乙烯与1-MCP处理对伯谢克辛甜瓜采后生理品质的影响

张明明，白羽嘉，热合满·艾拉，王玉红，李梦， 玛尔哈巴·帕尔哈提，冯作山

(新疆农业大学食品科学与药学学院，乌鲁木齐 830052)

0 引 言

【研究意义】伯谢克辛甜瓜属典型的呼吸跃变型果实，是新疆喀什地区特有品种。主要分布在伽师、麦盖提、岳普湖等县。其具有果肉厚、肉质绵软爽口、汁多味香等特点[1-3]，与其它甜瓜相比，伯谢克辛采后生理代谢旺盛，果实迅速发生软化，常温贮藏3～5 d即失去全部商品价值。【前人研究进展】呼吸跃变型果实在贮藏过程中，会随果实成熟而产生大量的乙烯并向外释放[4]，空气中乙烯浓度增大又会反过来促进果实的呼吸代谢，加速果实成熟。用外源乙烯处理能诱导和加速果实成熟[5]，如果抑制果实中自身合成的乙烯或利用乙烯合成抑制剂处理则使果实成熟推迟[6]。1-甲基环丙烯(1-MCP)，能够不可逆的作用于乙烯受体，从而阻断受体与乙烯的正常结合[7]，抑制其果实后熟软化相关的一系列生理生化反应，延长跃变型果实采后的保鲜期，对保持果蔬品质发挥了重要的作用[8]。研究表明，1-MCP可以有效减缓旱黄密[9]，玉金香[10]，黄醉仙[11]，新密1号[12]等甜瓜果实的软化进程。呼吸作用是果实采后最主要的生命活动，呼吸作用的强弱可以反应果实采后的活动状态[15]。【本研究切入点】伯谢克辛因受地域的限制，国内外对该品种研究较少。伯谢克辛甜瓜采后正值高温季节，采收期集中，采后极易发生软化，而目前尚未有对其软化机理进行研究，缺乏一种合理有效贮藏方式提高伯谢克辛采后商品价值。研究乙烯与1-MCP处理在7℃冷藏条件下对伯谢克辛甜瓜采后生理品质的影响。【拟解决的关键问题】研究乙烯和1-MCP处理对甜瓜伯谢克辛采后品质的影响，研究乙烯和1-MCP调控伯谢克辛甜瓜采后成熟机制，为伯谢克辛甜瓜采后调控技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

以伯谢克辛甜瓜为原料，于2017年7月26日采摘自新疆喀什地区伽师县七乡。采摘时可溶性固形物≥5%，单果重量(2.0±0.5) kg，挑选形状和大小均匀相近，无病虫害，无机械损伤、带果炳的果实作为试验材料。采摘后每个瓜用泡沫网套包装并装箱，采用常规运输，于24 h内运至新疆农业大学食品科学与药学学院实验室进行处理。

1.2 方 法

1.2.1 样品处理

乙烯处理：使用500 mg/L的乙烯利溶液对甜瓜进行喷洒，晾干后放入气帐中，置于7℃，相对湿度为85%～90%的冷库中贮藏。

1-MCP处理：将甜瓜放入气帐中，采用2 μL/L 1-MCP熏蒸24 h。熏蒸结束取出甜瓜，置于7℃，相对湿度为85%～90%的冷库贮藏。

对照：不进行任何处理，置于7℃，相对湿度为85%～90%的冷库中贮藏。

1.2.2 测定项目

果实硬度：采用FHM-1型硬度计测定，将甜瓜果实从赤道切开。测定距离果皮2 cm处的果实硬度，沿对称点测定8次(kg/cm2)。

可溶性固形物：采用WYT-J型手持糖量计测定，将甜瓜果实沿赤道切开；在果实切面均匀取6处靠近果腔处的果肉进行测定(°Brix)。

总糖：参照曹建康[13]59方法，采用苯酚-硫酸法(%)。

还原糖：参照曹建康[13]64方法，3,5-二硝基水杨酸法(%)。

细胞膜渗透率：参照曹建康等方法[13]153，使用DDS-307型电导率仪进行测定(%)。

呼吸强度：采用静置法测定[14](CO2mg/(kg·h))。

可滴定酸：参照曹建康[13]29方法，采用氢氧化钠滴定法(%)。

VC含量参照曹建康[13]35方法，采用2，6-二氯酚靛酚滴定法(mg/100 g)。

每隔24 h测定伯谢克辛硬度、呼吸强度、细胞膜渗透率、可溶性固形物、总糖、还原糖、抗坏血酸、可滴定酸等指标变化。每次取9个果实，甜瓜去除果皮后，将果肉切成1 cm3的块状，液氮速冻，-80℃保存。

1.3 数据处理

采用Origin8.5软件进行绘图，SPSS 22.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实硬度影响

研究表明，在贮藏0～9 d，1-MCP处理和乙烯处理的甜瓜果实硬度呈逐渐下降趋势，1-MCP处理的甜瓜果实硬度均高于对照组，乙烯处理的甜瓜果实硬度均低于对照组。贮藏第9 d，对照组甜瓜果实硬度为0.24 kg/cm2；1-MCP处理甜瓜果实硬度为0.37 kg/cm2，高于对照组54.17%(P<0.01)；乙烯处理甜瓜果实硬度为0.19 kg/cm2，低于对照组20.83%(P<0.01)。图1

图1 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜硬度变化

Fig.1 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on firmness of melon during cold storage

2.2 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实可溶性固形物含量的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，随着果实成熟，甜瓜果实中可溶性固形物含量呈先上升后下降的趋势，1-MCP处理的甜瓜果实可溶性固形物含量高于对照组；而乙烯处理的甜瓜果实低于对照组。贮藏第9 d，对照组的可溶性固形物为6.5%，1-MCP处理组的可溶性固形物含量为7.5%，比对照组高15.38%(P<0.01)；乙烯处理组的可溶性固形物含量为5.38%，比对照组低17.23%(P<0.01)。图2

图2 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜可溶性固形物含量变化

Fig.2 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on soluable solid content of melon during cold storage

2.3 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实总糖含量的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，甜瓜果实中总糖含量呈先上升后下降的趋势，1-MCP处理组甜瓜果实总糖含量高于对照组；贮藏4～9 d，乙烯处理组甜瓜果实总糖含量低于对照组。贮藏第2 d，甜瓜果实中的总糖含量均达到最大值，对照组甜瓜总糖含量为9.437%，乙烯处理组甜瓜果实总糖含量为8.345%，比对照组低11.57%(P<0.01)。贮藏2～4 d，与对照组相比，乙烯处理组甜瓜果实中可溶性糖含量急剧下降，贮藏第9 d，对照组的总糖含量为5.141%，1-MCP处理组的总糖含量为5.919%，比对照组高15.13%(P<0.05)；乙烯处理组的总糖含量为3.672%，比对照组低28.57%(P<0.01)。图3

2.4 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实还原糖含量的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，甜瓜果实中还原糖含量呈逐渐下降趋势，1-MCP处理组甜瓜果实还原糖含量高于对照组；乙烯处理组甜瓜果实还原糖含量低于对照组。贮藏第9 d，对照组的还原糖含量为为6.291%，1-MCP处理组的还原糖含量为6.857%，比对照组高8.9%(P<0.01)；乙烯处理组还原糖含量为4.459%，比对照组低29.12%(P<0.01)。图4

图3 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜可溶性固形物含量变化

Fig.3 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on total sugar content of melon during cold storage

图4 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜还原糖含量变化

Fig.4 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on reducing sugar content of melon during cold storage

2.5 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实细胞膜渗透率的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，甜瓜果实的细胞膜渗透率呈逐渐上升的趋势，1-MCP处理的甜瓜果实细胞渗透率均低于对照组，乙烯处理的甜瓜果实细胞膜渗透率均高于对照组。在贮藏第9 d，对照组甜瓜果实的细胞膜渗透率为69.47%；1-MCP处理组细胞膜渗透率为63.47%，比对照组低6%(P<0.01)；乙烯处理组细胞膜渗透率为71.58%，比对照组高2.11%(P<0.05)。图5

图5 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜细胞膜渗透率变化

Fig.5 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on cell membrane permeability rate of melon during cold storage

2.6 乙烯和1-MCP处理对甜瓜果实呼吸强度的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，甜瓜果实的呼吸强度均呈先上升后下降的趋势，发生了呼吸跃变，1-MCP处理组呼吸强度均低于对照组；乙烯处理组呼吸强度均高于对照组。在贮藏第1 d甜瓜果实达到呼吸高峰，对照组呼吸强度为3.29 CO2mg/(kg·h)，1-MCP处理组呼吸强度为2.44 CO2mg/(kg·h)，比对照组低25.84%(P<0.01)；乙烯处理组呼吸强度为4.05 CO2mg/(kg·h)，比对照组高23.1%(P<0.01)。图6

2.7 乙烯和1-MCP处理对甜瓜可滴定酸含量的影响

研究表明，在贮藏0～9 d，1-MCP和乙烯处理的甜瓜果实可滴定酸含量均呈先上升后下降的趋势。1-MCP处理的甜瓜果实可滴定酸含量始终高于对照组，在贮藏4～9 d，乙烯处理组可滴定酸含量均低于对照组。贮藏第9 d，对照组甜瓜中可滴定酸含量为0.512%，1-MCP处理组为0.602%，比对照组高17.58%；乙烯处理组可滴定酸含量0.364%，比对照组低28.91%(P<0.01)。图7

图6 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜呼吸强度变化

Fig.6 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on respiration intensity of melon during cold storage

图7 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜可滴定酸含量变化

Fig.7 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on TA content of melon during cold storage

2.8 乙烯和1-MCP处理对甜瓜VC含量影响

研究表明，在贮藏0～9 d，随着贮藏时间的延长，甜瓜果实中的VC含量逐渐降低。1-MCP处理的甜瓜果实VC含量高于对照组，乙烯处理的甜瓜果实VC含量低于对照组。贮藏0～4 d，1-MCP处理组和乙烯处理组甜瓜果实中的VC含量均急剧下降；第4～9 d，下降趋于平缓。贮藏第4 d，对照组甜瓜VC含量为3.45 mg/100 g，1-MCP处理组为4.36 mg/100 g，比对照组高26.38%(P<0.01)；乙烯处理组为1.95 mg/100 g，比对照组低43.48%(P<0.01)。图8

图8 乙烯和1-MCP处理下低温冷藏甜瓜含量变化

Fig.8 Effect of ethylene and 1-MCP treatment on content of melon during cold storage

3 讨 论

果实采后脱离母体，呼吸成为其新陈代谢的主导过程[16]。呼吸作用会在各种酶的协同作用下将果实中的营养物质(脂肪酸，多糖)分解，导致果实采后品质发生劣变，如果实失水皱缩，硬度下降，细胞膜透性增大等变化[17]。乙烯可以通过调控呼吸作用加速果实成熟[18]，1-MCP作为一种乙烯抑制剂，可以有效的延迟或降低果实的呼吸高峰，阻止营养物质的转化，延缓果实衰老[19-20]。

试验采用500 mg/L的乙烯和2 μL/L 1-MCP利对伯谢克辛甜瓜进行处理，研究甜瓜在贮藏期间相关品质指标变化。结果表明：在贮藏第1 d，乙烯和1-MCP处理的甜瓜果实达到呼吸高峰，前者高于对照组23.1%(P<0.01)，后者比对照组低25.84%(P<0.01)，伯谢克辛甜瓜为乙烯敏感性果实，外源乙烯提高了甜瓜果实的呼吸高峰；1-MCP能够通过阻断乙烯与受体结合，降低甜瓜果实对乙烯的敏感性，抑制甜瓜果实的呼吸作用，这与前人研究乙烯可以提高软儿梨[21]和网纹甜瓜[22]果实的呼吸高峰，1-MCP可以抑制猕猴桃[23]、无花果[24]等果实的呼吸高峰结论一致。硬度和可溶性固形物是反映果实在贮藏过程中后熟软化程度及品质高低的指标[25-26]，细胞膜渗透率可以表示果实在贮藏过程中细胞膜受到损伤的程度[27]。与对照组相比，在贮藏0～9 d，乙烯处理促进了甜瓜果实硬度和可溶性固形物含量下降，增大了甜瓜果实的细胞膜透性，1-MCP抑制了甜瓜果实硬度和可溶性固形物含量的下降，抑制了甜瓜果实细胞膜透性增大。乙烯处理对果实中糖含量因果实种类而异，王俊宁等[28]研究发现，乙烯处理可以提高菠萝果实中总糖和还原糖含量，试验研究结果表明，与对照组相比，在贮藏4～9 d，乙烯处理促进了甜瓜果实中总糖含量下降，这与姜新等[29]采用乙烯对“宫川”早熟温州蜜柑果实的研究结果相一致，1-MCP抑制了甜瓜果实总糖和还原糖含量的下降。VC和可滴定酸是果实中重要的营养物质[30-31]，贮藏4～9 d，乙烯促进了甜瓜果实VC和可滴定酸含量下降，1-MCP减少了甜瓜果实VC和可滴定酸等营养物质的消耗，有效的保持甜瓜果实的营养价值。

4 结 论

对伯谢克辛甜瓜进行乙烯和1-MCP处理，在7℃贮藏条件下，乙烯处理能够提高甜瓜果实的呼吸高峰，降低果实硬度，并促进果实中糖酸含量下降。至贮藏第9 d，乙烯处理组甜瓜果实硬度比对照组低20.83%，可滴定酸含量比对照组低28.91%，VC含量比对照组低43.48%，细胞膜渗透率高于对照组2.11%。而1-MCP处理能够抑制甜瓜果实的呼吸高峰，较好的保持甜瓜果实硬度，抑制其营养物质的流失。贮藏第9 d，1-MCP处理组甜瓜果实硬度高于对照组54.17%，可滴定酸含量比对照组高17.58%，VC含量比对照组高26.38%，细胞膜渗透率比对照组低6%。伯谢克辛甜瓜为乙烯敏感性果实，在低温贮藏过程中，乙烯处理加速了甜瓜果实采后品质劣变及软化衰老进程，而1-MCP能够降低甜瓜果实对乙烯的敏感性，延缓由乙烯所导致的后熟软化进程，较好的保持甜瓜品质。