不同气体配比对哈密瓜采后贮藏品质的影响

张慧杰，纪海鹏，张晓军，董成虎，王镇，于晋泽，4，张娜，4，陈存坤，4，，胡云峰，

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院食品营养与安全省部共建教育部重点实验室，天津 300457；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384；3.天津市远东冷藏设备制造有限公司，天津 300384；4.天津国嘉农产品保鲜生产力促进有限公司，天津 300384）

哈密瓜因其肉厚质细，口感独特，营养丰富，素有“瓜中之王”的美誉，深受消费者的喜爱[1-2]，需求量也不断增加[3]。新疆属于暖温带干旱荒漠气候[4]，光照充足，日照时间长有利于哈密瓜糖分的制造和积累；昼夜温差大，晚上由于低温，减少呼吸作用的消耗，保存了糖分。吐鲁番是我国新疆重要的哈密瓜产地[5]，因此吐鲁番的哈密瓜比其他地方的甜瓜更甜。

哈密瓜风味独特，肉质松脆且营养丰富，受到很多消费者的欢迎。但新疆产地空气湿度大，气温高使采收期集中而且货架期短[6]，由于其生长的地域性和成熟的季节性等原因，哈密瓜的贮藏运输和保鲜销售面临极大的困难。然而市面上对于哈密瓜的保鲜贮藏措施仅仅是控制温度，营造低温环境[7]。在低温的条件下，哈密瓜也极易遭受冷害，一旦遭受冷害，不仅不能延长哈密瓜的保鲜时间和销售时间，反而会使哈密瓜提前腐烂[8]。气调贮藏最大的优势是根据不同水果的贮藏特点来调节库内的温度和不同气体成分的配比，达到果蔬呼吸作用降低，有机物消耗减少，代谢减缓，贮藏时间延长的目的，有利于果蔬的反季节销售[9]。气体贮藏在保鲜中已经广泛应用，尤其是呼吸跃变型水果。呼吸跃变型果实具有后熟现象，受外界环境条件的影响较大，贮藏的温度和气体组成对其呼吸高峰出现的时间和呼吸强度的强弱有很大的影响[10]。

哈密瓜属于呼吸跃变型水果，虽然研究表明，在低温贮藏条件下，气调贮藏显著抑制甜瓜的呼吸强度[11-12]。但国内有关不同气调条件处理西周密21 号哈密瓜方面的研究鲜见报道，鉴于此本试验以西州密25 号（吐鲁番哈密瓜研究所基地）为研究对象，以4 ℃低温贮藏作对照，采用不同的氧气与二氧化碳的组成成分对哈密瓜进行气调保鲜处理，探究了在4 ℃，相对湿度70%～75%的条件下，不同的处理对于哈密瓜贮藏期各种生理指标的影响。旨在找到哈密瓜的最佳气调贮藏条件，为优化哈密瓜保鲜效果提供理论数据，达到延长货架期的目的。

1 材料与设备

1.1 材料与设备

1.1.1 材料

西周密25 号：广西北海吐鲁番哈密瓜研究所基地，挑选质地均匀，无病虫害的哈密瓜，采摘后立即运往天津农产品保鲜工程技术研究中心并进行相应处理。

1.1.2 仪器与设备

FA1004 型上皿电子天平：上海天平仪器厂；Check Point O2/CO2型测氧仪：丹麦丹圣PBI-Dansensor 公司；A 级50 mL 酸式滴定管：天津市江天统一科技有限公司；TA-XT plus 质构仪：英国 SMS 公司；GMK-835N 酸度计：韩国G-WON 公司；PAL-1 便携式手持折光仪：日本Atago 公司；HR/T20M 台式高速冷冻离心机：湖南赫西仪器装备有限公司；UV-1780 紫外可见分光光度计：岛津仪器（苏州）有限公司。

1.2 方法

1.2.1 试验设计及处理方法

利用充氮气降氧法进行气调控制。将哈密瓜置于气调室内，分别设置气体条件为T1（O2浓度为6%，CO2浓度为 1%，4 ℃，相对湿度 70%～75%），T2（O2浓度为 3%，CO2浓度为 1%，4 ℃，相对湿度 70%～75%），CK（对照组，4 ℃，相对湿度 70%～75%）。每组处理哈密瓜 20 kg，3 次重复，贮藏期为 45 d（贮藏期 28 d 时，CK 处理的哈密瓜全部腐烂），每隔7 d 检测相关指标，每次检测进行3 次重复试验。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 呼吸强度

参考陈存坤等[13]的方法，分别取各处理的哈密瓜置于容量为21 L 闷气罐中，经2 h 后，用测氧仪测得罐中 O2和 CO2浓度。

1.2.2.2 乙烯释放速率

乙烯释放速率按照张晓军等[14]的气相色谱法进行测定。

1.2.2.3 可溶性固态物（total acid，TA）含量

分别取适量3 个不同处理的哈密瓜，打浆，用纱布过滤，取滤液用手持式糖度计测定果实可溶性固形物含量。

1.2.2.4 可滴定酸（total soluble solid，TSS）含量

分别取适量的哈密瓜，打浆，用纱布过滤，用酸度计对进行测定。

1.2.2.5 还原糖含量

参考陈存坤等[15]的方法，称取样品5 g 切碎磨细，用蒸馏水移入100 mL 烧杯中置于80 ℃水浴中加热20 min，冷却后用蒸馏水定容至200 mL，然后用脱脂棉过滤，将此样品注入滴定管中。用斐林试剂滴定法测定样品还原糖含量。

1.2.2.6 过氧化物酶（polyphenol oxidase，PPO）活性

参考曹建康等[16]的方法进行测定。

1.2.2.7 多酚氧化酶（peroxidase，POD）活性

参考曹建康等[16]的方法进行测定。

1.2.2.8 总糖含量

称取样品5 g 研磨匀浆，用蒸馏水100 mL 左右移入200 mL 容量瓶中至于80 ℃水浴加热20 min，冷却后加入6 mol/L 的盐酸5 mL 摇匀，再置于70 ℃水浴加热30 min，冷却后滴加两滴酚酞试剂，再加入6 mL 的氢氧化钠中和至溶液为粉红色，使溶液为微碱性，再加入6 mol/L 的盐酸中和至无色，最后加蒸馏水定容至200 mL，将样品过滤液注入滴定管中，按斐林试剂标定法测定。

1.2.2.9 维生素C 含量

称取5 g 样品于研钵中，各加入10%HCl 15 mL，匀浆，转移到25 mL 刻度试管中，用蒸馏水稀释至25 mL，混匀。移至离心管中离心10 min，采用钼蓝比色法测定上清液。

1.2.2.10 硬度

利用P/2 柱头 （Φ=2 mm）对哈密瓜进行穿刺测试。分别取3 个不同处理的哈密瓜进行表皮切割处理，去除厚度为1.5 cm 的外表皮，选取10 个点，用物性测定仪TA.XT.PLUS 测定硬度，取平均值。参数设定：测前速率为5.0 mm/s，测试速率为2.0 mm/s，测后速率：5.00 mm/s，穿刺深度为10 mm，分析程序选用LSP-force。

1.2.2.11 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量

参考曹建康等[16]的方法，称取1.0 g 果蔬样品，加入 10 mL 100 g/L 三氯乙酸（trichloroacetic acid，TCA）溶液，研磨匀浆后，于 4 ℃、10 000 r/min，20 min，收集上清液，低温保存备用。取2.0 mL 上清液，加入2.0 mL 0.67%硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA），混合后在沸水浴中煮沸20 min，取出冷却后再离心。用分光光度法进行检测计算丙二醛含量。

1.3 数据分析

数据运用Excel，SPSS 进行统计及差异显著性分析，运用origin 进行图形处理。

2 结果与分析

2.1 不同气体配比对哈密瓜呼吸强度的影响

不同气体配比对哈密瓜呼吸强度的影响见图1。

图1 不同气体配比对哈密瓜呼吸强度的影响Fig.1 Effect of different gas ratios on the respiratory intensity of cantaloupe

呼吸强度是果蔬采后生理的重要指标之一。从图1可以看出，0 d 的甜瓜呼吸初值为 8.45 mgCO2/kg·h。哈密瓜属于呼吸跃变型水果，呼吸强度总体呈现先上升后下降的趋势，在21d 时，CK 处理出现明显的呼吸高峰为13.10 mgCO2/kg·h，且迅速下降，而T1 和T2处理在14 d 出现呼吸最大值，为9.89 mgCO2/kg·h和9.60 mgCO2/kg·h，但是变化趋势相对平缓，且差别不大。

整个贮藏期间，CK 呼吸强度变化大，且在21d 时出现了呼吸跃变，说明CK 处理组织内营养物质消耗偏快，贮藏期偏短，易于衰老腐坏[17]。而T1、T2 处理过的呼吸变化相对较小，没有跃变，利于贮藏，且两种处理之间无显著性差异（P＞0.05），但在贮藏期21 d 时，T1，T2 处理与 CK 处理出现明显的差异（P＜0.05）。

2.2 不同气体配比对哈密瓜乙烯生成速率的影响

不同气体配比对哈密瓜乙烯生成速率的影响见图2。

图2 不同气体配比对哈密瓜乙烯生成速率的影响Fig.2 Effect of different gas ratios on the ethylene formation rate of cantaloupe

乙烯是果蔬自身生成的内源激素，能催化果实成熟，加速果实衰老[18]，乙烯释放速率越大，衰老程度越严重[19]。从图2可以看出，哈密瓜的乙烯释放速率呈现先升高后降低的趋势，CK 处理和T2 处理在14 d 出现乙烯释放高峰，14 d 时CK 处理的乙烯释放速率最大，为24.34 μL/kg·h，T2 组的最小为 13.3 μL/kg·h，两者差异显著（P＜0.05），说明T2 处理能抑制乙烯的释放速率。T1 的乙烯高峰出现在第21 天，最大值为14 μL/kg·h且小于CK 处理组的最大值，说明T1 处理能延迟乙烯高峰出现且能抑制乙烯释放速率。

2.3 不同气体配比对哈密瓜可滴定酸（total acid，TA）含量的影响

不同气体配比对哈密瓜可滴定酸含量的影响见图3。

图3 不同气体配比对哈密瓜TA 含量的影响Fig.3 Effect of different gas ratios on TA content of cantaloupe

TA 是水果贮藏的关键指标之一，含量的高低与细胞代谢密切相关[20]。由图3可知，在整个贮藏期间，3 个处理的哈密瓜TA 含量均为先上升后下降的趋势。这可能是因为在贮藏初期，果实未成熟，随着贮藏时间的延长，果实内有机酸不断降低[21]。T2 处理的哈密瓜TA 含量始终处于最大，说明T2 处理能抑制哈密瓜TA含量的降低。28 d 时T2 与CK 相比差异性显著（P＜0.05）。T2 处理相较于T1 处理，具有更好的减缓哈密瓜TA 含量降低的作用。

2.4 不同气体配比对哈密瓜可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量的影响

不同气体配比对哈密瓜可溶性固形物含量的影响见图4。

图4 不同气体配比对哈密瓜TSS 含量的影响Fig.4 Effect of different gas ratios on TSS content of cantaloupe

从图4可以看出，哈密瓜随贮藏时间延长TSS 含量呈现先增加后减小的趋势。这可能是因为在贮藏初期，果实未成熟[22]。在整个贮藏期，T1 和T2 处理的哈密瓜TSS 含量均大于对照组CK 的含量，说明T1，T2的处理都能有效的保持哈密瓜TSS 的含量。但是T2处理比T1 处理的保鲜效果略强，但是两个处理组之间的相互差异并不显著（P＞0.05）。

2.5 不同气体配比对哈密瓜（peroxidase，POD）酶活的影响

不同气体配比对哈密瓜酶活的影响见图5。

从图5可以看出，在整个贮藏期间，哈密瓜POD酶活呈现逐渐增加的趋势。这是因为在贮藏过程中，在果实的衰老，病原菌的侵害等不利因素的影响下，POD 活性增加来抵御不良刺激[23]。T1 和 T2 的 POD 活性在贮藏约10 d 后均大于CK，说明T1 和T2 处理能够对于不利因素做出强烈的反应，利于哈密瓜的贮藏，但是两种处理的效果接近，没有明显差异（P＞0.05）。T2处理的POD 酶活在贮藏期始终高于T1 处理，说明T2处理哈密瓜对于外界不理条件响应度更高。

图5 不同气体配比对哈密瓜POD 酶活的影响Fig.5 Effect of different gas ratios on POD activity of cantaloupe

2.6 不同气体配比对哈密瓜还原糖的影响

不同气体配比对哈密瓜还原糖的影响见图6。

图6 不同气体配比对哈密瓜还原糖的影响Fig.6 Effect of different gas ratios on reducing sugar content of cantaloupe

从图6可以看出，哈密瓜还原糖的含量呈现先增加后减小的趋势。这是因为贮藏初期哈密瓜未完全成熟，随着贮藏时间的延长，还原糖逐渐降解[24]。T1 和T2处理的还原糖自7 d 以后，含量均大于对照组CK 处理的还原糖含量，这说明T1，T2 处理能够抑制还原糖的降解，有利于哈密瓜的贮藏。从图中可以看出，T2 处理的效果比T1 处理还原糖降低速率略缓，但是两者之间并没有显著差异（P＞0.05），说明两种保鲜处理效果相似。

2.7 不同气体配比对哈密瓜总糖的影响

不同气体配比对哈密瓜总糖的影响见图7。

总糖的含量在整个水果贮藏过程中起着关键的作用，含量的高低决定着水果的品质高低[25]。从图7可以看出，随着贮藏时间的延长，哈密瓜总糖含量呈现先增加后降低的趋势。在第7 天达到最大值，且T2 处理的总糖最大值为21%，与CK 处理的总糖最大值13%存在显著性差异（P＜0.05），在贮藏期为 42 d 时，T1 处理和T2 处理的总糖含量基本相同，为11%。整个处理过程，T1，T2 处理的总糖含量均高于对照组CK 处理的总糖含量，说明T1 和T2 处理能够减缓总糖的降解，但是两种处理之间总糖含量并没有明显不同（P＞0.05）。

图7 不同气体配比对哈密瓜总糖的影响Fig.7 Effect of different gas ratios on total sugar content of cantaloupe

2.8 不同气体配比对哈密瓜VC含量的影响

不同气体配比对哈密瓜VC含量的影响见图8。

图8 不同气体配比对哈密瓜VC 含量的影响Fig.8 Effect of different gas ratios on VC content of cantaloupe

VC是果蔬品质和营养价值的重要指标，且在贮藏过程中具有抗氧化功能，能够维护机体正常新陈代谢[26]，减缓衰老。从图8可以看出，随着贮藏时间的延长，哈密瓜中VC的含量是逐渐降低的。T1 处理和T2处理的VC含量均高于CK 处理，且降低速率相对缓慢，说明T1 处理和T2 处理有利于贮藏。

2.9 不同气体配比对哈密瓜（malondialdehyde，MDA）含量的影响

不同气体配比对哈密瓜含量的影响见图9。

丙二醛是膜脂过氧化的产物之一，可以做为膜脂过氧化指标，也是细胞膜被破坏的标志性物质[27]。从图9可以看出，3 种处理的MDA 含量均呈现先下降后上升的趋势。在贮藏期21 d，CK 处理的MDA 含量开始明显增加，在28 d 时达到最大，且与T1、T2 处理有明显差异（P＜0.05）。而 T1、T2 处理在贮藏期 28 d 以后MDA 含量开始明显增加，且在45 d 时达到最大。

图9 不同气体配比对哈密瓜MDA 含量的影响Fig.9 Effect of different gas ratios on MDA content of cantaloupe

2.10 不同气体配比对哈密瓜硬度的影响

不同气体配比对哈密瓜硬度的影响见图10。

图10 不同气体配比对哈密瓜硬度的影响Fig.10 Effect of different gas ratios on firmness of cantaloupe

从图10可以看出，随着贮藏时间的延长，哈密瓜的硬度逐渐降低，果肉质地变软，衰老程度加深。这可能是因为与细胞硬度有关的果胶和纤维素降解所致[28]。T1 和T2 处理的哈密瓜硬度在整个贮藏期始终大于CK 处理的哈密瓜硬度，且在28 d，CK 处理与T2 处理出现显著差异（P＜0.05），说明 T1 和 T2 处理有利于延缓哈密瓜硬度降低，抑制衰老。T2 处理的哈密瓜硬度变化相对于T1 较稳定，两种处理之间有显著性差异（P＜0.05）。

2.11 不同气体配比对哈密瓜（polyphenol oxidase，PPO）含量的影响

不同气体配比对哈密瓜含量的影响见图11。

从图11可以看出，哈密瓜PPO 含量随着贮藏时间的延长呈现先增加后降低的趋势。增加可能是因为果实的后熟[29]。整个贮藏过程中，T1 和T2 处理的PPO含量均高于CK 处理，且在21 d 和28 d，CK 处理与T1、T2 处理出现明显差异（P＜0.05），这说明 T1，T2 处理诱导果实中PPO 活性的升高。

图11 不同气体配比对哈密瓜PPO 含量的影响Fig.11 Effect of different gas ratios on PPO activity of cantaloupe

3 讨论与结论

本试验结果表明，在4 ℃，相对湿度70%～75%贮藏条件下，不同气体配比对于采后哈密瓜果实品质具有不同的影响。西州密25 号哈密瓜的呼吸强度、乙烯释放速率、TA 含量、TSS 含量、总糖含量及还原糖含量在贮藏过程中呈先上升后下降的趋势，这可能是因为刚采收回来的哈密瓜果实首先要进入后熟阶段，之后随着营养物质被消耗，果实进入衰老阶段[30]。气调处理的哈密瓜果实的呼吸强度和乙烯释放速率变化相对平稳，没有出现对照组的跃变，且TA 含量、TSS 含量、PPO 含量、总糖及还原糖的含量总体上高于对照组，说明两种处理有利于果实保鲜。其中，3%O2+1%CO2处理的哈密瓜品质略高于6%O2+1%CO2处理，这可能是因为O2含量较低，抑制果实呼吸作用，降低呼吸强度，减小了有机物的降解速率[31]。随着贮藏时间的延长，VC含量和硬度呈逐渐下降的趋势；而POD 酶活和MDA 酶活呈逐渐上升的趋势。6%O2+1%CO2和3%O2+1%CO2两个处理的果实 VC、硬度、POD 和 MDA 的变化速率较于对照组相对缓慢，说明两种处理均有利于保持哈密瓜的贮藏品质。但是两种处理之间的差异却并不明显。李萍等的研究也发现气调处理能够对哈密瓜86-1 贮藏具有促进作用，且高CO2/O2的贮藏效果较好[19]。陈存坤等也发现气调处理能够促进采后哈密瓜可滴定酸的累积[15]。

因此在4 ℃，相对湿度70%～75%贮藏条件下，6%O2+1%CO2和3%O2+1%CO2两个处理均有对于哈密瓜果实品质的保鲜，且3%O2+1%CO2处理效果略好于6%O2+1%CO2处理。