臭氧對甜瓜貯藏性能的影響研究

耿新麗，鄭賀云，張翠環(huán)，姚 軍，張銀歡，廖新福

（新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆 吐魯番 838200）

新疆哈密瓜在全國園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。同時，西瓜和甜瓜也是農(nóng)民實現(xiàn)增收的高效園藝作物，在增加農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[1]。新鮮的甜瓜因外觀精美、氣味芳香、果肉含水量、含糖量高，且類胡蘿卜素、VC、氨基酸等營養(yǎng)成分豐富而備受廣大國內(nèi)外消費者的青睞。但新疆甜瓜成熟期較為集中，而且新疆氣溫較高，地域偏遠(yuǎn)，缺乏合理的包裝和有效的冷鏈物流，甜瓜采后容易受到鐮刀菌、鏈格孢及粉紅單端孢等致病菌的侵染，使得甜瓜更加容易腐爛[2]，這些因素嚴(yán)重影響了新疆甜瓜產(chǎn)業(yè)的正常發(fā)展，阻礙了新疆相關(guān)企業(yè)及瓜農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入的增高，所以尋求安全、高效的甜瓜保鮮技術(shù)具有重要意義。

臭氧是一種氧化性很強(qiáng)的殺菌劑，其活性高、滲透性強(qiáng)，在常規(guī)環(huán)境下即可自發(fā)分解為氧自由基和氧氣。臭氧通過氧化作用破壞霉菌、細(xì)菌、病毒等病原微生物細(xì)胞膜內(nèi)的脂蛋白和脂多糖及酶系統(tǒng)，導(dǎo)致病原菌新陳代謝出現(xiàn)障礙并死亡[3-4]；同時，臭氧能使具有促進(jìn)果實成熟的乙烯氣體快速分解生成CO2和H2O，從而降低果蔬貯藏過程中乙烯的釋放量，延緩果實的衰老[5]。近年來，臭氧在食品工業(yè)及果蔬保鮮上發(fā)揮了巨大的應(yīng)用潛能，在獼猴桃[6]、葡萄[7]、香梨[8]等果蔬保鮮上展現(xiàn)了較為顯著的保鮮效果，在甜瓜[9]保鮮上，也有試驗證實了其具有一定的保鮮效果。但上述研究都集中在以恒定的臭氧濃度對果實進(jìn)行1次處理。本試驗以“西州密25號”甜瓜為試驗材料，探討間歇臭氧熏蒸處理對甜瓜貯藏性能的影響，以期為延長甜瓜貯藏時間提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料

供試甜瓜為“西州密25號”，2017年4月種植于新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，2017年7月5日采收，采收后用發(fā)泡網(wǎng)套瓜裝箱，于當(dāng)天運回新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所實驗室，選擇成熟度及大小一致、無機(jī)械損傷、無病蟲害、留有2～3 cm果柄的甜瓜進(jìn)行試驗。

1.1.2 儀器與設(shè)備

JA-20D臭氧發(fā)生器，徐州市九洲龍臭氧設(shè)備制造有限；K-BA100R型無損測糖儀，日本Kubota公司；GY-4型數(shù)顯式水果硬度計，浙江托普儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

使用無損測糖儀測定可溶性固形物含量在15%左右的甜瓜240個，分為4組，每組60個甜瓜，分別置于4個大小一致、密閉性較好的6～8℃的冷藏庫中，通過用JA-20D臭氧發(fā)生器向冷庫中充入臭氧的方式對不同組甜瓜進(jìn)行臭氧處理，處理時間分別為0.5 h（T1）、1 h（T2）和1.5 h（T3）、無臭氧處理作為對照。每24 h處理1次，共處理3次，

1.2.2 測定指標(biāo)及方法

將同一處理組的60個甜瓜平均分為2個小組，給其中一個小組的30個瓜進(jìn)行編號，每5 d測定可溶性固形物含量及質(zhì)量，并統(tǒng)計腐爛級別；另一個小組每5 d隨機(jī)選3個果實，對果實硬度進(jìn)行測定。

1.2.2.1 可溶性固形物（TSS）含量

使用無損測糖儀進(jìn)行測定，單位：%。

1.2.2.4 腐爛指數(shù)和腐爛率

按照甜瓜果實表面出現(xiàn)病斑大小作為果實腐爛的判別依據(jù)。參照陳學(xué)紅等[10]的方法根據(jù)果實腐爛面積大小將果實腐爛級別分為5個等級。

0級：果實新鮮，完好無損；1級：腐爛面積占果實面積的5%～10%（不包括10%）；2級：腐爛面積占果實面積的10%～15%（不包括15%）；3級：腐爛面積占果實面積的15%～20%（不包括20%）；4級：腐爛面積占果實面積的20%及以上。

1.2.2.2 硬度

在果實赤道處橫剖面，距果心0.5 cm和2.5 cm處，使用硬度計測定，每次測定重復(fù)3次，結(jié)果取平均數(shù)，單位：kg/cm2。

1.2.2.3 失重率

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，利用DPS進(jìn)行各處理間差異顯著性分析，以P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧處理對甜瓜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量不僅是果實成熟的標(biāo)志，而且也是反映果實耐貯性的重要指標(biāo)之一。由圖1可知，隨著貯藏時間的延長，甜瓜果實可溶性固形物含量整體呈先升高后下降的趨勢。T1、T2、T3三個處理組在貯藏第10天時可溶性固形物含量達(dá)到最大值，而CK在貯藏第5天時達(dá)到最大值，這說明，臭氧能減緩甜瓜的后熟速度；貯藏后期，各處理組的可溶性固形物含量都呈下降趨勢，但T1、T2、T3甜瓜果實的可溶性固形物下降趨勢較對照平緩，且維持相對較高水平，在貯藏25 d時各處理組及對照的可溶性固形物含量下降率分別為8.33%、9.00%、9.33%、14.67%，由此可知，臭氧處理能夠有效抑制甜瓜可溶性固形物含量的消耗；但并非臭氧處理時間越長，抑制可溶性固形物含量的消耗越明顯，而是適當(dāng)?shù)某粞跆幚頃r間更能有效的抑制其消耗。

圖1 臭氧處理對甜瓜可溶性固形物含量的影響Fig.1 Effectsof ozonetreatmentson solublesolidscontents of postharvest melons

2.2 臭氧處理對甜瓜果實硬度的影響

甜瓜果實隨著貯藏時間的延長，果膠物質(zhì)發(fā)生變化會使果實硬度逐漸下降，果實迅速衰老軟化，果實品質(zhì)下降，因此果肉硬度是反映果實品質(zhì)和耐貯性的一個重要指標(biāo)[11]。由圖2和圖3可知，在整個貯藏期，甜瓜果肉不管是距果心0.5 cm處還是2.5 cm處的果肉硬度整體呈下降趨勢。各處理組T1、T2、T3及CK的果實從貯藏0 d開始到貯藏30 d結(jié)束，距離果心0.5 cm處的果肉硬度從1.82 kg/cm2分別下降至1.09、1.03、1.04、1.00 kg/cm2，下降率分別為40.04%、43.15%、42.73%、44.99%；距離果心2.5 cm處的果肉硬度從3.04 kg/cm2分別下降至2.38、2.11、2.25、2.02 kg/cm2，下降率分別為21.48%、30.44%、26.00%、33.41%；根據(jù)差異性分析，各處理之間差異性不顯著。由此說明，臭氧處理能夠有效減緩甜瓜果肉硬度的下降，其中處理0.5 h的效果較好。

圖2 臭氧處理對距甜瓜果心2.5 cm處果肉硬度的影響Fig.2 Effectsof ozonetreatmentson pulp firmness(2.5 cmdistancefromcore)of postharvest melons

圖3 臭氧處理對距甜瓜果心0.5 cm處果肉硬度的影響Fig.3 Effectsof ozone treatments on pulp firmness(0.5 cmdistance fromthe core)of postharvest melons

2.3 臭氧處理對甜瓜失重率的影響

貯藏期的果實水分流失不僅會導(dǎo)致果實萎蔫，還會影響果實的正常生理代謝，導(dǎo)致果實衰老退化，因此，失重率也是果實耐貯性的重要指標(biāo)。從圖3可知，隨著貯藏期的延長，各處理組T1、T2、T3和CK的果實失重率逐漸增加，從貯藏0 d到貯藏結(jié)束，T1、T2、T3、CK失重率分別增加了3.95、3.72、5.10、3.21個百分點，貯藏25 d各處理的失重率為CK＜T2＜T1＜T3。根據(jù)差異性分析，貯藏前期，各處理失重率差異性不顯著，貯藏中后期（15～25 d），T3處理的失重率顯著高于T1、T2和CK（P＜0.05），且T1和T2之間的差異不顯著。

圖4 臭氧處理對甜瓜失重率的影響Fig.4 Effectsof ozone treatments on weight lossrates of postharvest melons

2.4 臭氧處理對甜瓜腐爛指數(shù)及腐爛率的影響

隨著貯藏時間的延長，甜瓜果實的腐爛指數(shù)和腐爛率增加，從圖5和表1可知，貯藏前10天，各處理組及CK組果實均完好無損，但從15 d開始所有實驗組甜瓜果實都開始出現(xiàn)腐爛，貯藏15d時，CK組的腐爛指數(shù)分別是處理組T1、T2、T3的5.03、3.79和3.33倍，腐爛率分別為8.00、4.00和4.00倍；貯藏25d時，CK組果實腐爛指數(shù)高達(dá)90.83，腐爛率為100%，完全喪失了食用價值，而處理組T1、T2、T3的腐爛指數(shù)分別為32.5、48.33和51.67，腐爛率分別為53.33%、60%、80%，由上可知，適量濃度的臭氧能夠降低甜瓜果實的腐爛率，但濃度過高反而不適宜甜瓜的保鮮，這可能是由于過多的臭氧會對果實造成一定的傷害。

表1 臭氧處理對甜瓜腐爛率的影響Table 1 Effects of ozonetreatmentson rotting rates of postharvest melons 單位：%

圖5 臭氧處理對甜瓜腐爛指數(shù)的影響Fig.5 Effectsof ozone treatmentson decay indices of postharvest melons

3 討論與結(jié)論

甜瓜果實含水量較高，采后生理代謝仍然很旺盛，衰老速度快，果實硬度及質(zhì)地軟化速度較快，導(dǎo)致品質(zhì)劣變、損失率極高。失重率在一定程度上能夠反映果實的品質(zhì)，果實的可溶性固形物含量及硬度可以反映果實內(nèi)在品質(zhì)的變化。本研究臭氧處理的甜瓜果實在可溶性固形物含量和果肉硬度的保持上優(yōu)于對照組，而處理組之間每24 h處理0.5 h的效果較好，這與羅文靖等[12]利用臭氧處理庫爾勒香梨的研究結(jié)果相近，即臭氧處理并非濃度越高越好，適宜的臭氧濃度能夠抑制可溶性固形物含量的下降速率，臭氧濃度過高在一定程度上又促進(jìn)了果實的新陳代謝，加快果實能量的消耗。

臭氧能夠利用其強(qiáng)氧化性殺滅果實表面的病原菌，減少因病原菌滋生而導(dǎo)致的果實腐爛，臭氧處理后的“西州密25號”甜瓜果實在整個貯藏期的腐爛率都顯著低于對照組，但是仍以每隔24 h處理0.5 h的效果最好，由此說明，對照組果實病原菌滋生較快，致腐較為嚴(yán)重，而臭氧濃度過高反而會對甜瓜果實產(chǎn)生傷害，加劇甜瓜腐爛，這與章寧瑛等[13]利用臭氧處理藍(lán)莓的研究結(jié)果一致，反應(yīng)機(jī)理還需進(jìn)一步深入研究。

失重率也是反映果實貯藏性的重要指標(biāo)，臭氧的強(qiáng)氧化性會對果實組織產(chǎn)生一定的傷害，造成果實失水加重以致出現(xiàn)果皮組織軟化，經(jīng)過臭氧處理的“西州密25號”甜瓜果實，貯藏期間失重率高于CK，臭氧處理時間越久果實失重率越大，因此，需要根據(jù)甜瓜組織結(jié)構(gòu)來調(diào)整適宜的臭氧處理條件。

本研究采用臭氧間歇處理“西州密25號”甜瓜果實，結(jié)果表明，每隔24 h進(jìn)行0.5 h臭氧處理（連續(xù)處理3 d）能夠有效抑制果實內(nèi)含物質(zhì)的分解而延緩果實可溶性固形物含量和硬度的下降，有效降低果實腐爛率，但是果實水分散失較快。