田玉肖,蔡 鵬,唐月明,羅芳耀,房 超,高 佳,3,*
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,四川 成都 610066;2.四川省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所,四川 成都 610066;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南地區(qū)園藝作物生物學及種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室,四川 成都 610066)
甜瓜(Cucumis melo.L)為葫蘆科(Cucurbitaceae)甜瓜屬(Cucumis)一年生蔓生植物,在世界各地均有種植,我國是甜瓜的生產(chǎn)大國[1-2],至今已有2 000多年的甜瓜栽培歷史。網(wǎng)紋甜瓜(Cucumis melovar.reticulatusNaud)為甜瓜的一個變種[3],其營養(yǎng)豐富、甘甜多汁、氣味芬芳、風味獨特,作為夏季解渴消暑之佳品,深受消費者喜愛。此外,甜瓜還具有一定的藥用價值,其果肉對治療暑熱、發(fā)燒、小便不利、口鼻生瘡等均有一定效果[4]。
甜瓜水分含量和含糖量高,夏秋季高溫采收后易腐爛,貨架期短,采后損失大[5],因此延長甜瓜的采后貯藏保鮮期成為亟待解決的產(chǎn)業(yè)問題。果蔬采后保鮮方法有很多,如氣調(diào)貯藏、使用保鮮劑等,但生產(chǎn)中最經(jīng)濟有效安全的保鮮方法仍是低溫冷藏[6]。低溫貯藏操作簡單,且可以有效抑制細菌繁殖,降低果蔬的呼吸速率[7],保持良好的外觀[8],延長貯藏期。甜瓜按照果皮厚度可以分為薄皮甜瓜和厚皮甜瓜兩大類[9],兩種類型的甜瓜適宜貯藏的溫度差異較大,且不同品種間差異明顯。貯藏溫度過高不能有效抑制細菌的繁殖,溫度過低則容易造成冷害,破壞細胞膜結(jié)構(gòu),達不到延長貯藏期的效果。邵青旭[10]認為,薄皮甜瓜“紅到邊”于10℃貯藏可以較好地保持原有色澤;王文生等[11]認為厚皮甜瓜“新蜜11號(86-1)”的最佳貯藏溫度為4~6℃;劉芳等[12]則認為“天露”、“黃河蜜”和“玉金香”3種厚皮甜瓜較適宜的貯藏溫度是7~8℃。可見,大部分甜瓜的最佳貯藏溫度在4~10℃,溫度跨度較大,且品種類型、生態(tài)條件、采收成熟度等因素都會造成甜瓜采后的適宜貯藏溫度存在較大差異?!按鄞嘤瘛笔撬拇ㄊ∞r(nóng)業(yè)科學院園藝研究所育成的適合我國南北保護地栽培的綜合抗性好、坐果能力強、果實耐裂性好的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)甜瓜新品種,果實呈橢圓形,果皮深綠色,覆灰白色密網(wǎng)紋。本試驗以成都平原本地設施栽培的厚皮網(wǎng)紋甜瓜“川蜜脆玉”為試材,研究其在不同溫度(5℃、8℃、12℃和室溫)下貯藏28 d的品質(zhì)動態(tài)變化,以期明確該品種甜瓜的貯藏特性,為該甜瓜品種的采后貯藏保鮮提供科學依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
試驗材料為厚皮甜瓜“川蜜脆玉”。2020年2月22日播種,采用50孔穴盤育苗。3月20日,當甜瓜苗長至3~4片真葉時定植于四川省資陽市簡陽市養(yǎng)馬鎮(zhèn)田家壩村甜瓜種植基地,廂寬1.2 m,溝寬30 cm,每廂種2行,小行距0.5 m,大行距1 m。采用立架栽培,單蔓整枝,每蔓留1個瓜。7月3日瓜長至9成熟采收。采收后2 h內(nèi)迅速運回實驗室,在12℃冷庫中預冷12 h備用。
三氯乙酸,硫代巴比妥酸,氫氧化鈉,3,5-二硝基水楊酸,酒石酸鉀鈉,苯酚,無水硫酸鈉,酚酞,葡萄糖,均為國產(chǎn)分析純。
1.1.2 儀器與設備
JA31002型電子天平,上海精天電子儀器有限公司;CR-400型色差儀,日本Konica Minolta公司;PAL-1型手持式糖度計,日本ATAGO公司;TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀,英國SMS公司;Synergy HTX型酶標儀,美國Bio Tek公司;CheckMateⅡ型氧氣/二氧化碳氣體分析儀,丹麥Dansensor公司。
1.2.1 樣品處理
從預冷庫中選取大小均勻、無機械損傷、無明顯病蟲害的甜瓜,裝入塑料筐,分別放入4℃、8℃、12℃(±0.5℃)冷庫中,以室溫貯藏作為對照,并分別監(jiān)測各貯藏環(huán)境的實際溫濕度,平均結(jié)果如下:5℃(RH 63%),8℃(RH 77%),12℃(RH 77%),27℃(RH 88%)。分別在0(貯藏當天)、3、7、14、21、28 d進行觀察和取樣,測定鮮樣指標,之后橫切取腰部約3 cm寬瓜肉,去皮后液氮粉碎,放置于-80℃超低溫冰箱中備用。每處理每次測定取樣10個瓜,鮮樣指標測定10個樣本,凍樣指標隨機挑選3個瓜混合凍樣,每組凍樣指標進行3次重復試驗。
1.2.2 測定項目與方法
1.2.2.1 腐爛率和腐爛指數(shù)
腐爛率計算公式為:
腐爛指數(shù)參考陳存坤[13]的方法。每次取樣時,每個處理均隨機挑選10個瓜進行腐爛評級,評級標準如表1所示,按腐爛面積大小共劃分為9級,最高為8級。
表1 腐爛指數(shù)等級標準Table 1 The standard of decay grading on muskmelon
腐爛指數(shù)計算公式為:
1.2.2.2 呼吸速率
使用氧氣/二氧化碳氣體分析儀測定,初值測定溫度為預冷溫度12℃,后續(xù)在各處理對應貯藏溫度下測定。
1.2.2.3 失重率
采用稱重法測定,計算公式為:
1.2.2.4 丙二醛含量
參考趙世杰等[14]的方法進行測定。
1.2.2.5 色差
使用色差儀測定網(wǎng)紋甜瓜腰部果肉CIE色差值,每個瓜測定2個點,每次取樣每個處理測定10個瓜,結(jié)果取平均值。
1.2.2.6 果肉硬度
切取甜瓜腰部果肉,采用P/2探頭從內(nèi)部向外進行穿刺,測定甜瓜果肉硬度,測定速度為1 mm/s,穿刺位移為25 mm,果肉硬度結(jié)果取5~20 mm位移平均值,每個處理測定10個瓜,每個瓜測定兩個點,結(jié)果取平均值。
1.2.2.7 可溶性固形物、還原糖和可滴定酸含量
可溶性固形物含量:使用手持式糖度計測定;還原糖含量:采用3,5-二硝基水楊酸法進行測定;可滴定酸含量:采用氫氧化鈉溶液滴定法測定。
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
使用Excel 2018軟件處理試驗數(shù)據(jù),試驗結(jié)果均以平均值±標準差(±s)表示。使用SigmaPlot 12.5進行繪圖。使用SPSS 20.0進行顯著性分析,顯著水平為P<0.05。
甜瓜的腐爛率直接影響其商品價值。由圖1、2可見,各處理甜瓜腐爛率和腐爛指數(shù)的變化趨勢基本一致,除5℃處理外,各組腐爛率與腐爛指數(shù)均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢。且貯藏溫度越高,其腐爛越嚴重,低溫貯藏甜瓜的腐爛率整體明顯低于室溫貯藏。研究表明,低溫貯藏可以有效降低果蔬的腐爛速率[15]。本試驗中,室溫下腐爛發(fā)生最早,貯藏7 d腐爛率達到30%,14 d時腐爛率達到90%。而低溫貯藏處理組在7 d時均無腐爛霉斑發(fā)生。12℃下貯藏14 d甜瓜腐爛率為10%。8℃下貯藏21 d的甜瓜腐爛率為60%。5℃下貯藏的甜瓜外觀保持最好,28 d貯藏期內(nèi)沒有腐爛現(xiàn)象發(fā)生。由于室溫貯藏在14 d已經(jīng)嚴重腐爛,所以后續(xù)室溫指標測定截止到14 d。
圖1 不同貯藏溫度下網(wǎng)紋甜瓜的腐爛率Fig.1 The decay rate of muskmelon at different temperatures during storage
圖2 不同貯藏溫度下網(wǎng)紋甜瓜的腐爛指數(shù)Fig.2 The decay index of muskmelon at different temperatures during storage
由圖3可見,貯藏期間各處理甜瓜的呼吸速率存在明顯差異,總體表現(xiàn)為貯藏溫度與呼吸速率呈正相關(guān)關(guān)系,即貯藏溫度越高呼吸速率越高,可見低溫貯藏對甜瓜采后呼吸具有抑制作用。貯藏開始時為預冷溫度12℃下測定的樣品呼吸速率,各低溫處理組的呼吸速率均在貯藏前期相對穩(wěn)定。在3~28 d貯藏期間,5℃貯藏條件下甜瓜呼吸速率變化區(qū)間為2.36~3.94μL/(h·g),極差僅為1.58μL/(h·g);8℃貯藏的甜瓜呼吸速率變化區(qū)間為4.29~7.22μL/(h·g),極差為2.93μL/(h·g);12℃條件下的呼吸速率在3~14 d為7.02~8.12μL/(h·g),14 d后顯著升高,至28 d時達17.03μL/(h·g),極差為10.01μL/(h·g);室溫貯藏則在第3天呼吸速率就高達17.65μL/(h·g),在第14天呼吸速率顯著上升至21.58μL/(h·g),至此完全失去商品性。Zhao等[16]研究表明,采后呼吸強度高的樣品會先出現(xiàn)衰老,抑制呼吸作用是貯藏保鮮的根本目的。在本次試驗中,5℃下甜瓜呼吸速率最低,最有利于延長貯藏期。
圖3 不同貯藏溫度下甜瓜呼吸速率的變化Fig.3 Changes of respiration rate of muskmelon at differenttemperatures during storage
失水易使果蔬萎蔫,失水嚴重會導致其喪失商品價值。貯藏過程中各處理的失重率變化如圖4所示。隨著貯藏時間的延長,各處理甜瓜的失重率也逐漸上升。貯藏14 d時,室溫下的失重率(4.46%)顯著高于5℃(3.84%)(P<0.05)。28 d時,5、8、12℃貯藏的甜瓜失重率分別為7.50%、7.82%、7.53%,3組處理間無顯著差異。試驗結(jié)果表明,厚皮網(wǎng)紋甜瓜在28 d貯藏過程中失水程度較輕,沒有出現(xiàn)明顯的表皮萎蔫現(xiàn)象,低溫貯藏可以減少甜瓜水分的損失,但是各低溫處理之間差異不大。
圖4 不同貯藏溫度下甜瓜失重率的變化Fig.4 The weight loss rate of muskmelon at differenttemperatures during storage
腐爛和冷害均會破壞甜瓜細胞的生物膜結(jié)構(gòu),導致膜脂過氧化的發(fā)生,從而引起丙二醛含量升高[17-18]。由圖5可知,室溫下甜瓜丙二醛含量在7 d后顯著上升,14 d時含量達2.49μmol/kg。28 d時5℃貯藏的甜瓜丙二醛含量最低(1.85μmol/kg)。試驗結(jié)果表明,室溫下甜瓜的細胞膜受損最嚴重,低溫貯藏可有效降低傷害,且試驗發(fā)現(xiàn)“川蜜脆玉”甜瓜在5~12℃貯藏條件下均未發(fā)生冷害。但是王婷等[19]研究表明,厚皮甜瓜“瑪瑙”在5℃下貯藏28 d的冷害指數(shù)約為60%。龔迪等[20]認為厚皮甜瓜“金紅寶”在3℃下冷害較嚴重,最佳貯藏溫度為7℃。這表明冷害的發(fā)生情況受品種差異影響較大,而“川蜜脆玉”可以長期耐受5℃低溫,適于進行長期貯藏銷售。
圖5 不同貯藏溫度下甜瓜丙二醛含量的變化Fig.5 Changes of malondialdehyde content in muskmelon at different storage temperatures
對比各處理不同貯藏時期甜瓜外觀(圖6),發(fā)現(xiàn)室溫貯藏7 d果皮表面出現(xiàn)明顯霉斑;14 d出現(xiàn)大面積霉斑。而低溫貯藏7 d均無腐爛霉斑發(fā)生。12℃下貯藏的甜瓜果皮在14 d時明顯變黃,該顏色變化與果皮葉綠素降解有關(guān)[21]。8℃下貯藏的甜瓜果皮在14 d也有變黃現(xiàn)象,但是變化較12℃組輕。5℃貯藏條件下甜瓜外觀保持最好,貯藏28 d內(nèi)沒有明顯變黃。
圖6 不同貯藏溫度下甜瓜的外觀Fig.6 The photograph of muskmelon at different temperatures during storage
由表2可知,隨著貯藏時間的延長,室溫處理的L*值(亮度)逐漸下降,各處理的a*值(紅綠值)和b*值(黃藍值)也呈現(xiàn)波動下降趨勢,但是在28 d時各處理間沒有顯著差異。試驗結(jié)果表明,低溫貯藏可以顯著抑制甜瓜L*值的降低。Fernández-León等[22]在西蘭花的貯藏過程中發(fā)現(xiàn)其a*值和b*值呈現(xiàn)上升趨勢,與本試驗結(jié)果趨勢不同,這種差異主要是由于色素組成的不同導致的。西蘭花在貯藏過程中主要發(fā)生葉綠素的降解,而甜瓜果肉中的主要色素為類胡蘿卜素[23]。
表2 不同貯藏溫度下甜瓜的L*、a*、b*值Table 2 The L*,a*and b*values of muskmelon at different temperatures during storage
成熟甚至衰老腐爛的水果,通常會因為細胞壁中的果膠物質(zhì)降解,從而導致果肉變軟,硬度降低[24]。如圖7所示,隨著貯藏時間的延長,甜瓜果肉的硬度呈現(xiàn)降低趨勢,且貯藏溫度越高其硬度的下降速度越快。低溫貯藏可以有效延緩甜瓜果肉硬度的下降速率,且在一定范圍內(nèi),貯藏溫度越低其抑制效果越好。室溫貯藏甜瓜的硬度在第3天就發(fā)生了顯著降低,12℃處理在第7天發(fā)生顯著降低,而8℃和5℃貯藏的果實硬度均在14 d顯著降低。14 d時,室溫貯藏的甜瓜硬度最低,為33.45 g;5℃貯藏最高,為99.43 g。貯藏28 d時,12℃處理甜瓜硬度最低,僅為27.59 g,不到初值的1/4;5℃貯藏下甜瓜硬度最高,為81.39 g,但與8℃之間沒有顯著差異。陳存坤等[25]研究發(fā)現(xiàn),甜瓜在-1~0℃下貯藏會發(fā)生冷害,且冷害狀態(tài)會影響其硬度,使硬度僅略高于CK,低于5~6℃貯藏。因此本試驗中5℃下硬度最高,表明“川蜜脆玉”在5℃貯藏條件下沒有發(fā)生嚴重冷害。
圖7 不同貯藏溫度下甜瓜硬度的變化Fig.7 The hardness change of muskmelon at different temperatures during storage
分別測定了各處理甜瓜果肉可溶性固形物、還原糖和可滴定酸含量(表3)。與貯藏開始時相比,貯藏28 d時,5℃和8℃的甜瓜可溶性固形物含量未發(fā)生顯著變化,12℃貯藏則顯著降低(P<0.05)。原因可能是5℃和8℃的甜瓜呼吸速率變化較小,而12℃和室溫條件下呼吸速率變化較大。貯藏28 d時,8℃貯藏下可溶性固形物含量最高,為16.87%;12℃最低,為15.63%,與室溫14 d含量相同,相比貯藏開始時下降了5.7%。阿衣古麗·阿力木等[26]將不同品種甜瓜在6℃下進行貯藏,28 d時可溶性固形物含量發(fā)生明顯下降。但是本試驗中,5℃和8℃貯藏條件下的甜瓜可溶性固形物含量到28 d未發(fā)生顯著下降,這可能是由于本試驗品種更耐貯藏。Xi等[27]研究發(fā)現(xiàn),油桃貯藏過程中可溶性固形物含量不斷增加,與本試驗中甜瓜的變化趨勢不同,這可能是由于采收期不同造成的。
表3 不同貯藏溫度下甜瓜可溶性固形物、還原糖和可滴定酸含量的變化Table 3 The soluble solids,reducing sugars,and titratable acid change of muskmelon at different temperatures during storage
隨著貯藏時間的延長,各處理還原糖含量呈現(xiàn)波動上升趨勢,這可能是蔗糖分解導致的。隨著貯藏時間的延長,甜瓜中可滴定酸含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢,可能是因為甜瓜采收時為9成熟,貯藏期間完全成熟前和完全成熟后的趨勢不同,這與梁琪[28]的研究結(jié)果一致。室溫下甜瓜可滴定酸含量在3 d后就開始降低,而低溫貯藏延緩了甜瓜可滴定酸含量的降低,均在7 d后才開始下降。貯藏28 d時5℃組的可滴定酸含量最低,為0.10%。
對厚皮網(wǎng)紋甜瓜“川蜜脆玉”在不同貯藏溫度下的品質(zhì)進行分析,發(fā)現(xiàn)其在室溫下貯藏期較短,14 d時腐爛率高達90%。低溫貯藏(5、8、12℃)下的呼吸速率顯著低于室溫,有效延緩了甜瓜衰老腐爛的速率,且在28 d貯藏期內(nèi)均未發(fā)生明顯冷害。其中5℃下長期貯藏的甜瓜呼吸速率平穩(wěn)且最低,貯藏效果最佳。與貯藏初值相比,5℃下貯藏28 d的甜瓜丙二醛含量僅升高至原來的1.5倍左右,硬度降低32.8%,腐爛率保持為0,外觀品質(zhì)明顯優(yōu)于8℃和12℃組。試驗結(jié)果表明,“川蜜脆玉”適合5℃長期低溫貯藏銷售。在生產(chǎn)中設置溫度可能與冷庫中實際溫度存在一定差異,本試驗中貯藏冷庫雖然設置為4℃,但實際平均溫度為5℃,具體差異與貯藏環(huán)境溫度及冷庫的制冷控制效果有關(guān),在生產(chǎn)應用中應注意對冷庫內(nèi)實際溫度準確性和均勻性的監(jiān)測。同時,還應注意對品種田間生產(chǎn)質(zhì)量和采收成熟度等因素的把控。