低温处理对河套蜜瓜采后生理的影响

刘双禄 苏志芳 王海伟

（河套学院农学系，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

1 前言

我国是世界上栽培甜瓜最早的国家之一，至今约有3000多年的历史。甜瓜是我国最古老的农作物之一，历代甜瓜种植业也积累了大量有科学价值的遗产[1，3]蜜瓜属葫芦科黄瓜属甜瓜种厚皮甜瓜亚种。其品质优，甘甜爽口，香味浓郁，是内蒙古河套地区传统的优良特色甜瓜品种，在当地农业经济增效和农民增收上发挥了巨大作用。

河套蜜瓜相传是20世纪40年代由从区外引入的黄旦子类型的厚皮甜瓜种[2，3]七十多年的栽培形成的一个地方品种。河套蜜瓜多年来在当地被称为“华莱士瓜”据我国著名西瓜甜瓜育种家王鸣教授考证认为华莱士瓜与黄旦子是2个完全不同类型的河套蜜瓜品种（黄旦子为黄皮白肉或淡绿肉早熟品种，而华莱士瓜则是白皮绿肉中熟品种），华莱士瓜是1944年美国副总统华莱士来华访问时从美国引入的1个河套蜜瓜品种，英文原名“Honey Dew”(蜜露)引入兰州试种成功后曾称“华莱士瓜”，后更名为“白兰瓜”。由此可见把河套蜜瓜称为“华莱士”一直是误传，应予以更正[4]。

由于其含水量高、生理代谢旺盛、易受病原物侵染，采后烂损颇为严重[5]。采用化学杀菌剂是控制甜瓜采后烂损、延长贮藏期的有效手段，但存在药剂残留、病原物产生抗药性及环境污染等问题，因此，研究简便、有效，而且无副作用的保鲜方法，如釆后低温、热处理、钙，涂膜及天然防腐剂來提高果蔬贮藏的质量及延长其货架期成为近几年国内外研究的热点[6]。

贮藏期间适宜的低温能够抑制果实乙烯的生物合成，推迟果实呼吸跃变，从而抑制果实的软化和衰老，保持优良品质、减少腐烂和延长贮藏寿命。高温能加速甜瓜果肉变软，使后熟和腐烂加快。但是甜瓜果实对低温较为敏感，在冷藏条件下容易发生冷害。关于甜瓜果实的冷害温度，因种类不同而报道各异，大致范围是 0～7℃。 许玲等（1990）研究发现在 0～2℃的冷害温度下，哈密瓜果实的表皮细胞下数层薄壁细胞首先发生质壁分离，细胞扁平化，从而导致表皮组织下陷，冷害症状的起始部位在气孔处。关于河套蜜瓜适宜贮藏温度目前还没有权威的研究结论，需要进一步研究论证[7～10]。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试材料河套蜜瓜采自巴彦淖尔市磴口县乌兰布和农场科技站。选择颜色、果个均匀一致，无病虫害和机械伤的八成熟果实。包装材料：0.03 mm PE，购自天津国家农产品保鲜工程技术研究中心。

2.2 试验设计

果实采摘后装箱运回冷库预冷。设定三个温度：Ⅰ：1℃，Ⅱ：5℃，Ⅲ：9℃，各温度波动范围均为±0.5℃。贮藏环境相对湿度为80%～85%。将预冷后的果实装入0.03 mm PE保鲜袋中，规格为200 mm×300 mm，袋子两侧各打孔径为0.3 cm的通气孔4个，每袋装果300g，袋口用绳扎紧密封，每处理11袋，设三个重复。

2.3 测定项目及方法

呼吸强度的测定：静置法，取三次平行测定的平均值，以 CO2mg·kg-1·h-1表示。

丙二醛（MDA）含量的测定：采用硫代巴比妥酸（TAB）法。

样品液提取：取植物材料1 g，加少许50 mmol·L-1，pH7.8磷酸缓冲液在冰浴中研磨，最终得10 mL匀浆。转移至离心管中，在3000 rpm下粗离心1 min，粗提液再转移至13 000 g，4℃下离心20 min，上清液即为样品提取液。

测定方法：吸取样品提取液2 mL→加入0.67%硫代巴比妥酸 （TBA）2 mL→沸水浴加热20 min（呈粉红色）→快速冷却→4 000 rpm离心5 min。以0.67%TBA为参比液，取上清液测定532、600和450 nm波长下的吸光值。MDA （μmol/L）=6.45(OD532-OD600)-0.56OD450。

超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定：采用氮蓝四唑（NBT）光化还原法。

酶液提取同上面的样品液提取。

测定方法：取试管4支，2支为测定管，另2支为对照管，按表7加入各溶液。

混匀后将1支对照管置于暗处，其它各管于4000 lx日光灯下反应20 min（要求各管受光情况一致）。反应结束后，以不照光的对照管做空白，在560nm下分别测定其它各管的光吸收。已知SOD活性单位以抑制一个NBT光化还原的50%为酶活性单位表示，按下式计算SOD活性：

表1 SOD活性测定试验中各溶液加入量

式中：SOD总活性以每克鲜重酶单位表示（U/gFW）；

ACK-照光对照管的光吸收值；

AE-样品管的光吸收值；

V-样液总体积（mL）；

Vt-测定时样品用量（mL）；

W-样品重（g）。

过氧化氢酶（CAT）活性的测定：碘量法。

式中：B：空白滴定值（mL）；

A：样品滴定值（mL）；

N：Na2S2O3的当量浓度；

17.17：H2O2的毫克当量；

V：酶液总体积（mL）；

a：测定时酶液用量（mL）；

W：样品重（g）；

t：反应时间（min）。

VC含量的测定：碘滴定法，取三次滴定的平均值，以mg/100g表示。

2.4 数据处理

论文中所有图表的绘制采用Excel进行处理，数据的差异性分析使用SPSS13.0统计软件进行处理。

3 低温对河套蜜瓜采后生理的影响

3.1 低温对河套蜜瓜呼吸强度的影响

从图1可以看出，1℃和5℃贮藏的河套蜜瓜采后呼吸强度一直比较低，而且无呼吸高峰出现。这与第一年的试验结果相同。但从图上可以看出，9℃贮藏的河套蜜瓜在采后28d出现一呼吸高峰，这可能是由于高温促进了河套蜜瓜的衰老和腐烂，进而导致呼吸代谢异常所致。数据分析表明（表2），在P＜0.01水平上三个温度条件下的呼吸强度达到了极显著。1℃贮藏的河套蜜瓜较5℃和9℃的呼吸强度低，说明低温可以明显抑制河套蜜瓜的呼吸强度。

图1 不同温度贮藏河套蜜瓜呼吸强度变化曲线

表2 不同温度贮藏对河套蜜瓜呼吸强度的影响

3.2 低温对河套蜜瓜丙二醛（MDA）含量的影响

表3 不同温度贮藏对河套蜜瓜丙二醛含量的影响

丙二醛（MDA）是膜脂过氧化作用的产物，能影响细胞膜结构，其含量的增多是果实衰老的标志。从图2看出，随着贮藏时间的延长，河套蜜瓜果实中MDA含量逐渐增加，且温度越高，增加幅度越大。表3方差分析结果表明，1℃与5℃以及5℃与9℃之间在P＜0.05水平上显著，1℃与 9℃在P＜0.01水平上极显著，说明低温可有效抑制河套蜜瓜果实中MDA含量的积累，从而延缓衰老的进程。1℃贮藏的果实MDA含量最低，说明低温可以降低膜脂过氧化程度，减轻膜结构的破坏程度，从而降低腐烂率和软化程度。

3.3 低温对河套蜜瓜超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

图2 不同温度贮藏河套蜜瓜丙二醛含量变化曲线

超氧化物歧化酶（SOD）在植物衰老过程中有清除过量的活性氧，维持活性氧代谢平衡，保护膜结构的作用，因而能延缓衰老。果实衰老时，SOD活性下降，意味着体内清除活性氧能力的下降。由图3可知，河套蜜瓜的SOD活性的变化随着贮藏时间的延长呈现出前期下降中期上升后期再下降的趋势。贮藏前期（15d以前）三个温度贮藏的河套蜜瓜SOD活性无明显差异，但从采后15d开始，1℃贮藏的河套蜜瓜SOD活性一直显著高于5℃和9℃贮藏的河套蜜瓜。方差分析（表4）表明，1℃贮藏与5℃和9℃贮藏的河套蜜瓜之间在P＜0.01水平上达到了极显著。说明低温贮藏可使河套蜜瓜SOD活性维持在较高水平，有效地清除O2-，减少膜的破坏性，从而延缓果实的衰老。

表4 不同温度贮藏对河套蜜瓜超氧化物歧化酶含量的影响

图3 不同温度贮藏河套蜜瓜超氧化物歧化酶活性变化曲线

3.4 低温对河套蜜瓜过氧化氢酶（CAT）活性的影响

过氧化氢酶（CAT）是一种内源H2O2的清除剂，能够在衰老过程中清除细胞中的过量活性氧，维护氧代谢平衡，保护膜结构的完整性，从而在一定程度上延缓果实的采后衰老进程。从图4可以看出，在不同温度下贮藏的河套蜜瓜，CAT活性均呈现出先上升后下降的趋势，贮藏至15 d时CAT活性达到一个小的峰值（1.47H2O2mg·gFW·min）。 这可能是由于河套蜜瓜在贮藏期间体内累积H2O2较多，自身的酶防御系统启动过氧化氢酶对其进行分解作用，从而导致CAT活性上升。15 d后酶活性逐渐下降，导致H2O2的积累，表明果实走向衰老。通过方差分析（表5）表明，从第15 d开始1℃贮藏的河套蜜瓜其CAT活性显著（P＜0.05）高于 5℃贮藏的，并且极显著（P＜0.01）的高于9℃贮藏的果实。而且5℃贮藏的CAT活性也显著（P＜0.05）高于9℃贮藏的。说明低温可使CAT活性维持在较高水平，有效地清除H2O2的积累，有利于一定时间内维持果实细胞内自由基代谢的稳定性。

表5 不同温度贮藏对河套蜜瓜过氧化氢酶含量的影响

图4 不同温度贮藏河套蜜瓜过氧化氢酶活性变化曲线

4 结论与讨论

低温可显著降低河套蜜瓜的呼吸强度，减少果实的底物消耗，提高贮藏品质，三个温度在P＜0.01水平上达到了极显著。低温可有效降低河套蜜瓜贮藏过程中膜脂过氧化产物MDA的积累，保护膜透性，三个温度在P＜0.05水平上达到显著。低温可使SOD和CAT活性维持在较高水平，且1℃与5℃和9℃贮藏的果实之间都存在显著性差异。说明低温贮藏可使河套蜜瓜在衰老过程中及时清除体内过量的活性氧，维持活性氧代谢平衡，保护膜结构，因而能延缓衰老。