外源硝普鈉處理對甜瓜采后貯藏特性的影響

姚 軍，鄭賀云，張翠環(huán)，再吐娜·買買提，汪志偉，耿新麗

（新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆 鄯善 838200）

甜瓜（Cucumis melo L.）為葫蘆科（Cucurbitaceae）一年生蔓性草本植物，其風(fēng)味獨(dú)特，清香可口，深受消費(fèi)者的喜愛。但甜瓜采收期相對集中，且正值夏季，果實含糖量較高，生理代謝旺盛，后熟衰老迅速使果實品質(zhì)下降。乙烯是植物的內(nèi)源激素，有促進(jìn)果實成熟和調(diào)節(jié)衰老的作用。因此，在甜瓜的貯運(yùn)過程中，研究有效延緩和控制乙烯釋放的抑制劑具有重要的現(xiàn)實意義。

一氧化氮（Nitric oxide，NO）是存在于植物體內(nèi)的一種重要的信號分子，其廣泛參與植物的生長、發(fā)育、成熟、衰老等生理過程[1]。硝普鈉（Sodium nitroprusside，SNP）作為NO的載體化合物，通常被用來研究外源NO對植物生長的作用[2]。而NO是一種能夠有效延緩果實衰老的天然植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，其通過調(diào)控乙烯氧化酶和乙烯合成酶活性有效抑制內(nèi)源乙烯的生物合成[3]，并對植物組織衰老過程中保護(hù)酶系統(tǒng)的酶活性進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到延緩組織衰老的目的[4]。1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是一種有效的乙烯拮抗劑，能夠不可逆地作用于乙烯受體，從而阻斷受體與乙烯的正常結(jié)合。1-MCP的乙烯抑制作用已被廣泛應(yīng)用于延遲果蔬成熟，對抑制果實后熟軟化，延長呼吸躍變型果實采后的保鮮期，保持果蔬品質(zhì)發(fā)揮了重要的作用，其中包括甜瓜的貯運(yùn)保鮮[5-6]。

近年來，NO已廣泛用于果蔬保鮮，能夠延緩果蔬的成熟和衰老，很多學(xué)者已對其在果蔬中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的試驗，其中包括西紅柿[7]、黃瓜[8]、獼猴桃[9]、紅毛丹[10]、芒果[11]、番荔枝[12]、南果梨[13]以及板栗[14]等。而NO 處理在甜瓜貯藏保鮮上的應(yīng)用，主要在對甜瓜采后細(xì)胞壁代謝[15]、黑斑病控制[16]及采后耐冷性[17]的影響上。本研究以甜瓜采后保鮮效果較好的乙烯拮抗劑1-MCP 為對照，探尋另一種乙烯調(diào)控劑SNP對其貯藏特性及品質(zhì)的影響，以期為延緩甜瓜后熟衰老提供更多、更有效的貯藏保鮮手段。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

西州密25號甜瓜，選取相近糖度（可溶性固形物含量14%～16%）、果實大小均勻、無病蟲斑、無機(jī)械損傷的果實。

硝普鈉，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；1-MCP（聰明鮮），美國羅門哈斯公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

K-BA100R 型便攜式水果無損檢測儀，日本Kubota 公司；GS-15 型水果質(zhì)地分析儀，北京陽光億事達(dá)科技有限公司；GY-4 型數(shù)顯式水果硬度計，浙江托普儀器有限公司；DDS-307型電導(dǎo)率儀，上海儀電科技有限公司；F-900 型便攜式乙烯測定儀，美國Felix 公司；TEL-7001 型紅外二氧化碳測定儀，美國Talaire公司。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將采收的甜瓜用無損檢測儀測定，挑選出糖度為16%±1%的單瓜300 個，每60 個甜瓜為一組，分為A、B、C、D、E 五組。A、B、C、D 組分別用0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L 的硝普鈉溶液浸泡5 min，E 組以1 μL/L 1-MCP 熏蒸12 h 作為對照（CK），每個處理重復(fù)3次，晾干后將所有的瓜放入6～8 ℃冷庫內(nèi)貯藏，每5 d測定1次可溶性固形物（TSS）含量、失重率、果肉硬度、乙烯釋放量及呼吸速率，并記錄其腐爛率。當(dāng)腐爛率大于50%時不再進(jìn)行乙烯釋放量及呼吸速率的測定，即這兩個指標(biāo)測定至25 d。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 可溶性固形物含量

使用K-BA100R 型便攜式水果無損檢測儀進(jìn)行測定。

1.2.2.2 腐爛率

1.2.2.3 失重率

采用稱重法測定，計算公式如下：

1.2.2.4 果實硬度

使用GY-4型數(shù)顯式水果硬度計測定。

1.2.2.5 乙烯釋放量

使用F-900 型便攜式乙烯測定儀測定。將有機(jī)玻璃容器倒扣放置，使容器中氣體與空氣平衡，然后放入單瓜，在室溫下密閉，將儀器導(dǎo)管插入容器內(nèi)密封，每2 min 記錄1 次數(shù)據(jù)。2 h 后導(dǎo)出數(shù)據(jù)，乙烯釋放量計算公式如下：

式中：C 為讀取的乙烯生成量，μL/L；V0為塑料桶體積，L；V1為單瓜體積，L；m為樣品質(zhì)量，kg；t為測定時間，h。

1.2.2.6 呼吸速率

使用TEL-7001 紅外二氧化碳測定儀測定。將單瓜放入有機(jī)玻璃罐內(nèi)，并將紅外二氧化碳測定儀放入罐內(nèi)，用凡士林密封蓋邊緣，密閉1 h 后讀數(shù)得二氧化碳釋放量C（μL/L），呼吸速率的計算公式為：

式中：V0為塑料桶體積，L；V1為單瓜體積，L；m為樣品質(zhì)量，kg；t為測定時間，h。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析并繪圖，采用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），采用Duncan’s多重比較對差異顯著性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源硝普鈉處理對采后甜瓜腐爛率的影響

由圖1可以看出，腐爛率隨著貯藏時間的延長逐漸升高，貯藏第15 天時，1.5 mmol/L SNP 處理組未發(fā)生腐爛，其他處理均有腐爛發(fā)生，且以2.0 mmol/L SNP 處理組腐爛最嚴(yán)重，腐爛率達(dá)到20%。貯藏第20天，0.5、1.0、1.5 mmol/L SNP處理組的腐爛率低于對照，仍以2.0 mmol/L SNP 處理組最高。貯藏第25天，1.0、1.5 mmol/L SNP 處理組腐爛率最低，均為40%，2.0 mmol/L SNP 處理組最高。貯藏30 d，1.0 mmol/L SNP 處理組腐爛率最低，為60%。整個貯藏期間，0.5、1.0、1.5 mmol/L SNP 處理組的腐爛率均低于對照，而2.0 mmol/L SNP處理組的腐爛率高于對照。由此說明，在供試濃度范圍內(nèi)，低濃度的硝普鈉處理能延緩甜瓜腐爛，而高濃度處理則加速甜瓜腐爛，且適宜濃度的硝普鈉處理延緩甜瓜腐爛的效果優(yōu)于1 μL/L 1-MCP 處理，以1.0 mmol/L 和1.5 mmol/L SNP 處理對降低甜瓜腐爛率效果較好。

圖1 硝普鈉處理對采后甜瓜腐爛率的影響Fig.1 Effect of sodium nitroprusside treatment on the decay rate of postharvest muskmelon

2.2 外源硝普鈉處理對采后甜瓜失重率的影響

由圖2 可以看出，隨著貯藏時間的延長，采后甜瓜果實的失重率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。對照組的失重率低于各濃度SNP 處理組，貯藏第25 天，1.0、1.5 mmol/L SNP處理組失重率顯著高于對照（P＜0.05），0.5、2.0 mmol/L SNP 處理組失重率極顯著高于對照（P＜0.01）；各處理濃度之間比較，以1.0 mmol/L SNP 處理組失重率最低，貯藏第30 天，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L SNP 處理組的失重率分別為5.46%、4.89%、5.10%、5.98%。綜上，1.0μL/L 1-MCP處理對延緩甜瓜貯藏期間的失重效果最好，這與齊寧利等[12]和姚軍等[18]的研究結(jié)果一致。而不同濃度硝普鈉處理中以1.0 mmol/L處理延緩失重效果較好。

圖2 硝普鈉處理對采后甜瓜失重率的影響Fig.2 Effect of sodium nitroprusside treatment on weight loss rate of postharvest muskmelon

2.3 外源硝普鈉處理對采后甜瓜果肉硬度的影響

由圖3 可以看出，隨著貯藏時間的延長，甜瓜的果肉硬度逐漸降低。貯藏5～15 d，各組甜瓜果肉硬度差異不顯著；貯藏20～30 d，1.0 mmol/L SNP 處理組的果肉硬度高于對照，其他SNP處理組低于對照。貯藏第20天時，對照與各濃度SNP處理的果肉硬度較第5天 分 別 降 低24.82%、25.74%、16.65%、22.16% 和29.68%，1.0 mmol/L SNP 處理組與其他濃度SNP處理之間差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），且1.0 mmol/L SNP處理甜瓜果肉硬度降幅最低。說明1.0 mmol/L SNP處理對延緩甜瓜果肉硬度下降效果最好。

圖3 硝普鈉處理對采后甜瓜果肉硬度的影響Fig.3 Effect of sodium nitroprusside treatment on hardness of pulp of postharvest muskmelon

2.4 外源硝普鈉處理對采后甜瓜乙烯釋放量的影響

由圖4 可見，隨著貯藏時間的延長，甜瓜乙烯釋放量呈先升后降再升的變化趨勢，不同濃度SNP處理組與對照均在貯藏10 d 時出現(xiàn)第1次乙烯釋放高峰。不同濃度SNP 處理之間比較，1.0 mmol/L 和1.5 mmol/L SNP處理組乙烯釋放量低于0.5 mmol/L和2.0 mmol/L SNP 處理組，但各處理之間差異不顯著。不同濃度SNP 處理與對照相比較，貯藏5～15 d，對照組的乙烯釋放量均低于不同濃度SNP 處理組，貯藏15 d 后，1.0 mmol/L 和1.5 mmol/L SNP 處理組乙烯釋放量低于對照組。說明貯藏前期1-MCP處理對抑制乙烯釋放量效果優(yōu)于SNP處理，貯藏后期1.0 mmol/L和1.5 mmol/L SNP處理效果較好。

圖4 硝普鈉處理對采后甜瓜乙烯釋放量的影響Fig.4 Effect of sodium nitroprusside treatment on ethylene release of postharvest muskmelon

2.5 外源硝普鈉處理對采后甜瓜呼吸速率的影響

由圖5 可以看出，隨著貯藏時間的延長，甜瓜的呼吸速率逐漸升高。貯藏前期（5～15 d），呼吸速率升高緩慢，而貯藏后期（15～25 d），呼吸速率升高較快。整個貯藏期間，1.0 mmol/L SNP 處理組呼吸速率均最低。貯藏第20 天時，0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L SNP 處理組的呼吸速率較第5 天分別升高51.37%、47.41%、102.32%、103.05%，對照組呼吸速率高于1.0 mmol/L SNP 處理組，低于0.5、1.5、2.0 mmol/L SNP 處理組。說明1.0 mmol/L SNP 處理對降低果實呼吸速率效果明顯，略優(yōu)于1μL/L 1-MCP處理。

圖5 硝普鈉處理對采后甜瓜呼吸速率的影響Fig.5 Effect of sodium nitroprusside treatment on respiration rate of postharvest muskmelon during storage

3 討論與結(jié)論

由采后病害引起的腐爛是影響甜瓜果實貯藏品質(zhì)和壽命的重要因素。NO作為一種植物體內(nèi)的信號分子，在植物的抗病反應(yīng)中起到重要的作用。魏佳[19]和常雪花等[16]研究發(fā)現(xiàn)，外源NO 處理提高了甜瓜果實的抗氧化性，增強(qiáng)了果實抵御病原菌侵染的能力。本研究中適宜濃度的外源硝普鈉處理延緩甜瓜貯藏期間腐爛的效果優(yōu)于1 μL/L 1-MCP 處理，且以1.0 mmol/L和1.5 mmol/L SNP處理對減少甜瓜腐爛效果較好，說明在減少腐爛、提高果蔬抗病性上，外源SNP效果較好。

果實失重率和果肉硬度的變化直接反映采后果蔬品質(zhì)的變化，失重率越高，表明果蔬品質(zhì)下降越嚴(yán)重[20]。本研究中，1μL/L 1-MCP 處理對延緩甜瓜貯藏期質(zhì)量損失的效果最好，不同濃度硝普鈉處理中以1.0 mmol/L SNP處理延緩失重率下降的效果最好，且1.0 mmol/L SNP 處理組的果肉硬度高于對照組。說明1μL/L 1-MCP 和1.0 mmol/L SNP 處理均可以抑制甜瓜果實硬度的下降及失重率的上升，減少質(zhì)量損失，從而保持果實品質(zhì)。

對于呼吸躍變型果實，較理想的保鮮處理是抑制其乙烯釋放和推遲呼吸高峰的出現(xiàn)。王斌等[21]研究發(fā)現(xiàn)，SNP處理顯著降低了甜瓜果實的呼吸速率和乙烯釋放量，并推遲了呼吸高峰的出現(xiàn)，延緩了果實的后熟。馬文平等[22]也發(fā)現(xiàn)，1-MCP 處理能顯著抑制玉金香甜瓜乙烯的產(chǎn)量，并通過減弱乙烯對甜瓜衰老的調(diào)控效應(yīng)，抑制成熟和軟化進(jìn)程。本研究中1.0 mmol/L SNP 處理對降低甜瓜呼吸速率效果明顯，而貯藏前期1μL/L 1-MCP處理對抑制乙烯釋放量效果優(yōu)于SNP 處理，貯藏后期1.0 mmol/L 和1.5 mmol/L SNP處理效果較好。

綜合來看，不同濃度的SNP處理與1μL/L 1-MCP處理進(jìn)行比較，1.0 mmol/L SNP 處理對減少甜瓜腐爛、抑制果肉硬度下降和呼吸速率上升的效果優(yōu)于1μL/L 1-MCP處理。而1μL/L 1-MCP處理對減少質(zhì)量損失，抑制乙烯釋放的效果優(yōu)于SNP 處理。說明1.0 mmol/L SNP 與1μL/L 1-MCP 處理在甜瓜采后貯藏保鮮上的作用效果均很明顯，可根據(jù)實際需求進(jìn)行采后處理。