白友強(qiáng)，趙曉敏，許建，王智弘浩，董子凡，周艷琴，謝季云，杜林笑，馬楠，李丹，李學(xué)文

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052）（2.新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院園林科技學(xué)院，新疆昌吉 831100）

甜瓜是一種富有多種營養(yǎng)物質(zhì)的水果，深受廣大消費(fèi)者的喜愛，同樣也是新疆重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，近年來新疆甜瓜品種不斷增多，種植面積不斷增大，現(xiàn)已有100多萬畝的種植產(chǎn)地，每年產(chǎn)量也有250多萬t。但是新疆甜瓜成熟期比較集中，產(chǎn)地溫度比較高，自身生理代謝較快，達(dá)到成熟后快速衰老，以及鐮刀菌、鏈格孢菌等致病菌的侵染使得甜瓜質(zhì)量下降、腐爛加重，現(xiàn)已影響了甜瓜的正常發(fā)展，阻礙了新疆的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)的提升[1]。李學(xué)文[2]和張翠環(huán)[3]等專家通過了1-MCP、CaCl2等貯藏保鮮方式對甜瓜達(dá)到一定保鮮。

臭氧具有殺菌效果好、沒有污染、無積累殘留、使用方便等優(yōu)點(diǎn)[4,5]。2001年美國FDA將臭氧作為一種食品添加劑可以接觸食品[6]，20世紀(jì)90年代我國就已經(jīng)開始了臭氧在果蔬貯藏保鮮中的研究[7]，現(xiàn)已在醫(yī)療、養(yǎng)殖業(yè)等多方面得到了廣泛的應(yīng)用[8]。李珍通過臭氧低溫處理紅提葡萄發(fā)現(xiàn)可以延緩果實(shí)硬度下降，提升果實(shí)品質(zhì)[9]；在適宜的貯藏環(huán)境下對京白梨定期臭氧處理可以很好的減少其重量的損失[10]；黃韻珠等通過臭氧處理蘋果發(fā)現(xiàn)可以更好地保持蘋果的質(zhì)脆感[11]；

Ogawa等[12]和Smilanick等[13]研究發(fā)現(xiàn)臭氧可以一定程度上抑制真菌孢子的萌發(fā)以及菌絲的生長。但是，在果蔬貯藏方面同樣有很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同的臭氧處理方式以及不同的環(huán)境都會有很大的保鮮差異[14～18]，甚至不合理的處理將會加重果蔬的病害及其腐爛。因此選擇適宜的臭氧處理甜瓜，使其達(dá)到良好的貯藏保鮮效果至關(guān)重要。

實(shí)驗(yàn)中通過適宜的臭氧（濃度 2.14、4.28、6.42 mg/cm3，間隔時間12、24、48 h）處理甜瓜及致病菌，分析對其甜瓜品質(zhì)、抑菌效果的影響，從而得到最優(yōu)的臭氧貯藏保鮮甜瓜的方式，為臭氧更好的應(yīng)用到甜瓜產(chǎn)業(yè)保鮮中提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西州密25號甜瓜，于2017年7月15日采于新疆鄯善瓜果研究所試驗(yàn)田，挑選大小均勻（2.0 kg左右）、無病蟲害、表體無傷痕、無機(jī)械損傷、可溶性固形物13～14%的甜瓜，每箱用發(fā)泡網(wǎng)包裝好4個，并用繃帶封箱運(yùn)送到新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在常溫下除田間熱12 h后轉(zhuǎn)到果蔬專用冷庫（6～8 ℃）進(jìn)行適宜的臭氧處理。

10 g/h臭氧發(fā)生器：JY1000型，徐州金源有限責(zé)任公司；分析天平：PL303型，梅特勒托利多儀器有限公司；數(shù)顯卡尺：瀘工，上海九量五金工具有限公司；電子秤：HY-805型，永康市華鷹衡器有限公司；果實(shí)硬度計(jì)：GY-4型，浙江省建德市梅城電化分析儀器廠；手持測糖儀：WYT-J型，深圳市三利化學(xué)品有限公司；臭氧檢測儀：HT-03,0-5PPM，北京恒泰利達(dá)科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 臭氧消減

在低溫（6～8 ℃，RH80～85%）環(huán)境下每4個50 L自制具有上下兩個通氣口的塑料桶為一組，共三組，每個塑料桶裝 18個甜瓜，處理前用密封蓋封住塑料桶，每組分別充入相應(yīng)臭氧濃度（2.14、4.28、6.42 mg/cm3），每隔5 min測定一次臭氧濃度，得出在35～40 min左右各臭氧濃度消減為0 mg/cm3。

1.2.2 臭氧處理

參照白友強(qiáng)前期實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[19]，9個處理組1個CK，甜瓜每組18個裝于自制100 L塑料桶（具有上下兩個通氣口）。通過適宜臭氧處理（濃度2.14、4.28、6.42 mg/cm3，間隔時間12、24、48 h）甜瓜，通氣口下進(jìn)氣上檢測，每次臭氧發(fā)生器充氣到達(dá)指定濃度密閉處理甜瓜40 min，之后去蓋6～8 ℃，RH80～85%條件下貯藏。測取6次樣品，每次3個平行，分別間隔7 d（前期）、14 d（后期）測取樣品。

表1 不同臭氧處理組合Table 1 Different ozone treatment combinations

1.2.3 甜瓜貯藏期間生理指標(biāo)的測定方法

1.2.3.1 可溶性固形物的測定方法

采用手持糖度計(jì)法測定：每處理取3個瓜，沿赤道切開，在每個赤道面上取4個點(diǎn)測取，最后取平均值，單位：%。

1.2.3.2 硬度的測定方法

采用數(shù)顯硬度計(jì)法測定，每處理取3個瓜，沿赤道切開，在每個赤道面上取距離果皮和果心各1.0 cm處4個點(diǎn)測取，最后取平均值，單位：kg·cm-2。

1.2.3.3 失重率的測定方法

采用稱重比較法進(jìn)行測定，每組稱取15個瓜計(jì)算平均值，采用曹建康等[20]方法計(jì)算，單位：%。

1.2.3.4 致病菌鐮刀菌和鏈格孢的測定方法

參照徐仕翔等[21]進(jìn)行測定，全程在無菌環(huán)境下進(jìn)行，用直徑10 mm的打孔器打取活化好并長了5 d的菌片倒接到培養(yǎng)基上，每隔1 d測取病斑直徑的大小，共測7次，單位：mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2010、DPS7.05和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)顯著性分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同臭氧處理對甜瓜采后TSS含量影響

如圖1可以看出：在貯藏過程中，TSS含量呈不斷下降趨勢，臭氧處理明顯延緩了TSS含量的下降，除 A2B1外，4.28、6.42 mg/cm3處理效果優(yōu)于 2.14 mg/cm3。2.14 mg/cm3處理 TSS 含量：A1B1＞A1B2＞A1B3，隨著處理間隔時間的增大，TSS 含量依次降低；4.28、6.42 mg/cm3處理組：A2B2＞A2B3＞A2B1，A3B2＞A3B1＞A3B3，得到Δt24 h 處理效果最優(yōu)；從圖2可以看出，在貯藏后期第42 d TSS含量依次為：A2B2＞A3B2＞A3B3＞A1B1＞A3B1＞A1B3＞CK＞A1B2＞A2B3＞A2B1，最優(yōu)處理 A2B2TSS 含量僅為9.72%較 CK8.47%高出 1.25%，兩者呈顯著性差異（p＜0.05）。貯藏期間，不同臭氧處理延緩了 TSS含量下降這與畢乃亮等[22]發(fā)現(xiàn)臭氧處理可以延緩巨峰葡萄 TSS 降低，K.m.kute 等[23]通過 0.3×10-6～0.7×10-6臭氧氣體處理草莓減緩了總固形物含量降低的研究結(jié)果一致。

圖1 不同臭氧處理對甜瓜42 d平均可溶性固形物含量的影響Fig.1 Effect of different ozone treatment on the average soluble solids content of melon fruits for 42 d

圖2 不同臭氧處理對甜瓜第42 d可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effect of different ozone treatment on the soluble solids content of melon fruits at 42 d

2.2 不同臭氧處理對甜瓜采后硬度的影響

果實(shí)硬度是影響甜瓜品質(zhì)和口感的最直觀指標(biāo)，與果實(shí)生理代謝過程中組織和成熟度的變化密切相關(guān)，貯藏期間果實(shí)硬度的變化伴隨著甜瓜衰老進(jìn)程[9,24]。

整個貯藏期、第42 d距果心1.0 cm、距果皮1.0 cm的硬度分別為 3、4、5，隨貯藏期的延長，果實(shí)硬度不斷下降，如圖3，各臭氧處理相比CK均延緩了果實(shí)硬度的下降，保持了較好的甜瓜硬度，從而延長貯藏期，最優(yōu)處理A2B2平均硬度僅為1.93 kg/cm2。

如圖4，通過處理組與CK及處理組與處理組比較，在貯藏第42 d果心硬度經(jīng)不同臭氧處理相比CK有著較好效果，且各處理組在相同間隔時間下，隨臭氧濃度的增加，果心硬度也相應(yīng)增加，相同間隔時間，果心硬度與臭氧濃度成正相關(guān)關(guān)系。同時2.14、4.28、6.42 mg/cm3處理都在Δt24 h下甜瓜硬度保持最高值，分別為0.92、1.01、1.11 kg/cm2，較CK分別高出61.4、77.2、94.7%，差異極顯著（p＜0.01），A3B2處理表現(xiàn)最優(yōu)。相同間隔時間下濃度越大果心硬度越高，這與劉清河等[26]用高濃度臭氧處理柿子更好的維持柿子的硬度，王麗等[14]在臭氧處理河套密瓜中高濃度的臭氧要比低濃度的臭氧延緩果實(shí)硬度效果更明顯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。如圖5，第42 d果皮硬度除A3B1，其他與CK之間都呈顯著性差異（p＜0.05）。處理組之間比較發(fā)現(xiàn)：除Δt48 h相同間隔時間，隨臭氧濃度的增大，果皮硬度先上升后下降，4.28 mg/cm3硬度最大；A3B1與 CK果皮硬度只差 0.11 kg/cm2，差異不顯著（p＞0.05）。

圖3 不同臭氧處理對甜瓜42 d平均硬度的影響Fig.3 Effect of different ozone treatment on average hardness of melon fruits for 42 d

圖4 不同臭氧處理對甜瓜果心1.0 cm處第42 d硬度的影響Fig.4 Effect of different ozone treatment on 1cm melon core hardness at 42 d

圖5 不同臭氧處理對甜瓜果皮1.0 cm處第42 d硬度的影響Fig.5 Effect of different ozone treatment on 1cm melon peel hardness at 42 d

2.3 不同臭氧處理對甜瓜采后失重率的影響

如表 2，果實(shí)失重率隨貯藏時間的延長而不斷增大。相同臭氧濃度不同間隔時間相互比較可以得出，貯藏前 28 d，A1B3、A2B2、A3B1、A3B3處理最優(yōu)，A2B2失重率最少，與CK及各處理組之間都呈顯著性差異（p＜0.05），每隔7 d測得A2B2失重率分別為0.88、1.44、2.16、2.94、3.71%，相比CK分別減少0.52、1.27、1.73、2.14、2.69%，差異顯著（p＜0.05）。實(shí)驗(yàn)中不同臭氧處理抑制了失重率的快速增長，使果實(shí)保持了更好的性狀這與Bazarova等[25]通過5～6 mg/m3臭氧處理蘋果可以減少果實(shí)失重的結(jié)果一致。

表2 不同臭氧處理對甜瓜失重率的影響Table 2 Effect of different ozone treatment on the weightlessness of melon fruits

表3 不同臭氧處理對甜瓜致病菌的抑制作用Table 3 Effect of different ozone treatment on the pathogen growth of melon fruits

2.4 不同臭氧處理對甜瓜致病菌的抑制作用

如表 3，適宜的臭氧處理明顯抑制了鐮刀菌和鏈格孢的菌落生長。相同臭氧濃度下隨著間隔時間的增長，2.14、4.28、6.42 mg/cm3下兩種致病菌菌落直徑分別呈下降、先下降后上升、上升的趨勢；相同間隔時間下隨著臭氧濃度的增大鐮刀菌菌落直徑分別呈下降、先下降后上升、上升的趨勢，鏈格孢呈先下降后上升的趨勢；低濃度下兩種菌落直徑均超過 CK，綜合分析發(fā)現(xiàn)，A2B2處理兩種致病菌菌落直徑一直保持最低，平均每天分別增長8.61、5.77 mm，與CK呈極顯著性差異（p＜0.01）且臭氧對鏈格孢的抑菌效果明顯優(yōu)于鐮刀菌。不同臭氧濃度和間隔時間有著不同的抑菌效果，臭氧對病原真菌的強(qiáng)氧化作用破壞了細(xì)胞內(nèi)的脂類物質(zhì)[26]，從而抑制了菌落的生長。

3 討論

3.1 甜瓜硬度是果實(shí)中多聚半乳糖醛酸酶、果膠酶和細(xì)胞壁等相關(guān)物質(zhì)[27,28]共同維持的顯著性品質(zhì)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)中不同臭氧處理甜瓜明顯抑制了果實(shí)硬度下降速度，延長了貯藏期，這與耿勝榮等[29]通過對草莓進(jìn)行臭氧3 min處理，很好的保持了果實(shí)硬度，ALWIN等[30]發(fā)現(xiàn)一定臭氧濃度能保持水果椒硬度，夏靜等[31]臭氧處理冬果梨、李麗萍等[10]臭氧處理京白梨、黃韻珠等[11]0.3×10-6臭氧處理蘋果得到的研究結(jié)果相似。臭氧雖可抑制果實(shí)表皮內(nèi)含物質(zhì)的分解而延緩果實(shí)硬度下降，但間隔時間和臭氧濃度對果皮硬度的影響有不同效果，4.28 mg/cm3濃度下處理值最大，臭氧濃度太低對甜瓜果皮硬度的相關(guān)果膠酶活性抑制效果相對較弱；濃度過高，它的強(qiáng)氧化性會對果實(shí)組織產(chǎn)生一定的傷害，臭氧間斷式處理造成果實(shí)失水以致出現(xiàn)軟化果皮組織[32]。因此，需要根據(jù)不同的果蔬種類、不同的組織結(jié)構(gòu)來確定適宜的臭氧處理?xiàng)l件顯得尤為重要。

3.2 TSS主要是糖類物質(zhì)總和，既是甜瓜感官評價(jià)的重要指標(biāo)，也是消費(fèi)者挑選甜瓜可食性的依據(jù)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，適宜臭氧處理延緩了果實(shí)TSS含量的下降，但是隨處理間隔時間及貯藏時間的延長，臭氧抑制TSS下降的效果減弱，可能因?yàn)殚g隔時間的增大臭氧濃度不足以抑制甜瓜代謝產(chǎn)生的有害氣體，同時隨貯藏時間的延長，甜瓜代謝活動也會隨之增強(qiáng)，消耗更多的TSS來維持自己生命活動的正常進(jìn)行[33]；同時發(fā)現(xiàn)相同濃度下Δt24 h處理最優(yōu)，說明在濃度相同的情況下，間隔時間的大小對甜瓜采后TSS含量也起著關(guān)鍵性影響。

3.3 果實(shí)失重是其生命活動正常進(jìn)行所表現(xiàn)的指標(biāo)之一，研究如何更好的保持果實(shí)的重量是果蔬貯藏方面的基礎(chǔ)。適宜臭氧處理延緩了貯藏期甜瓜失重率的增大，這是因?yàn)槌粞蹩梢哉T導(dǎo)表皮細(xì)胞氣孔關(guān)閉[34]，減少果實(shí)的蒸騰作用以減少水分的散失，同時抑制甜瓜的后熟，減少果實(shí)組織營養(yǎng)物質(zhì)成分的損失來緩解甜果重量的減少[33,35,36]。但貯藏后期，最優(yōu)處理A2B2雖與CK呈顯著性差異，但與其他處理組無顯著優(yōu)勢，可能因?yàn)橘A藏后期，呼吸代謝的增加及臭氧分解產(chǎn)生的氧分壓增大，促使了營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，一定程度上增大了失重率，使貯藏后期處理組之間差異減小[37,38]。

3.4 鐮刀菌和鏈格孢是甜瓜主要的致病菌[39,40]，適宜的臭氧處理起到了很好的抑菌作用，這與李慧[41]和于弘慧[26]發(fā)現(xiàn)臭氧可較強(qiáng)抑制鐮刀菌、抑制真菌病原體一致，與延長甜瓜貯藏期、保持較好的甜瓜品質(zhì)有著密切的關(guān)系；低臭氧濃度分解速度快接觸真菌面積少起不到相應(yīng)的抑菌效果，但是濃度過高，抑菌效果并沒有相應(yīng)的增強(qiáng)，這可能是因?yàn)槌粞鯇挝幻娣e菌落抑菌能力達(dá)到飽和[42,43]，因此需要一個合適的臭氧處理顯得尤為重要。

3.5 綜合分析甜瓜采后品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的動態(tài)變化以及對其抑菌的影響，發(fā)現(xiàn)適宜的臭氧處理可以抑制硬度和TSS含量的下降，有效延緩了失重率的上升，對鐮刀菌和鏈格孢菌落有很強(qiáng)的抑制作用且對鏈格孢抑菌效果強(qiáng)于鐮刀菌；適宜臭氧處理對甜瓜有著至關(guān)重要的影響，需要根據(jù)不同的果蔬來選擇最適的處理方式，且臭氧處理甜瓜28 d前效果最好，到貯藏后期將無顯著性保鮮效果，最后得到最適甜瓜采后低溫臭氧處理為4.28 mg/cm3和間隔時間為24 h，但是對于臭氧40 min減為0 mg/cm3，自身削減和作用甜瓜的量目前還無法確定，需要進(jìn)一步的研究。

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