乙烯因子對甜瓜采后果實軟化的影響

中圖分類號：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）03-0652-08

0 引言

【研究意義】西州密25號甜瓜是一種優(yōu)良的精品甜瓜品種，果實采收時，外觀精美、果皮色綠、肉質(zhì)細(xì)、松脆、甜蜜，可溶性固形物含量 16% ＼～18%^[1] ，風(fēng)味好，采收后常溫下其果皮容易轉(zhuǎn)黃、果肉組織軟化，口感變差，嚴(yán)重影響果實品質(zhì)和商品價值，因此，有效抑制甜瓜采后軟化變質(zhì)是亟需解決的問題，通過對比乙烯因子對其軟化的影響，進(jìn)一步解析其軟化機理，對調(diào)控甜瓜果實軟化進(jìn)程、保持果實品質(zhì)、延長保鮮期有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】果實軟化是果實衰老過程中伴隨著果實質(zhì)地、果皮色澤、風(fēng)味、氣味等一系列復(fù)雜生理變化的典型特征，果實硬度對其耐貯藏性和貨架時間起到?jīng)Q定性的作用[2]。細(xì)胞壁組分的降解以及有關(guān)酶活的變化導(dǎo)致果肉組織細(xì)胞壁疏松是果實硬度的下降的主要原因之一[3]。乙烯作為植物激素，能夠加速果實成熟衰老，外源乙烯處理能顯著提高柱柑細(xì)胞壁降解酶的活性[4]，乙烯促進(jìn)磨盤柿乙烯信號通路基因、細(xì)胞壁水解酶基因的表達(dá)[5]。1-MCP作為乙烯受體抑制劑，通過抑制乙烯產(chǎn)生、降低細(xì)胞壁組分水解速率和降低多聚半乳糖苷酶、β-糖苷酶、纖維素酶等細(xì)胞壁代謝酶的活性，降低果實軟化的速率來延緩呼吸躍變型果實的成熟和衰老，進(jìn)而延長貯藏時間，已在番石榴[、京白梨[7]、空心李[8]、蘋果[9]、‘伯謝克辛'甜瓜[10]、南果梨[1]等蔬菜水果中得以證實?！颈狙芯壳腥朦c】近年來對西州密25號的保鮮研究主要集中在保鮮效果[12]、生理調(diào)控[13]、貯藏性能研究[14]、品質(zhì)控制[15]等方面，而對其軟化機制的研究尚不系統(tǒng)。需探究乙烯因子（ERF）對甜瓜貯藏期果肉軟化進(jìn)程的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用1-MCP、乙烯利處理厚皮網(wǎng)紋甜瓜西州密25號，通過比較兩者對甜瓜果實后熟過程中果實細(xì)胞壁組分、相關(guān)酶活性的變化，解析其與果實硬度之間的關(guān)系，闡明1-MCP調(diào)控采后西州密25號甜瓜果實軟化的可能機理，為調(diào)控果實衰老軟化及果農(nóng)貯藏西州密25號甜瓜果實提供理論、技術(shù)依據(jù)。

材料與方法

1.1 材料

1. 1. 1 甜瓜品種

試驗材料為西州密25號（采自新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所試驗基地），該試驗基地春季露地直播，采用地膜覆蓋滴灌方式栽培，單蔓整枝，常規(guī)管理。甜瓜采收后，選擇大小均勻（單果平均質(zhì)量 2.0～2.3kg ）、成熟度相近（中心可溶性固形物含量 15%～18% ）、無機械損傷、無病蟲害、帶有T型果柄的商品果實進(jìn)行試驗處理。

1. 1.2 儀器

分光光度計、天平、研缽、容量瓶、水浴鍋、離心機、具塞刻度試管、移液器、三角瓶和GY-4果實硬度計。

1.1.3試劑

1-MCP（0.14% 活性成分，購買于美國羅門哈斯公司）、乙烯利、咔唑、濃硫酸、半乳糖醛酸、乙酸-乙酸鈉、葡萄糖、乙酸鈉、多聚半乳糖醛酸、果膠、碳酸鈉、二硝基水楊酸、羧甲基纖維素鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉和水楊苷等。

1.2 方法

1. 2.1 試驗設(shè)計

將挑選好的果實隨機分為3組，每組30個果實處理為（1）將果實裝箱（5個果實/箱）后，每箱放1包 1-MCP ，濃度為 1μL/L 密閉熏蒸 12h ：（2）利用乙烯利浸泡 3min 后陰干后裝箱密閉12h;（3）不作任何處理。處理后的果實放走廊，溫度 （25±1）C 貯藏，每3d隨機取樣，每次取5個果實測定相關(guān)指標(biāo)和取樣，所取果肉用液氮速凍，于 -80% 存放，備用。

1. 2.2 測定指標(biāo)

1.2.2. 1 果實硬度

果實硬度利用GY-4型水果硬度計測定。將每個處理隨機選取的5個甜瓜果實沿赤道線切開，在橫切面距外果皮0.5和 2.5cm 處取對稱的10個點，測定果實硬度。

1. 2. 2. 2 果膠含量及多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性

參照曹建康[]《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》采用咔唑比色法測定原果膠和水溶性果膠物質(zhì)含量。以每小時每克鮮重（FW）甜瓜果肉組織在 37% 條件下催化多聚半乳糖醛酸水解生成半乳糖醛酸的量表示 ?_mg/（h?g） ）。

1. 2. 2. 3 纖維素含量及其水解酶活性的測定活力

參照牛森《作物品質(zhì)分析》[17]，依據(jù)纖維素在酸性條件下加熱后水解成葡萄糖，而后在濃硫酸的作用下，單糖脫水后生成糠醛類化合物，糠醛類化合物與蒽酮試劑反應(yīng)顯藍(lán)綠色的原理，利用比色法測定纖維素含量。

纖維素酶活性的測定參照曹建康《果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)》根據(jù)纖維素在纖維素酶的作用下可以逐步水解生成纖維二糖、葡萄糖等還原糖能將3，5-二硝基水楊酸（DNS）還原，通過測定纖維素酶催化形成還原糖的量可測定纖維素酶活性的原理，以每小時每克樣品組織（鮮重）在37% 催化羧甲基纖維素水解形成還原糖的質(zhì)量表示 （μg/（h?g） ）。 β- 半乳糖苷酶活性采用對硝基苯葡萄糖苷水解法進(jìn)行測定（ mmol/（h?g） ）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和作圖，數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析和相關(guān)性分析采用SPSS19.0軟件完成（ Plt;0.05 表示差異顯著， Plt;0.01 表示差異極顯著）。

2 結(jié)果與分析

2.1 乙烯因子處理對甜瓜果實硬度的影響

研究表明，在整個貯藏期，隨著貯藏時間的延長，各處理果實，距果心 2.5cm 處和距果心0.5cm的果肉硬度總體均呈下降趨勢。貯藏 0～9 d時，各處理果肉硬度下降速率相對較為緩慢，貯藏第9d時，各處理之間差異顯著，1-MCP處理的果實，距果心距離 0.5cm 的果肉硬度下降率為23.94% ，乙烯利和CK的果實硬度下降率分別達(dá)到 34.64% 和 27.89% ;距離果心 2.5cm 處，各處理的硬度下降率分別為 17.68% 、 28.88% 和26.03% 。貯藏中后期 （9～15d） 果實的果肉硬度下降較快，貯藏15d時，乙烯利和CK的2組果實距離果心 0.5cm 處果肉硬度下降率均達(dá)到 55% 以上，距離果心 2.5cm 處的果肉硬度下降率達(dá)到30% 以上，而1-MCP處理的果肉硬度下降率分別為 43.85% 和 19.38% ，整個貯藏期果肉硬度值1-MCP處理 gt;CKgt; 乙烯利處理，1-MCP能夠有效延緩貯藏期甜瓜果肉硬度下降速率，而乙烯利能夠加速果肉變軟進(jìn)程。圖1

Notes：Differentlettersindifferentgroupswiththe sameprocessingtimeindicatesignificantdifferences，thesameasbelow

2.2 乙烯因子處理對甜瓜果實果膠的影響

研究表明，采后甜瓜果實原果膠含量隨著貯藏時間的延長呈逐漸下降的變化趨勢，1-MCP處理的果實原果膠變化較為平緩，且乙烯利處理組和CK組果實原果膠含量變化趨勢一致，下降的速率較1-MCP組快。乙烯利組和CK組在整個貯藏期差異不顯著，而與1-MCP組存在顯著差異。貯藏第6d乙烯利和CK組原果膠下降速率較快分別達(dá)到 26.57% 和 25.03% ，1-MCP處理組原果膠下降速率為 6.08% ;貯藏后期（15d），1-MCP處理組原果膠含量下降速率達(dá)到 16.38% ，乙烯利和CK組分別達(dá)到 39.61% 和 31.69% 。

隨著貯藏時間的延長，其與原果膠含量變化趨勢相反，呈逐漸上升的變化趨勢。乙烯利處理組和CK組果實原果膠含量上升的速率較1-

MCP組快；乙烯利組和CK組變化趨勢一致但差異不顯著，而與1-MCP組存在顯著差異。貯藏第6d乙烯利和CK組水溶性果膠上升速率較快，分別為 22.56% 和 16.89% ，1-MCP處理組水溶性果膠上升速率為 6.15% ;貯藏后期（15d），1-MCP處理組水溶性果膠含量上升降速率為13.40% ，乙烯利和CK組分別達(dá)到 31.71% 和25.30% 。

2.3 乙烯因子處理對甜瓜果實纖維素的影響

研究表明，在甜瓜成熟軟化過程中，各處理組果實的纖維素含量的變化整體呈下降趨勢。貯藏第6d，1-MCP組、乙烯利組和CK組纖維素含量分別下降了 23.00% ，30.22% 和41. 40% ；貯藏15d時，各處理組纖維素含量分別下降了 33.13% ！35.46% 和 49.93% 。1-MCP處理的果實纖維素含量降解的速率雖然比其它2組的低，3個處理之間在貯藏 12d 之前差異均不顯著，直到貯藏15d時，乙烯利處理組與其它2組存在顯著差異性。1-MCP處理可以抑制甜瓜果實貯藏過程中纖維素的降解，將纖維素含量維持在一個相對較高的水平。圖3

2.4 乙烯因子對甜瓜果實細(xì)胞壁降解酶活性的影響

研究表明，甜瓜貯藏期各處理果實的PG活性呈先上升后下降的趨勢。CK組和乙烯利處理組的甜瓜果實PG活力在貯藏第6d時達(dá)到高峰，PG 活性值分別為3.433和 3.719mg/（h?g） ，而1-MCP處理的果實PG活力在貯藏第9d達(dá)到峰值，PG活性值為 3.187mg/h 。貯藏0＼～6d時各處理果實的PG活性值差異顯著，而貯藏后期9＼～15d時差異不顯著。整個貯藏期，1-MCP處理的果實PG活性值較其它2組的低，并且出現(xiàn)高峰的時間推遲了 能夠有效抑制了采后甜瓜果實PG活性的升高，而乙烯利處理促進(jìn)采后甜瓜果實PG活性的升高。

各處理纖維素酶活性隨著甜瓜貯藏期的延長而呈上升趨勢。貯藏 0～9d 期間，各處理纖維素酶活性增加速率基本同步，到貯藏后期CK組和乙烯利組處理的果實纖維素酶活性增加速率較1-MCP高，三者之間隨存在差異但是差異不顯著。1-MCP能夠抑制甜瓜纖維素酶活性的上升速率。

果實 β- 葡萄糖昔酶活性隨果實貯藏時間的延長總體呈先上升后下降的趨勢。貯藏3d時，CK組和乙烯利處理組果實的 β-Gal 活性達(dá)到最高，分別為0.133和 0.125μg/（h?g） ，而1-MCP處理的果實 β-Gal 活性貯藏第6d達(dá)到最高值，峰值為 0.119μg/（h?g） 。整個貯藏期各處理酶活差異不顯著，但總體活性值乙烯利 gt;CK gt;1-MCP，1-MCP 能夠抑制果實 β-Gal 活性，并推遲其活性高峰出現(xiàn)的時間。圖4

2.5 甜瓜果實硬度與細(xì)胞壁組分及相關(guān)酶的相關(guān)性

研究表明，不同處理的甜瓜距果心 0.5cm 和距果心 2.5cm 處的果肉硬度與細(xì)胞壁組分以及細(xì)胞壁降解酶之間關(guān)系密切。在細(xì)胞壁組分中，各處理果肉硬度均與水溶性果膠含量存在極顯著的負(fù)相關(guān)性（ ；CK組的果肉硬度與原果膠含量呈顯著正相關(guān)（ Plt;0.05， ），1-MCP和乙烯利處理的果實果肉硬度則與原果膠表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)（ Plt;0.01 ）；各處理與纖維素含量表現(xiàn)出顯著正相關(guān)（ Plt;0.05） 。在細(xì)胞壁降解酶中，果實硬度與多聚半乳糖醛酶活性之間表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)但是相關(guān)性不顯著（ Pgt;0.05 ）;CK與乙烯利處理的果實硬度與纖維素酶活性存在極顯著負(fù)相關(guān)（ Plt;0.01 ），而1-MCP處理的果肉硬度均與纖維素酶之間存在顯著相關(guān)（ Plt;0.05， ；各個處理的果肉硬度 β-Gal 活性相關(guān)性不顯著（ Pgt; 0.05）。表1

3討論

3.1果膠、纖維素、半纖維素等多糖物質(zhì)是構(gòu)成植物果實細(xì)胞壁的主要物質(zhì)，相互交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是評價果實質(zhì)地的重要指標(biāo)，與果實的成熟衰老密切相關(guān)[18-22]。在研究中，甜瓜采收期果肉硬度相對較高，隨著貯藏時間的延長，各處理果肉硬度逐漸降低，1-MCP處理的果實較其它2組果肉硬度值一直維持在一個相對較高的水平，且貯藏第 15d 差異顯著，1-MCP處理的距果心0.5cm和 2.5cm 處果肉硬度下降率分別為 43.85% 和 19.38% ，乙烯利組為 55% 和 30% ，CK組 55% 和 26.03% ，貯藏期內(nèi)硬度表現(xiàn)為 1-MCP 處理組gt; CK gt; 乙烯利組，1-MCP通過能夠有效維持果實硬度，而乙烯利加速了果實軟化。果肉中原果膠和纖維素含量隨著貯藏時間的延長其含量逐漸下降，貯藏第 15d，1-MCP 處理組原果膠和纖維素含量的下降率分別為 16.38% 和 33.13% ，下降速率整體較乙烯利組（ 39.61% 、 35.46% ）和CK組 （31.69%，49.93% 緩慢，且各處理原果膠和纖維素含量與硬度呈顯著正相關(guān)；果肉中水溶性果膠含量呈逐漸上升的趨勢，貯藏第 ^15d，1- MCP、乙烯利和CK處理組水溶性果膠含量上升降速率分別為13. 40% ） 31.71% 和 25.30% ，1-MCP處理組果實水溶性果膠增幅相對較低，與其它2組差異顯著，各處理組水溶性果膠與果實硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)。果膠、水溶性果膠和纖維素在果實軟化進(jìn)程中起到重要的作用，并且1-MCP處理能夠有效抑制甜瓜采后果實原果膠含量的下降速率和水溶性果膠上升的速率，有效延緩了果實中原果膠向果膠轉(zhuǎn)化的進(jìn)程。

3.2果實軟化是一個復(fù)雜過程，涉及生理、生化、物理、風(fēng)味等的變化[23]，是評價果實商品價值的重要指標(biāo)之一，受細(xì)胞壁代謝、淀粉代謝、激素調(diào)控、能量代謝等多方面的影響[24]。果實后熟軟化是果實細(xì)胞壁物質(zhì)在其水解酶的作用下降解，致使果實細(xì)胞壁物質(zhì)改變和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞，最終導(dǎo)致果實軟化[25]。研究表明，貯藏期果膠降解相關(guān)酶PG和 β-Ga] 的變化趨勢均為先升高后下降趨勢，1-MCP處理能夠有效推遲PG和β-Gal的高峰時間，保持其較低活性。與硬度相關(guān)性研究表明各處理硬度與PG和 β-Gal 相關(guān)性不顯著，PG和 β-Gal 在果實軟化過程中起到重要的作用，但是在果實成熟軟化的果實中不是主導(dǎo)因素。纖維素降解酶是一種能夠降解羧甲基纖維素的水解酶，主要是通過降解纖維素破壞細(xì)胞壁，催化進(jìn)果實軟化。研究表明，貯藏期纖維素酶活性逐漸上升，貯藏前期3個處理差異不顯著，直到貯藏后期，1-MCP處理和其它2組處理組存在顯著差異性。與硬度相關(guān)性分析表明，纖維素酶活性與各處理硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，認(rèn)為纖維素酶活性與甜瓜果實軟化和后熟關(guān)系密切。

4結(jié)論

甜瓜果實軟化與細(xì)胞壁組分原果膠、水溶性果膠及纖維素的代謝密切相關(guān)。隨貯藏時間延長各處理組果實硬度呈下降趨勢，貯藏期內(nèi)硬度值表現(xiàn)為1-MCP處理組 gt; CK gt; 乙烯利組;1-MCP處理的果實原果膠和纖維素果膠含量高于CK組，可溶性果膠含量低于CK組，而乙烯利處理組則相反；1-MCP處理能夠有效推遲PG和 β -Gal的高峰時間，保持其較低活性，而對CX活性在貯藏前期影響不大，但后期1－MCP的抑制作用凸顯。1-MCP處理顯著延緩甜瓜果肉的硬度、原果膠及纖維素含量的下降速率的同時抑制了可溶性果膠含量的上升，并且通過抑制果實PG .cx.{β-Glu 的活性，來維持果實較高的硬度，有效延緩了甜瓜果實的軟化，延長其貯藏保鮮期，而乙烯利加速了果實軟化。1-MCP處理可作為控制采后甜瓜果實軟化、提高果實貯藏品質(zhì)并延長貨架期的一種安全有效的保鮮劑。

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Abstract：【Objective】To investigate the effct of ethylene factor （ERF）on the softening process of melon pulp during storage，this findings has provided reference for post -harvest storage and fresh -keeping of melon.【Methods】The efect of ethrel and 1-methylcyclopropene（1-MCP）on the hardness，protopectin （PP），and water soluble pectin （WSP），celllose content，enzyme activity related to cell wall metabolism， and the correlation between hardness and cell wall metabolic index of‘Xizhoumi 25’melon fruits during postharvest storage were studied.【Results】Melon was sensitive to both ethephon and 1-MCP treatments.The results showed that1-MCP treatment slowed down the decrease in fruit firmness，protopectin and cellulose content，and retarded the increase in soluble pectin content. The result of ethephon treatment was opposite to that of -MCP treatment.There was a negative correlation between fruit hardnessand PG and Cx activities during storage and the hardness was negatively correlated with PP and cellulose，but positively correlated with WSP.【Conclusion】1 -MCP treatment can delay the post -ripening and softening of melon fruit by regulating cell wall metabolism， prolong storage time and reduce economic loss caused by softening.

Key words：muskmelon；ethylene；fruit softening；cell wall fraction