低溫處理對河套蜜瓜采后生理的影響

劉雙祿 蘇志芳 王海偉

（河套學院農(nóng)學系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

1 前言

我國是世界上栽培甜瓜最早的國家之一，至今約有3000多年的歷史。甜瓜是我國最古老的農(nóng)作物之一，歷代甜瓜種植業(yè)也積累了大量有科學價值的遺產(chǎn)[1，3]蜜瓜屬葫蘆科黃瓜屬甜瓜種厚皮甜瓜亞種。其品質(zhì)優(yōu)，甘甜爽口，香味濃郁，是內(nèi)蒙古河套地區(qū)傳統(tǒng)的優(yōu)良特色甜瓜品種，在當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟增效和農(nóng)民增收上發(fā)揮了巨大作用。

河套蜜瓜相傳是20世紀40年代由從區(qū)外引入的黃旦子類型的厚皮甜瓜種[2，3]七十多年的栽培形成的一個地方品種。河套蜜瓜多年來在當?shù)乇环Q為“華萊士瓜”據(jù)我國著名西瓜甜瓜育種家王鳴教授考證認為華萊士瓜與黃旦子是2個完全不同類型的河套蜜瓜品種（黃旦子為黃皮白肉或淡綠肉早熟品種，而華萊士瓜則是白皮綠肉中熟品種），華萊士瓜是1944年美國副總統(tǒng)華萊士來華訪問時從美國引入的1個河套蜜瓜品種，英文原名“Honey Dew”(蜜露)引入蘭州試種成功后曾稱“華萊士瓜”，后更名為“白蘭瓜”。由此可見把河套蜜瓜稱為“華萊士”一直是誤傳，應予以更正[4]。

由于其含水量高、生理代謝旺盛、易受病原物侵染，采后爛損頗為嚴重[5]。采用化學殺菌劑是控制甜瓜采后爛損、延長貯藏期的有效手段，但存在藥劑殘留、病原物產(chǎn)生抗藥性及環(huán)境污染等問題，因此，研究簡便、有效，而且無副作用的保鮮方法，如釆后低溫、熱處理、鈣，涂膜及天然防腐劑來提高果蔬貯藏的質(zhì)量及延長其貨架期成為近幾年國內(nèi)外研究的熱點[6]。

貯藏期間適宜的低溫能夠抑制果實乙烯的生物合成，推遲果實呼吸躍變，從而抑制果實的軟化和衰老，保持優(yōu)良品質(zhì)、減少腐爛和延長貯藏壽命。高溫能加速甜瓜果肉變軟，使后熟和腐爛加快。但是甜瓜果實對低溫較為敏感，在冷藏條件下容易發(fā)生冷害。關于甜瓜果實的冷害溫度，因種類不同而報道各異，大致范圍是 0～7℃。 許玲等（1990）研究發(fā)現(xiàn)在 0～2℃的冷害溫度下，哈密瓜果實的表皮細胞下數(shù)層薄壁細胞首先發(fā)生質(zhì)壁分離，細胞扁平化，從而導致表皮組織下陷，冷害癥狀的起始部位在氣孔處。關于河套蜜瓜適宜貯藏溫度目前還沒有權威的研究結論，需要進一步研究論證[7～10]。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

供試材料河套蜜瓜采自巴彥淖爾市磴口縣烏蘭布和農(nóng)場科技站。選擇顏色、果個均勻一致，無病蟲害和機械傷的八成熟果實。包裝材料：0.03 mm PE，購自天津國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術研究中心。

2.2 試驗設計

果實采摘后裝箱運回冷庫預冷。設定三個溫度：Ⅰ：1℃，Ⅱ：5℃，Ⅲ：9℃，各溫度波動范圍均為±0.5℃。貯藏環(huán)境相對濕度為80%～85%。將預冷后的果實裝入0.03 mm PE保鮮袋中，規(guī)格為200 mm×300 mm，袋子兩側各打孔徑為0.3 cm的通氣孔4個，每袋裝果300g，袋口用繩扎緊密封，每處理11袋，設三個重復。

2.3 測定項目及方法

呼吸強度的測定：靜置法，取三次平行測定的平均值，以 CO2mg·kg-1·h-1表示。

丙二醛（MDA）含量的測定：采用硫代巴比妥酸（TAB）法。

樣品液提取：取植物材料1 g，加少許50 mmol·L-1，pH7.8磷酸緩沖液在冰浴中研磨，最終得10 mL勻漿。轉(zhuǎn)移至離心管中，在3000 rpm下粗離心1 min，粗提液再轉(zhuǎn)移至13 000 g，4℃下離心20 min，上清液即為樣品提取液。

測定方法：吸取樣品提取液2 mL→加入0.67%硫代巴比妥酸 （TBA）2 mL→沸水浴加熱20 min（呈粉紅色）→快速冷卻→4 000 rpm離心5 min。以0.67%TBA為參比液，取上清液測定532、600和450 nm波長下的吸光值。MDA （μmol/L）=6.45(OD532-OD600)-0.56OD450。

超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定：采用氮藍四唑（NBT）光化還原法。

酶液提取同上面的樣品液提取。

測定方法：取試管4支，2支為測定管，另2支為對照管，按表7加入各溶液。

混勻后將1支對照管置于暗處，其它各管于4000 lx日光燈下反應20 min（要求各管受光情況一致）。反應結束后，以不照光的對照管做空白，在560nm下分別測定其它各管的光吸收。已知SOD活性單位以抑制一個NBT光化還原的50%為酶活性單位表示，按下式計算SOD活性：

表1 SOD活性測定試驗中各溶液加入量

式中：SOD總活性以每克鮮重酶單位表示（U/gFW）；

ACK-照光對照管的光吸收值；

AE-樣品管的光吸收值；

V-樣液總體積（mL）；

Vt-測定時樣品用量（mL）；

W-樣品重（g）。

過氧化氫酶（CAT）活性的測定：碘量法。

式中：B：空白滴定值（mL）；

A：樣品滴定值（mL）；

N：Na2S2O3的當量濃度；

17.17：H2O2的毫克當量；

V：酶液總體積（mL）；

a：測定時酶液用量（mL）；

W：樣品重（g）；

t：反應時間（min）。

VC含量的測定：碘滴定法，取三次滴定的平均值，以mg/100g表示。

2.4 數(shù)據(jù)處理

論文中所有圖表的繪制采用Excel進行處理，數(shù)據(jù)的差異性分析使用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行處理。

3 低溫對河套蜜瓜采后生理的影響

3.1 低溫對河套蜜瓜呼吸強度的影響

從圖1可以看出，1℃和5℃貯藏的河套蜜瓜采后呼吸強度一直比較低，而且無呼吸高峰出現(xiàn)。這與第一年的試驗結果相同。但從圖上可以看出，9℃貯藏的河套蜜瓜在采后28d出現(xiàn)一呼吸高峰，這可能是由于高溫促進了河套蜜瓜的衰老和腐爛，進而導致呼吸代謝異常所致。數(shù)據(jù)分析表明（表2），在P＜0.01水平上三個溫度條件下的呼吸強度達到了極顯著。1℃貯藏的河套蜜瓜較5℃和9℃的呼吸強度低，說明低溫可以明顯抑制河套蜜瓜的呼吸強度。

圖1 不同溫度貯藏河套蜜瓜呼吸強度變化曲線

表2 不同溫度貯藏對河套蜜瓜呼吸強度的影響

3.2 低溫對河套蜜瓜丙二醛（MDA）含量的影響

表3 不同溫度貯藏對河套蜜瓜丙二醛含量的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化作用的產(chǎn)物，能影響細胞膜結構，其含量的增多是果實衰老的標志。從圖2看出，隨著貯藏時間的延長，河套蜜瓜果實中MDA含量逐漸增加，且溫度越高，增加幅度越大。表3方差分析結果表明，1℃與5℃以及5℃與9℃之間在P＜0.05水平上顯著，1℃與 9℃在P＜0.01水平上極顯著，說明低溫可有效抑制河套蜜瓜果實中MDA含量的積累，從而延緩衰老的進程。1℃貯藏的果實MDA含量最低，說明低溫可以降低膜脂過氧化程度，減輕膜結構的破壞程度，從而降低腐爛率和軟化程度。

3.3 低溫對河套蜜瓜超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

圖2 不同溫度貯藏河套蜜瓜丙二醛含量變化曲線

超氧化物歧化酶（SOD）在植物衰老過程中有清除過量的活性氧，維持活性氧代謝平衡，保護膜結構的作用，因而能延緩衰老。果實衰老時，SOD活性下降，意味著體內(nèi)清除活性氧能力的下降。由圖3可知，河套蜜瓜的SOD活性的變化隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)出前期下降中期上升后期再下降的趨勢。貯藏前期（15d以前）三個溫度貯藏的河套蜜瓜SOD活性無明顯差異，但從采后15d開始，1℃貯藏的河套蜜瓜SOD活性一直顯著高于5℃和9℃貯藏的河套蜜瓜。方差分析（表4）表明，1℃貯藏與5℃和9℃貯藏的河套蜜瓜之間在P＜0.01水平上達到了極顯著。說明低溫貯藏可使河套蜜瓜SOD活性維持在較高水平，有效地清除O2-，減少膜的破壞性，從而延緩果實的衰老。

表4 不同溫度貯藏對河套蜜瓜超氧化物歧化酶含量的影響

圖3 不同溫度貯藏河套蜜瓜超氧化物歧化酶活性變化曲線

3.4 低溫對河套蜜瓜過氧化氫酶（CAT）活性的影響

過氧化氫酶（CAT）是一種內(nèi)源H2O2的清除劑，能夠在衰老過程中清除細胞中的過量活性氧，維護氧代謝平衡，保護膜結構的完整性，從而在一定程度上延緩果實的采后衰老進程。從圖4可以看出，在不同溫度下貯藏的河套蜜瓜，CAT活性均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，貯藏至15 d時CAT活性達到一個小的峰值（1.47H2O2mg·gFW·min）。 這可能是由于河套蜜瓜在貯藏期間體內(nèi)累積H2O2較多，自身的酶防御系統(tǒng)啟動過氧化氫酶對其進行分解作用，從而導致CAT活性上升。15 d后酶活性逐漸下降，導致H2O2的積累，表明果實走向衰老。通過方差分析（表5）表明，從第15 d開始1℃貯藏的河套蜜瓜其CAT活性顯著（P＜0.05）高于 5℃貯藏的，并且極顯著（P＜0.01）的高于9℃貯藏的果實。而且5℃貯藏的CAT活性也顯著（P＜0.05）高于9℃貯藏的。說明低溫可使CAT活性維持在較高水平，有效地清除H2O2的積累，有利于一定時間內(nèi)維持果實細胞內(nèi)自由基代謝的穩(wěn)定性。

表5 不同溫度貯藏對河套蜜瓜過氧化氫酶含量的影響

圖4 不同溫度貯藏河套蜜瓜過氧化氫酶活性變化曲線

4 結論與討論

低溫可顯著降低河套蜜瓜的呼吸強度，減少果實的底物消耗，提高貯藏品質(zhì)，三個溫度在P＜0.01水平上達到了極顯著。低溫可有效降低河套蜜瓜貯藏過程中膜脂過氧化產(chǎn)物MDA的積累，保護膜透性，三個溫度在P＜0.05水平上達到顯著。低溫可使SOD和CAT活性維持在較高水平，且1℃與5℃和9℃貯藏的果實之間都存在顯著性差異。說明低溫貯藏可使河套蜜瓜在衰老過程中及時清除體內(nèi)過量的活性氧，維持活性氧代謝平衡，保護膜結構，因而能延緩衰老。