計(底部直徑12mm)進行硬度測定，在果實表皮多處測定，重復(fù)10次取平均值；烘干法測定甜瓜水分含量；取果實赤道部位果肉，切碎，榨取果汁，利用數(shù)字折光儀進行可溶性固形物含量(soluble solids content，SSC)的測定，所有測定均重復(fù)3次，每次重復(fù)2個甜瓜。

1.3.2 乙烯釋放量

參考劉愚等[14]的方法，分別從各果實的赤道部位取果肉，切成lmm小段碎塊，充分混勻后，取樣5g放入特制的小瓶中(小瓶體積經(jīng)精確測量)，密封2h后，抽取200μL氣體，用氣相色譜儀測定乙烯含量，重復(fù)3次。

式中m—凝汽器設(shè)計循環(huán)水量。研究[12]表明300MW機組循環(huán)水溫度每降低1℃，機組熱效率提高0.23%。

分析條件：CP8567色譜柱，F(xiàn)ID檢測器，不分餾進樣。柱溫60℃，進樣口溫度200℃，檢測器溫度250℃。載氣為氮氣，柱流量4mL/min。

1.3.3 相關(guān)酶活性

粗酶液的提?。喝?g果肉，放入預(yù)冷的研缽中，加入4mL提取液(0.1mol/L、pH8.8硼酸鈉緩沖液，內(nèi)含5mmol/L巰基乙醇、1mmol/L EDTA-Na2)，0.2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及少許的石英砂，冰浴研成勻漿，轉(zhuǎn)入離心管后，在4℃、12000×g離心20min，取上清液。

多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性測定：采用比色法測定[15]；過氧化物酶(peroxidase，POD)活性測定：采用愈創(chuàng)木酚法[16]；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性測定：采用SOD對NBT光化還原抑制劑的方法[17]；過氧化氫酶(catalase，CAT)活性測定：在240nm處測定吸光度，以每1min OD值降低0.0436的酶量為1個酶活單位，計算酶比活力/(U/g)。重復(fù)3次。蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250比色法測定。

1.3.4 芳香物質(zhì)成分和含量

采用頂空固相微萃取技術(shù)(headspace solid-phase micro-extraction，HS-SPME)，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography mass spectrometry，GC-MS)進行芳香物質(zhì)的測定分析[18-19]。樣品解凍后吸取10mL放入20mL頂空瓶中，添加3.5g分析純NaCl和內(nèi)標(biāo)1-辛醇(質(zhì)量濃度59.5mg/L)，加蓋并壓好，振蕩使其溶解。將老化好的萃取針插入樣品瓶的頂空部分，推出纖維頭(聚二甲基硅氧烷涂層厚度為100μm PDMS)，與液面保持0.5cm距離，在40℃萃取30min，然后進氣質(zhì)聯(lián)用儀進行定性和定量分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗所得數(shù)據(jù)采用Excel處理、DPS軟件進行單因素方差(One-Way ANOVA)分析、Origin 7.5軟件進行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對薄皮甜瓜果實貯藏期間質(zhì)量損失率、硬度、水分和SSC的影響

圖1 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對甜瓜果實貯藏期間質(zhì)量損失率(a)、硬度(b)、含水量(c)和SSC(d)的影響Fig.1 Effect of EFF concentration on weight loss rate (a), firmness (b), water content (c) and soluble solids content (d) in oriental sweet melons during storage

由圖1可知，在甜瓜果實貯藏期間，果實硬度和水分均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(圖1b、1c)，而果實質(zhì)量損失率則逐漸上升(圖1a)。CK果實硬度和水分含量下降最快，兩個EFF處理的下降緩慢，在貯藏15d后，2% EFF果實硬度極顯著(P＜0.01)高于 CK，水分含量也顯著(P＜0.05)高于CK，而兩個處理間差異不顯著(圖1b、1c)。貯藏過程中果實質(zhì)量損失率上升趨勢為CK＞1% EFF＞2% EFF，至貯藏15d，2% EFF果實質(zhì)量損失率分別顯著低于1% EFF (P＜0.05)和極顯著低于CK(P＜0.01)(圖1a)。

SSC變化的總體趨勢是先升高后降低(圖1d)。CK在貯藏6d后SSC急劇升高，并在第9天達到最高，極顯著高于兩個處理(P＜0.01)，而兩個處理貯藏12d后SSC達到最大值；2% EFF處理在第0～12天 SSC始終低于1% EFF，而第15天，2% EFF處理的SSC高于1% EFF的，而且差異顯著(P＜0.05)。

2.2 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對薄皮甜瓜果實貯藏期間乙烯釋放量的影響

圖2 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對甜瓜果實貯藏期間乙烯釋放量的影響Fig.2 Effect of EFF concentration on ethylene production of oriental sweet melons during storage

由圖2可知，貯藏期間甜瓜果實乙烯釋放量為先升高后降低。CK果實在貯藏后0～9d乙烯釋放量一直高于兩個處理，而且在第9天達到峰值，為51.8nL/(g·h)，極顯著高于EFF的兩個處理(P＜0.01)；2% EFF處理在第12天乙烯釋放才達到最大值，較CK和1% EFF處理延緩了3d出現(xiàn)乙烯高峰。

2.3 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對薄皮甜瓜果實貯藏期間抗氧化酶活性的影響

由圖3a、3b可知，CAT活性變化趨勢總體上為先升高，后降低，然后再升高。對照果實中CAT活性在整個貯藏期始終低于EFF的兩個處理，在貯藏15d后兩處理極顯著高于CK(P＜0.01)，兩處理間差異不顯著。POD活性則剛好相反，活性比較為CK＞1% EFF＞2% EFF，且在貯藏15d后CK活性極顯著高于1% EFF和2% EFF(P＜0.01)。由圖3c可以看出，SOD活性總體上均呈現(xiàn)先降低后升高，然后再降低的趨勢。在第3天和第6天時 2% EFF活性高于CK和1% EFF，而CK和1% EFF差異不顯著；貯藏9d時各處理SOD活性達到最大，但差異不顯著；貯藏至第12天和第15天時2% EFF活性極顯著高于1% EFF和CK(P＜0.01)。PPO活性在貯藏過程中先上升后下降(圖3d)，CK、1%和2% EFF活性分別在第6、9天和第12天達到峰值，而且在整個貯藏過程中2% EFF活性始終低于CK和1% EFF。

圖3 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對甜瓜果實貯藏期間CAT(a)、POD(b)、SOD(c)和PPO(d)活性的影響Fig.3 Effect of EFF concentration on CAT, POD, SOD and PPO activities of oriental sweet melons during storage

2.4 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對薄皮甜瓜果實貯藏期間芳香物質(zhì)成分和含量的影響

圖4 薄皮甜瓜果實貯藏期間各處理總芳香物質(zhì)(a)、酯類(b)、乙酸酯類(c)和草酸酯類(d)含量的比較Fig.4 Comparisons on the contents of total aroma compounds (a), esters (b), acetic (c) and oxalates (d) in EFF-treated oriental sweet melons during storage

對貯藏過程中薄皮甜瓜果肉中芳香物質(zhì)成分進行檢測，總共得到了35種芳香成分，包括22種酯類、9種醇類和4種醛類(表1)。在貯藏過程中，芳香物質(zhì)的總體變化趨勢均為先升高后降低。在果實貯藏前期，芳香物質(zhì)中醇類和醛類為主要成分，如2-乙基-2-烯-1-醇、2-十六烷醇、(E)-6-壬烯醛和己醛等；其中，2% EFF處理由于成分中己醛體積分?jǐn)?shù)較高，所以其果實中在貯藏0～9d己醛含量及4種醛的總量均顯著高于CK和1% EFF處理，直至貯藏12d，兩處理和CK果實中醛含量均降至最低，而且處理間無顯著差異。另外，貯藏0～9d過程中，2% EFF處理果實醇類總量要高于CK和1% EFF，這同樣可能與其中較高的己醛體積分?jǐn)?shù)有關(guān)系。隨著果實逐漸成熟衰老，醇類和醛類含量逐漸減少，酯類含量逐漸增加，22種酯類中以乙酸酯類為主(12種)，其次是草酸酯類(5種)，其他酯類5種。CK果實中芳香物質(zhì)總量在貯藏9d后達到高峰，而1%和2% EFF處理果實在貯藏后12d才達到高峰，兩處理的高峰值均極顯著高于CK(P＜0.01)，2% EFF處理果實的峰值最高，且出現(xiàn)的時間比CK延遲了3d，與乙烯釋放同步。之后，隨著果實開始腐爛，芳香物質(zhì)總量逐漸下降，果實品質(zhì)降低，但2% EFF處理果實中總芳香物質(zhì)含量仍極顯著高于1%處理(P＜0.01)，后者又極顯著高于CK(P＜0.01)(表1，圖4a)。

表1 不同體積分?jǐn)?shù)EFF對甜瓜果實貯藏期間芳香物質(zhì)成分及含量的影響Table 1 Effect of EFF concentration on aroma composition of oriental sweet melons during storage

由圖4a、4b、4c得出，在整個貯藏過程中，總酯類和總乙酸酯類的變化趨勢與總芳香物質(zhì)相同，仍然是CK和EFF處理分別在貯藏后9d和12d達到高峰，而且2% EFF處理從貯藏后6d開始含量始終高于1% EFF和CK。另外，CK果實中總酯類和乙酸酯類從含量最高時(貯藏后9d)到15d時分別減少了67.5%和71.4%，損失了絕大部分；1% EFF從含量最高時(貯藏后12d)到15d時減少了42.2%和48.7%；而2% EFF從含量最高值(貯藏后12d)到15d時僅僅減少了13.8%和20.8%。從表1還可以看出，CK果實到貯藏15d時，原來果實中含量較少的成分如乙酸丙酯、甲硫基乙酸乙酯、2,3-丁二醇二乙酸酯、草酸丙基戊酯和1,2-丙二醇二酯缺失，僅保留了少量的酯類香氣，導(dǎo)致總體風(fēng)味改變；2% EFF處理的果實至貯藏15d時，盡管有部分成分缺失，如乙酸己酯、苯基乙酸乙酯和1,3-丁二醇二乙酸酯，仍保留了絕大部分酯類香氣，這可能跟浸泡液中含有己醛并進而參與酯類的合成有關(guān)；1% EFF酯類香氣的保留程度處于2% EFF和CK之間。由圖4d可知，草酸酯類含量在第9天之前很低，9d時EFF的兩個處理草酸酯類含量迅速升高達到峰值，2% EFF處理極顯著高于1%(P＜0.01)，之后一直保持較高含量，降低緩慢，而CK果實直到貯藏12d才達到最大值，然后迅速降低。

綜上可以看出，EFF處理能較長時間保持甜瓜果實的品質(zhì)，利于甜瓜貯藏，體積分?jǐn)?shù)2%的效果好于1%。

3 討 論

3.1 EFF在薄皮甜瓜上的貯藏效果

前人大量研究表明，許多膜衰老和乙烯抑制劑都具有延緩果實成熟和衰老的作用，果實從成熟到衰老過程中最直接的表現(xiàn)是果實質(zhì)量、含水量和硬度降低[20]。作為一種延緩果實衰老的新型保鮮劑，EFF在采后的薄皮甜瓜上應(yīng)用后，降低了果實硬度的下降速率，與前人在櫻桃[12]、李子等[13]果實中得到的結(jié)果相同；EFF處理還減緩了果實質(zhì)量和含水量的下降速率，延長了果實的貯藏時間。因此，認(rèn)為該保鮮劑可以在薄皮甜瓜上應(yīng)用，并且具有較明顯的效果。但由于實驗是在人工培養(yǎng)箱中進行，貯藏溫度是10℃，在貯藏后期甜瓜表現(xiàn)出一定的冷害癥狀，影響了繼續(xù)貯藏。如能夠在空間較大的貯藏庫中貯藏，效果會更好。

3.2 EFF對保持甜瓜果實品質(zhì)的作用

果實成熟期間，組織體內(nèi)代謝旺盛，可溶性固形物不斷消耗，可溶性固形物含量的變化是甜瓜果實各種貯藏物質(zhì)變化的代表，也是衡量貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)，本研究中EFF降低了SSC減少的速率，有利于果實品質(zhì)的保持。同時，甜瓜貯藏過程中，能否較長時間保持果實的芳香成分也是評價貯藏效果的主要指標(biāo)之一[21]。本研究中，浸泡EFF后，甜瓜果實在貯藏前期，醛類和醇類含量高于CK，這主要是由于EFF溶液中己醛的作用，而且，己醛是酯類合成的重要前體，因此，能夠在貯藏過程中參與酯類的合成，較長時間保持芳香成分含量較高，特別是乙酸酯類和草酸酯類均顯著高于對照，這體現(xiàn)出了EFF不但能保持甜瓜果實的品質(zhì)，而且，還增加了甜瓜果實的風(fēng)味，體積分?jǐn)?shù)2%的EFF效果要優(yōu)于1%的，這與Sharma等[12]在櫻桃上的研究結(jié)果相似。這是1-MCP所不具備的優(yōu)點，1-MCP作為一種普遍應(yīng)用的保鮮劑，在桃[22]、厚皮甜瓜[23]、木瓜[24]等應(yīng)用后均不同程度地降低了貯藏果實中芳香物質(zhì)的產(chǎn)量，影響了果實的品質(zhì)。因此，在消費者越來越重視風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì)的現(xiàn)在和將來，EFF作為一種新型保鮮劑，在果實采后保鮮中將有廣闊的市場前景。

3.3 EFF對果實采后保鮮的生理機制

果實衰老過程中SOD、POD、CAT 活性上升或下降的時期及幅度可作為果實耐貯性的指標(biāo)，本實驗中，EFF提高了甜瓜果實中SOD和CAT的活性，提高了活性氧的清除能力，延遲了POD和PPO活性高峰的出現(xiàn)，并延遲了乙烯的釋放高峰出現(xiàn)，延緩了果實的衰老進程，這與Sharma等[12]在櫻桃上的研究結(jié)果類似。

EFF作為一種復(fù)合保鮮劑，含有己醛、乙醇和抗壞血酸等成分，己醛起主要作用，其延緩果實成熟和衰老的主要機制是通過抑制PLD活性來實現(xiàn)[11]，這是一項創(chuàng)新的技術(shù)，在蘋果上施用己醛后降低了微生物的生長并延長了貨架期[25]，在李子上應(yīng)用后降低了PLD基因的表達，同時降低了PR10蛋白的表達[13]。其他組分也對果實的貯藏和品質(zhì)保持起著重要的作用。前人研究證明，乙醇可以抑制乙烯的產(chǎn)量并抑制果實的成熟衰老及延長貨架期[26]。作為芳香物質(zhì)合成的前體，乙醇能促進果實中內(nèi)酯類物質(zhì)的生成，較好地保持果實的風(fēng)味[27]。抗壞血酸是一種普遍存在于植物組織中的高豐度小分子抗氧化物質(zhì)，具有直接清除植物體內(nèi)單線態(tài)氧、超氧陰離子自由基及羥自由基等活性氧的功能?？箟难徇€可以降低蘋果果實的褐變指數(shù)和丙二醛的含量[28]。因此，乙醇、抗壞血酸和己醛等在EFF中協(xié)同作用，延長了甜瓜果實的貨架期并保持了果實的品質(zhì)。

本研究只是初步研究了EFF在薄皮甜瓜上的貯藏效果及體積分?jǐn)?shù)的篩選，其深入的作用機制有待于進一步研究。

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Effect of Enhanced Freshness Formulation on Postharvest Physiological Properties of Oriental Sweet Melons (Cucumis melo var. makuwa Makino) during Storage

QI Hong-yan，TENG Lu-hua，LI Yan，XIAO Ya-nan
(Key Laboratory of Protected Horticulture of Liaoning Province, Key Laboratory of Protected Horticulture, Ministry of Education, College of Horticulture, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

Oriental sweet melons Jinheng No. 2 were immersed in enhanced freshness formulation (1% or 2% EFF solution) or plain water (as control) for 3 min before storage in incubators for 20 d at 10 ℃ and a relative humidity of 85%. Postharvest physiological properties of oriental sweet melons were determined at 7-day intervals during storage. EFF treatment alleviated the decrease of weight, firmness, water content and soluble solid, delayed the appearance of the ethylene peak and extremely significantly reduced the ethylene peak height (P ＜0.01). Meanwhile, EFF treatment significantly promoted the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) (P ＜ 0.05), and extremely significantly inhibited the activities of polyphenol oxidase (PPO) and peroxide (POD) (P ＜0.01). Therefore, EFF treatment delayed the maturation and the following senescence of sweet melons, and thus prolonged their storage life. During the early part of the storage period, 2% EFF treated sweet melons had significantly higher aldehydes content than those in the control group and 1% EFF treated sweet melons (P ＜0.05). During the later part, 2% EFF treated sweet melons revealed a significantly increase in the contents of total aroma compounds, esters, acetic and oxalates, and the appearance of the aroma peak was delayed for 3 days, thus reducing the loss of aroma compounds and maintaining the quality of sweet melons. Collectively, these results indicate that 2% EFF treatment is more beneficial to delay the senescence of oriental sweet melons and maintain their quality.

oriental sweet melon；enhanced freshness formulation；postharvest physiology；fruit quality

S652.2

A

1002-6630(2011)14-0311-07

2010-10-10

國家自然科學(xué)基金項目(30972000)；遼寧省教育廳創(chuàng)新團隊項目(2007T160)；沈陽市科技計劃項目(1091179-1-02)

齊紅巖(1971—)，女，教授，博士，研究方向為設(shè)施園藝與蔬菜生理。E-mail：hyqiaaa@126.com