哈茨木霉菌剂处理提高网纹甜瓜(Cucumis melo L.var.reticulatus Naud.)的货架期品质

李婷，王瑞琪，张雪梅，时月,3，张静，王宇滨,3，郝敬虹，赵晓燕,5，张超*

（1.北京市农业技术推广站，北京 100029）

（2.北京市农林科学院农产品加工和食品营养研究所，北京 100097）

（3.果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，北京 100097）

（4.北京农学院植物科学技术学院，北京 102206）

（5.农业农村部蔬菜产后处理重点实验室，北京 100097）

关键字：哈茨木霉菌剂；网纹甜瓜；货架期；感官评价；ORAC 值

网纹甜瓜（Cucumis meloL.var.reticulatusNaud.）属于葫芦科甜瓜属植物，果实布满致密网纹，外观美丽；口感甜糯香甜，香气浓郁，被誉为“甜瓜中贵族”，深受消费者喜爱[1-3]。在货架期期间，网纹甜瓜果肉逐渐软化，出现软糯香甜的特征，展现出该果实的最佳赏味期，该时期一般会持续3～5 d，随后果实会出现果肉纤维化、汁液渗出现象，营养品质下降[4,5]，因此，延长果肉软糯香甜的最佳赏味期成为网纹甜瓜面临的主要问题。

研究者主要通过贮藏保鲜技术延长网纹甜瓜最佳赏味期。研究者发现低温贮藏（0.50 ℃）可以延缓果实可溶性固形物含量下降、降低果实失重，并有效维持果实硬度[6-8]；气调贮藏（3.00% O2+1.00% CO2）可以维持果实Vc 含量，降低够丙二醛含量，延长果实货架期[9,10]；1-MCP 处理（0.50 μL/L）可以延缓甜瓜硬度和可滴定酸含量下降[11,12]；使用1-MCP+杀菌剂联合处理不仅去除甜瓜表面病原微生物，还降低甜瓜的呼吸速率与乙烯释放速率，减缓可溶性固形物、可滴定酸含量、Vc 含量下降，延长果实货架期[13]。哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）是一种通过改善根系微环境，增强植物长势和抗病能力来提高果实产量和品质的生物防控菌[14-16]，研究显示哈茨木霉菌剂有效维持蓝莓和番茄等果蔬的品质：在采前喷施哈茨木霉菌剂显著抑制蓝莓果实的软化和腐烂，延缓果实质地品质的劣变[17]；并保持蓝莓贮藏期的贮藏品质和生物活性[18]；延缓樱桃番茄果实的衰老进程，保持较高的贮藏品质[19]等效果。同时，哈茨木霉已经广泛的应用于农业生产领域，其安全性已经获得生产的验证[20]。因而，根部追施哈茨木霉菌剂也有望实现甜瓜的品质提升，延长其最佳赏味期。但是，哈茨木霉菌剂在维持网纹甜瓜品质方面的研究还鲜有报道。

本研究在网纹甜瓜种植过程中，对根部施用哈茨木霉菌剂4 次（每次0.1 g/m2），以根部施用清水的处理作为对照组，比较在10 ℃下贮藏15 d 货架期过程中，果实的感官、颜色、质构、口味和抗氧化能力等品质特征，以期为延长网纹甜瓜的货架期提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

哈茨木霉（T22），广西农保生物工程有限公司；氢氧化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、草酸、乙二胺四乙酸、钼酸铵、硫酸，均为分析纯，北京化工厂；2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐，西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司；淀粉含量检测试剂盒，北京索莱宝科技有限公司；Trolox、Vc、荧光素钠，北京博奥拓达科技有限公司。

EOS 800D 型数码相机，日本佳能公司；CM-700D手持色差仪，柯尼卡美能达公司；阿贝折光仪，广州爱宕科学仪器有限公司；飞利浦打浆机，飞利浦公司；ZDJ-5B-D 自动滴定仪，上海雷磁公司；AL204 电子天平，瑞士MettLer Toledo 公司；TA-XT pLus 质构分析仪，英国StabLe Micro System 公司；SA402B 电子舌，日本INSENT 味觉分析系统；UV-1800 紫外分光光度极，日本岛津；SpectraMax i3 酶标仪，美国美谷分子。

1.2 实验方法

1.2.1 试验设计与分组

试验应用的网纹甜瓜品种为“阿鲁斯”，设置2 个处理组：对照组和哈茨木霉处理组。处理方法：在北京市通州区选择2 个相邻的大棚，每个大棚作为一个处理，设3 次重复，各重复小区面积约150 m2。网纹甜瓜于2021 年2 月5 日定植，定植的行距1 m，株距0.4 m，定植后连续施用菌剂两次，每次的剂量为0.1 g/m2，具体是将哈茨木霉溶解与水中，通过灌水施加与植株根部，施加间隔时间为7～10 d；2021 年4 月2日至4 月10 日采用熊蜂授粉，在授粉后第7 和25 d，分别施用菌剂一次，两个处理的其它田间管理保持一致；在授粉第58 d 采收，采收后立刻运输至北京市农林科学院蔬菜研究中心冷库，贮藏温度为10 ℃，湿度50%，贮藏15 d，每5 d 取样一次，每次随机选取10 个果实评价感官得分、颜色、糖酸含量、电子舌风味、Vc 含量、质构和抗氧化性等品质特征。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 感官得分的评价方法

感官评价小组由9 名评价员组成。在评价前向感官员介绍评价的目的和评价的标准。评分标准分为四个方面，包括网纹甜瓜的香气、口感、果肉质地和总体接受度，每个方面采用9 分制评分。最终的感官评分值为四个方面得分的平均值，即感官得分=（香气+口感+果肉质地+总体接受度）÷4。在评价过程中，随机将样品送给评价员，评价员按照表1 的评价标准对网纹甜瓜进行评价，工作人员最终计算感官评价得分。

表1 网纹甜瓜感官品质评价标准Table 1 Sensory quality criteria of melon

1.2.2.2 果实颜色的评价方法

果实的颜色采用主观视觉和客观数据两种方式表征。主观视觉采用Canon EOS600 进行拍照，在拍照过程中使用一致的曝光参数，观察果实的颜色和形态。客观数据采用色差仪测定果肉颜色，测定选择甜瓜切开后的截面的果肉中间部分，随机选取5 个点，用手持色差仪读数，记录L*、a*和b*值。ΔE 为两个样品对应L*、a*和b*之差平方和的平方根，用于表示两个样品之间颜色的差异。

1.2.2.3 可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比和淀粉含量的测定

将果实轴向均分为8 瓣，去皮（厚度约0.5 cm），去籽，将1～2 瓣果肉用飞利浦打浆机打浆20 s，用两层纱布进行过滤，滤液测定可溶性固形物含量和可滴定酸含量。可溶性固形物含量：在25 ℃环境下，将手持式糖度计使用蒸馏水调零后，测定滤液的可溶性固形物含量。可滴定酸含量：取滤液3 g，加入57 g水，用（标定过的）0.1 mol/L 氢氧化钠溶液进行电位滴定[11]。样品中可滴定酸含量计算参见公式（1）。

式中：

C——标定过的氢氧化钠溶液浓度，moL/L；

V——滴定时消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，mL；

K——换算以苹果酸克数系数换算，0.067；

M——质量，g。

糖酸比：计算甜瓜可溶性固形物含量和可滴定酸含量的比值，即甜瓜样品的糖酸比。

淀粉含量：采用淀粉含量检测试剂盒进行测定，具体步骤根据试剂盒说明书进行。

1.2.2.4 电子舌的测定

将果实轴向均分为8 瓣，去皮（厚度约0.5 cm），去籽，将1～2 瓣果肉用飞利浦打浆机打浆20 s，用两层纱布进行过滤，使用蒸馏水将样品进行稀释，保证样品的pH 值在pH 4～7 之间，可溶性固形物含量为低于5 °Brix，然后使用使用电子舌进行检测，检测条件为：传感器清洗时间5 min，样品测试时间30 s，回味测试时间30 s。传感器在刚开始测定时，感应强度会上下波动，测定1～2 次后，传感器响应强度趋于稳定，因此每个样品平行测定4～5 次，选取后3 次的响应强度数据用于后续分析。

1.2.2.5 抗坏血酸含量的测定

标准曲线：准确称取抗坏血酸0.0500 g，用草酸-EDTA 溶液定容50 mL 配成1 mg/mL 标准溶液，分别吸取0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 和0.7 mL 的标准溶液于25 mL 比色管。然后加入草酸-EDTA，使总体积为5 mL，再加入偏磷酸-乙酸溶液0.5 mL，硫酸1 mL，摇匀后加入2 mL 钼酸铵溶液，之后蒸馏水定容25 mL。15 min 后705 nm 测吸光度，以mg/mL 为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制曲线[21]。

样品测定：将果实切开后去皮，用飞利浦打浆机对果肉进行打浆20 s，用两层纱布进行过滤，准确称量滤液10 g，用草酸-EDTA 溶液定容至25 mL，过滤后，取1 mL 于25 mL 比色管中，再加入0.5 mL 的偏磷酸-乙酸溶液，5%的硫酸1 mL，摇匀后加入2 mL钼酸铵溶液，蒸馏水定容至25 mL。15 min 后测定吸光值，根据标曲公式及下式计算样品中Vc 含量（见公式2）。

式中：

C——测定用样液中还原型抗坏血酸的含量，mg；

V1——测定样液体积，mg；

V2——样液定容体积，mL；

m——样品重量，g。

1.2.2.6 氧自由基吸收能力的测定

氧自由基吸收能力（Oxygen radicaL absorbance capacity，ORAC）参考Shi 等[22]的方法稍作改动。吸取荧光素钠稀释液200 μL 于96 孔板中，随后加入0.5 mg/mL 浓度样品溶液20 μL 振荡5 min，37 ℃温育10 min 后迅速加入2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐溶液20 μL 启动反应。以激发波长485 nm，发射波长535 nm进行测定并记录荧光值，反应过程中每隔1 min 测定一次荧光值（记为Fn）。以测定时间为横坐标，荧光值为纵坐标绘制甜瓜汁荧光衰退曲线。测定结果以样品相当于TroLox 的含量表示。荧光衰退曲线下面积可以近似看作各梯形面积之和AUC，公式表达为：

式中：

fn——第n 个测定点时的相对荧光强度；

Δt——相邻两个测定点之间的时间间隔。

ORAC 值以Trolox 当量表达，其计算参见公式（3）。

式中：

AUCSample——抗氧化剂作用下的荧光衰退曲线下面积；

AUCAAPH——无抗氧化剂存在时自由基作用的荧光衰退曲线下面积；

AUCTrolox——标准抗氧化剂作用下的荧光衰退曲线下面积；

CTrolox——Trolox 的浓度，mg/mL；

CSample——样品浓度，mg/mL。

1.2.2.7 质构分析方法

使用P/100 探头测定果皮硬度；将完整果实平稳的放在测试台上，从果实的赤道处下压，测试前速度5 mm/s；测试速度2 mm/s；测试后速度5 mm/s，形变为2%，保持1 s，设定最小触发力10 g，记录应力变化规律，将下压过程中最大应力作为果皮硬度。

使用P/5 探头测定果肉硬度和脆性指数；从果实赤道处切下果肉环，宽度约为4 cm，将果肉环均匀的分成8 块，分别将每块果肉果皮向下，平稳的放在测试台上进行压缩试验，压缩测试前速度1 mm/s；测试速度2 mm/s；测试后速度5 mm/s，形变为80%，设定最小触发力5 g，记录应力变化规律。果肉硬度：选取应力变化时间的25%～75%部分作为统计区间，计算统计区间内所有应力的平均值作为果肉硬度；果肉脆性指数：统计应力变化大于10 g 力的峰，以峰的数量作为果肉脆性指数。

1.3 数据统计与分析

样品测定平行三次，计算平均值和标准偏差，并以均值±标准差表示；采用SPSS V 25.0数据分析软件，单因素方差分析比较组间差异（p＜0.05）；电子舌数据用SIMCA-P+11 进行主成分分析，其他图采用Origin 9.1 绘制。

2 结果与分析

2.1 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜感官特性的影响

感官评价直接反映货架期期间果实品质变化情况，表2 显示处理组间果实的香气、口感、果肉质地和总体接受度在15 d 货架期内的变化情况。随着货架期延长，果实的香气、口感、果肉质地和总体接受度均逐步降低。与对照组相比，哈茨木霉处理组的口感和果肉质地得分均较高，果肉的口感绵软，质地均一；而香气和总体接受度与对照组接近。

表2 哈茨木霉处理对网纹甜瓜感官品质的影响Table 2 Effect of Trichoderma harzianum treatment on sensory qualities of melons

图1 显示并预测网纹甜瓜感官评价分值的变化趋势。网纹甜瓜的感官评价分值是香气、口感、果肉质地和总体接受度的平均值，是果实综合特性的表征。网纹甜瓜的评分在贮藏第5～10 d 达到最佳，随后评分迅速降低。若以大于6.50 分作为果实最佳赏味期，对照组和哈茨木霉组的最佳赏味期分别为6.10～11.30 d和3.10～12.40 d，两组最佳赏味期的持续时间分别为5.20 和9.30 d，哈茨木霉组比对照组延长果实最佳赏味期4.10 d。已有研究显示甜瓜果实在收获后约7～10 d 出现乙烯释放和呼吸高峰，同时果肉变软，产生大量香气，进入最佳赏味期[23-25]，与本文哈茨木霉组3.10～12.40 d 的最佳赏味期接近。

2.2 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜外观和颜色的影响

图2 显示哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜果实外观的影响。在15 d 的货架期中，网纹甜瓜果皮的颜色和网纹未见显著性变化，果柄萎蔫的现象明显，但均未出现霉变现象。在货架期0 d，果实果肉靠近果皮处为黄绿色，果心处为淡黄色，果肉组织紧密，硬度较高；随着时间延长，靠近果皮的绿色加深，果心处淡黄色变浅，出现汁液渗出，果肉的组织疏松。对照组在第5 d 后，果肉出现软化和纤维化现象，在10 d 后，果腔汁液渗出明显；哈茨木霉组果实在第10 d 出现软化和纤维化现象，在15 d 后，失去商品性。与张翠环等[26]研究的哈密瓜贮藏期间的生理品质变化规律相似。

表3 显示网纹甜瓜果实果肉在货架期期间L*值、a*值和b*值的变化。随着货架期延长，对照组和哈茨木霉组的L*值均下降大约10%，第15 d 的L*值与第0 d 出现显著性差异（p＜0.05）；a*值为-3.15～-4.61 之间，果肉颜色呈现浅绿色，哈茨木霉组的a*值的平均值小于对照组，绿色更加显著；b*值呈现下降趋势，果肉原有的黄色越来越淡；果肉与新鲜样品的ΔE 呈现逐渐增大趋势。在15 d 的货架期中，对照组的颜色变化较大，原有的黄色逐渐变淡，两个处理组第15 d的b*值与第0 d 出现显著性差异，下降大约30%；哈茨木霉组在15 d 的ΔE 为8.34，比对照组降低了26.40%。因此，哈茨木霉处理维持果肉原有的黄绿色，延缓果肉颜色变化。

表3 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜果肉颜色的影响Table 3 Effect of Trichoderma harzianum treatment on color of melons

2.3 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜口味的影响

网纹甜瓜的口味主要与果实中的糖、酸和金属离子有关，研究测定可溶性固形物含量、可滴定酸含量和淀粉含量来定量的表征果实的口味，并进一步采用电子舌比较样品之间口味的差别。图3 显示哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜可溶性固形物含量、可滴定酸含量和淀粉含量的影响。哈茨木霉组的可溶性固形物含量在15～16 °Brix，而对照组呈现上升的趋势，在货架期5～10 d，哈茨木霉组的可溶性固形物含量比对照组提高了15.20%，显著性高于对照组（p＜0.05），在货架期第15 d 与对照组未见显著性差异，哈茨木霉组提高果实在最佳赏味期的可溶性固形物含量。在15 d 的货架期中，哈茨木霉组的可滴定酸含量略有降低，而对照组略有升高。

在15 d 的货架期中，网纹甜瓜的淀粉含量呈上升趋势，这一结果与Qin 等[27]结果一致，淀粉含量的变化因甜瓜品种不同，参与的糖-淀粉代谢的酶发挥作用不同。对照组淀粉含量由19.30 mg/g 升高至50.60 mg/g，提高2.62 倍，而哈茨木霉组淀粉含量由11.20 mg/g 升高至42.50 mg/g，提高3.77 倍；哈茨木霉组的淀粉含量及其含量提高率均低于对照组。原因可能在于哈茨木霉组中糖分以寡聚糖的形式存在比例较高，向淀粉转化的速率低，而对照组以淀粉等长链形式存在比例较高，寡聚糖向淀粉转化的速率高[27-29]；另一方面，该结论也证实了哈茨木霉组中可溶性固形物含量高于对照组的结论。因此，施用哈茨木霉提高网纹甜瓜的可溶性固形物含量。

采用电子舌比较哈茨木霉处理对网纹甜瓜酸、涩、苦、咸、鲜、甜、丰富性以及其回味的影响，并采用主成分分析的方法比较各样品之间口味的差别。图4显示主成分1 和主成分2 的方差分别为51.40%和28.40%，累积方差为79.80%。因此，主成分1 和主成分2 可以显示样品口味之间的差异。在15 d 的货架期期间，两个处理组果实的主成分1 出现降低趋势，该结论与感官评价得分的趋势一致，其中，哈茨木霉处理组果实口味的主成分在第0 和5 d 略微降低，而在第10 和15 d，逐渐减低，口味变化十分明显；在货架期的第5、10 和15 d，哈茨木霉处理组的口味主成分1 均高于对照组，可以推测哈茨木霉处理组的口味均优于对照组。

网纹甜瓜口味的贡献可以分为3 类，其中，酸味和回味B 为对主成分1 具有主要贡献，苦味和咸味对主成分1 贡献较小，而其它味觉对主成分1 具有负向贡献。该结论也印证了哈茨木霉处理对可滴定酸含量影响的结果，随着果实可滴定酸含量降低，果实的口味有所提高。分析该现象的原因在于网纹甜瓜的主要味觉为甜味，对照组和哈茨木霉处理组的可溶性固形物含量在15%～16%，变化率不大，而酸味等其它味觉变化率更大，因而成为影响果实口味的主要因素。

2.4 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜抗氧化能力的影响

图5 显示哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜抗坏血酸含量的影响，货架期前期，果实中抗坏血酸含量逐渐提高，在10 d 后，抗坏血酸含量迅速提高。在货架期第15 d，对照组和哈茨木霉组的抗坏血酸含量分别为6.38 和10.50 mg/100 g，哈茨木霉组的抗坏血酸含量为对照组的1.65 倍。该现象与任国翠等[30]研究现象基本保持一致。因此，哈茨木霉菌剂处理提高网纹甜瓜中抗坏血酸含量。

ORAC 值反映了样品抗氧化的能力。在15 d 的货架期中，哈茨木霉组的ORAC 值均高于对照组，并且在第10 d 达到最高，随后逐渐降低。在第10 d，对照组和哈茨木霉组的ORAC 值分别为606.80 和667.80(μmol/L)/100 g，哈茨木霉处理组的ORAC 值比对照组提高了10.05%。该结果与曹森等研究结论一致，其研究发现在采前喷施哈茨木霉菌提高蓝莓抗氧化能力[18]；值得注意的是，在货架期期间果实中抗坏血酸含量逐渐上升，但ORAC 值前期逐渐上升，在15 d 出现下降现象，二者变化规律不一致。该现象证实在网纹甜瓜中具有除了抗坏血酸外，还有其它具有抗氧化能力的组分。因此，哈茨木霉处理提高果实抗坏血酸含量，其抗氧化能力在货架期第10 d 达到最高。

2.5 哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜质构的影响

哈茨木霉菌剂处理对网纹甜瓜果实质构的影响见图6。在货架期期间，果皮硬度逐渐降低，在货架期第10 d，哈茨木霉组果皮的硬度显著性高于对照组，在第15 d，哈茨木霉组果皮的硬度为对照组的1.75倍。曹森等[17]研究发现采前喷施哈茨木霉菌可以抑制果实软化，与本文的结果一致；类似的结果也出现在哈密瓜方面，王小平等[31]研究发现采前杀菌剂处理抑制哈密瓜果肉硬度降低。

网纹甜瓜果肉的硬度随货架期的延长而降低，对照组的果肉硬度由6.70 N 降低至0.86 N，降低了87.16%，而哈茨木霉组的果肉硬度由6.00 N 降低至1.24 N，降低了79.33%。推测果肉软化可能与果胶、可溶性固形物含量、水分含量等多种因素有关，张冉冉等[32]研究发现硬肉桃果实成熟过程中可溶性糖含量提高，果肉的硬度降低。

果肉的脆性指数反映果肉的脆度，指数数值降低显示果肉脆度降低，糯性增强。网纹甜瓜的果肉脆性指数呈现降低的趋势，对照组脆性指数在货架期前5 d保持稳定，随后快速降低；而哈茨木霉处理组果实的脆性指数缓慢降低，逐渐呈现出果实糯性特征；在15 d 的货架期期间，哈茨木霉组果肉脆性指数低于对照组，果肉的糯性特征明显。因此，哈茨木霉处理提高果皮硬度1.75 倍，延缓果肉硬度降低，并提高果肉的糯性。

3 结论

本研究在种植过程中，对网纹甜瓜根部施用哈茨木霉菌剂4 次，在贮藏过程中，评价果实的感官、颜色、糖酸含量、Vc 含量和ORAC 值等品质特征。结果表明：哈茨木霉处理后果实果肉口感甜糯，质地均一，果实最佳赏味期延长4 d；哈茨木霉处理后，果实可溶性固形物含量提高15.20%、Vc 含量提高64.58%、ORAC 值提高10.05%，抗氧化能力显著性提高；并且哈茨木霉处理使果皮的硬度提高1.75 倍，延缓果肉的软化现象，更加便于果实的贮藏和运输。因此，根部追施哈茨木霉菌剂提高网纹甜瓜货架期品质。