论文部分内容阅读
摘要:哈密瓜是新疆的特产瓜菜之一,但新疆距离哈密瓜主消费区路途遥远,因而开展哈密瓜采收适宜成熟度的研究对其产业发展具有重要意义。对不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏期间生理及品质变化的试验研究结果表明,不同成熟度黄皮9818果实中心可溶性固形物含量以第2批采收的果实贮藏至第14天最高,为16.99%,且在贮藏结束时其含量也最高,为16,50%;3批果实有机酸、维生素C含量均以第2批果实最高,平均分别为0.83%、28.8610-2mg.g-1;果实硬度,POD、SOD活性,MDA含量则以第1批果实最好。口感方面,贮藏至第28天时,3批果实口感均较好,第1批果实较脆,第2批果实脆甜,第3批果实细腻甘甜。综合不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏后果实营养品质、生理指标和口感等因素全面考虑,鄯善地区黄皮9818在雌花开放后42d、果实九成熟为适宜采收期。
关键词:哈密瓜;成熟度;生理;品质
哈密瓜(Cucumis melo L.)属葫芦科(Cueurbitaeeae)甜瓜属(Cucumis Linn)一年生蔓性草本植物,新疆是哈密瓜的主产区。哈密瓜果实甘甜,风味独特,营养丰富,并且具有治疗和保健等药用价值,种植效益高,备受广大消费者青睐,多年来为新疆经济发展和农民增收发挥了巨大作用。由于生产的周期性和地域性等限制,造成哈密瓜上市集中,出现市场短期积压现象。新疆地处我国西北边陲,地域辽阔,与内地及周边国家相距遥远,运输时间长,加上运输工具简陋,哈密瓜含糖量高,水分含量大,若采后处理不当,后熟过程中易发生霉变和腐烂,给贮藏运输、延长销售等带来巨大困难,从而降低了哈密瓜的商品价值,造成大量的经济损失,严重影响了其产业的可持续发展。
目前我国瓜菜采后损失严重,腐烂率在25%左右。张辉等、李萍等、吕双双等、毛晓英等对保鲜剂、气调贮藏不同气体比例、外源乙烯、热处理等在哈密瓜贮藏保鲜方面的效果进行了研究,而目前关于不同成熟度哈密瓜采后生理及品质的变化研究较少。因此,对不同成熟度哈密瓜贮藏期间生理和品质变化的研究尤为重要。笔者研究了不同成熟度哈密瓜贮藏期间生理及品质的变化,拟为新疆哈密瓜生产、贮藏运销及产业化发展提供参考和指导。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试材料及其栽培管理供试材料为新疆农业科学院哈密瓜研究中心培育的黄皮9818。该品种植株生长旺盛,抗病性较强,结果性好,坐果整齐一致。全生育期80d左右,果实发育期45d。单果质量1.5-2.5kg;果实椭圆形、黄皮、全网纹,肉色橘红,肉质细腻稍紧,口感脆甜,中心可溶性固形物16%以上。于2010年4月27日将种子直播于葡萄瓜果开发研究中心试验地内,采用滴灌方式,地膜覆盖,667m2施有机肥(主要成分羊粪)0.8m3,常规大田管理,并在开花期间统一挂牌。第1批果实于7月15日采收,第2批果实于7月18日采收,第3批果实于7月21日采收,果实采后挑选大小一致、无病虫害和机械损伤、果柄处带T形蔓的果实,外套发泡塑料网套,防止运输过程中对哈密瓜的碰撞损伤,随后将果实装箱运置冷库。
1.1.2 贮藏库
葡萄瓜果开发研究中心贮藏库,内放P/N EC750型温控仪监测温、湿度情况。
1.2 试验设计
试验设计了3个不同成熟度处理:第1批果实发育到第39天(八成熟)采收;第2批果实发育到第42天(九成熟)采收:第3批果实发育到第45天(完熟)采收。采收后,将果实放在温度6-8℃,相对湿度80%-90%的冷藏条件下,采用果蔬消毒解毒机制造臭氧,每72h处理1次。每个处理60个瓜,共180个,每周测定1次,共测定5次。
1.3 测定项目与方法
可溶性固形物含量利用日本生产的K-BA100R型无损测糖仪测定。果实硬度利用GY-4型数显式水果硬度计测定,先将果实横切,分别取距果皮0.5、2.5 cm处测定。每次重复3个瓜,取平均值。测定参数,探头直径为11.1 mm,测定深度10 mm。有机酸含量采用酸碱滴定法测定。维生素C含量采用钼蓝比色法测定。过氧化物酶(POD)活性采用比色法测定。超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定。丙二醛(MDA)含量采用TBA显色法测定。
1.4 数据统计分析
利用Microsoft Excel进行数据处理,差异显著性分析采用SPSS 16.0。
2 结果与分析
2.1 不同成熟度黄皮9818贮藏期间中心可溶性固形物含量变化
可溶性固形物含量的变化是哈密瓜果实各种贮藏物质变化的代表,也是衡量果品品质及贮藏品质的重要指标之一。图1和表1显示,第1、2批果实在贮藏期间中心可溶性固形物含量先升后降,第1批果实贮藏至第21天时中心可溶性固形物含量达到最高值15.83%,第2批果实贮藏至第14天时达到最高值16.99%,贮藏到第28天时,均有所下降,但分别比贮藏前上升了0.40和0.81个百分点:而第3批果实在贮藏期间中心可溶性固形物含量一直缓慢下降,贮藏至第28天时比贮藏前下降了0.87个百分点。在贮藏结束时,中心可溶性固形物含量第2批果实最高,其次为第3批果实,最低的是第1批果实,可见黄皮9818在果实发育到第42天(九成熟)采收最好。
第1、2批果实中心可溶性固形物含量上升可能与果实后熟有关,贮藏期间由于水解酶的活动,内部淀粉不断转化为可溶性糖,增加了其鲜食的适口性,同时哈密瓜为了维持正常的生命,呼吸作用继续进行,但随着果实呼吸作用的趋旺,尤其是贮藏后期淀粉转化的糖远不足以补充呼吸作用的消耗,可溶性固形物便会被作为呼吸底物被消耗掉,含量逐渐降低,同时其含量的降低也是果实品质下降的表现,糖分降解越快,品质也就越差。第3批果实中心可溶性固形物含量下降是因为呼吸作用的消耗。经经验丰富人士鉴定,在哈密瓜贮藏至第28天时,整体上看,3批果实口感都较好,但存在个体差异,第1批个别果实有淀粉味,第3批个别果实靠近种腔处开始软化,由于入库前未晾晒,哈密瓜腐烂程度较严重。方差分析表明,刚采收时3个处理哈密瓜中心可溶性固形物含量存在极显著差异:此后第1批果实与第2、3批果实存在极显著差异,第2、3批果实之间不存在显著差异(表1)。
2.2 不同成熟度黄皮9818贮藏期间果实硬度变化
果实硬度是衡量哈密瓜贮藏品质的重要指标之一,也是判断哈密瓜商品性的重要因素之一。哈密瓜在贮藏前果实硬度最高,随着贮藏时间的延长,果实硬度不断下降。这是由于贮藏过程中果胶物质在果胶酶的作用下被水解造成的。果胶酶活性越低, 果胶物质水解速度越慢,果实软化速度也越慢。
图2、表1显示,贮藏前,3批果实距果皮0.5cm处果实硬度为第2批果实>第3批果实>第l批果实,距果皮2.5 cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实:贮藏至第28天时,距果皮0.5cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实,距果皮2.5cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实。从整体上看,不同成熟度哈密瓜贮藏期间距果皮0.5cm处果实硬度均明显高于距果皮2.5cm处果实硬度,且距果皮0.5cm处果实硬度较2.5cm处下降缓慢(图2),综合看来,第1批哈密瓜果实硬度在贮藏前后变化较小,可以推断其贮藏时间会更长久。
果实硬度很大程度上受果肉内果胶物质含量影响,同时也受果肉内细胞数量的影响。贮藏期间果实硬度下降,其原因可能是原果胶在原果胶酶或多聚半乳糖醛酸酶的作用下转变为果胶和果胶酸,果胶再进一步变成小分子糖,以致细胞间的黏合力下降,从而引起组织变软。此外,不同成熟度哈密瓜果实采收时果胶含量不同,果实软化过程中起主导作用的水解酶也不同,从而造成果实在贮藏期间硬度下降也不同。距果皮0.5cm处离细胞壁较近,果胶含量较高,因此距果皮0.5cm处果实硬度较距果皮2.5cm处高。经方差分析表明,在刚采收时,第l与第2批果实距果皮0,5 cm处果实硬度存在显著差异,第2、第3批果实硬度不存在差异,此后3批果实硬度不存在差异:第1与第3批果实距果皮2.5cm处果实硬度除贮藏至第28天外均存在极显著差异,第2、3批之间不存在显著差异(表1)。
2.3 不同成熟度黄皮9818贮藏期间有机酸含量变化
果实中的有机酸是构成其风味的主要成分之一,其含量变化也会影响果实的耐贮性,因此,有机酸含量在贮藏过程中消耗速度的快慢,也是判断果实成熟度的一个重要标志,其含量下降,品质也随之下降。哈密瓜在贮藏期间利用有机酸作为呼吸基质之一而被消耗,故使有机酸含量不断下降。从整体来看,3个处理黄皮9818有机酸含量在贮藏过程中均呈下降趋势,第l批果实有机酸含量是先升后降,第2、3批果实均呈缓慢下降趋势。产生这种现象的原因可能是在贮藏过程中,为了维持果实的呼吸作用,需要消耗以糖、酸为主的有机物,以获得必需的能量,此外也可能是部分有机酸变成了糖,或与K Ca2 等阳离子结合生成盐,从而使得有机酸含量下降,此外某些酯化反应等也可导致有机酸含量下降,也有可能是有机酸的合成被抑制。第1批果实在贮藏前14d缓缓而明显上升,随后急剧下降至21d后基本保持不变(图3),这与果实的后熟作用有关,方差分析表明,总体上3批果实之间有机酸含量不存在显著差异,但以第2批果实有机酸含量最高(表1)。
2.4 不同成熟度黄皮9818贮藏期间维生素C含量变化
果实品质指标包括可溶性糖、蛋白质、可溶性固形物、有机酸、维生素C等,其中维生素C含量是评价质量的重要参数之一。维生素C也是植物体内的非酶类自由基清除剂。它维持活性氧代谢平衡,从而延缓果实的后熟软化。采后果实在贮藏过程中维生素C易分解损失。维生素C还是一种还原性物质,对果蔬起到保护作用,当其含量降低到一定程度时,又会对细胞组织产生损害而加快其衰老速度。图4显示,第2、3批果实在贮藏期间维生素C含量基本与贮藏前一致,这可能与果实采后贮藏温度有关,因为低温可以使酶保持较低的活性,降低果实的呼吸速率,抑制抗坏血酸酶的活性,减缓抗坏血酸降解速度。第1批果实维生素C含量则缓慢下降,且贮藏至21d开始降幅加大,可能主要是由于氧化所致,因为果肉中含有抗坏血酸氧化酶,抗坏血酸氧化酶含量高时,可加速维生素C的氧化,使果肉中维生素C含量降低。第2、3批果实维生素C含量相差不大,但第1批果实维生素C含量则明显低于上述2个处理。方差分析表明。第1批果实与第2、3批果实之间存在显著差异:3个处理中第2批果实在不同贮藏期维生素C含量均为最高值(表1)。
2.5 不同成熟度黄皮9818贮藏期间POD活性变化
POD是一种对内外环境十分敏感的保护酶,它催化果肉组织中低浓度的H2O2而氧化其他底物,用以清除过氧化物和H2O2。POD伴随果实的成熟衰老而发生变化,其所表现的伤害效应或保护作用因植物种类和品种而异。3个处理的POD活性先降后升再降;第1批果实POD活性在贮藏至第14天降到最低,然后急剧上升随后急剧下降;第2、3批果实POD活性变化比较平稳,在贮藏至第7天时降至最低,然后又略有上升,第21天后又开始缓慢下降:总体上,3批果实在贮藏后期POD活性均低于贮藏前期(图5)。
从图5还可以看出,第1批果实POD活性高于第2、3批果实。植物衰老时细胞内活性氧代谢平衡受到破坏,从而引发过剩自由基对生物膜和生物大分子的损害,进而造成植物细胞膜系统破坏和功能丧失。造成POD活性变化趋势不同的原因可能是不同成熟度果实在贮藏期间受到了低温胁迫,果实受到低温胁迫时,体内积累的自由基含量会增加,从而诱导POD活性上升。但成熟度不同的果实抵御低温胁迫能力不同,致使POD活性变化量不同。POD在果实成熟衰老中生理作用尚不十分清楚,其变化模式也较复杂。据报道,POD活性高则较耐贮藏,第1批果实POD活性高于第2、3批果实,可以推断第1批果实贮藏时间会更长久。方差分析表明,刚采收和果实贮藏至第21天时,第1与第2、3批果实存在极显著差异,其他各期3批果实总体上不存在显著差异(表1)。
2.6 不同成熟度黄皮9818贮藏期间SOD活性变化
SOD是所有需氧生物中普遍存在的一种酶,主要存在于细胞溶质中。SOD能在植物组织衰老过程中维持活性氧代谢平衡,保护膜结构,从而延缓细胞衰老。黄皮9818在贮藏期间3个处理的SOD活性变化趋势差异较大,第1批果实SOD活性先升后降,第2批先升后降再升,第3批先降后升再降(图6)。SOD活性变化趋势与POD活性变化趋势不同,可能是这2种酶交替发挥作用的结果。第1、2批果实在贮藏过程中后熟衰老时,对自由基的清除能力随之提高,SOD活性上升,当果实衰老到一定程度时,SOD活性下降。目前,POD、SOD在果实成熟衰老过程中的生理作用尚不十分清楚,其变化模式也较复杂。方差分析表明,总体上,3批果实之间SOD活性不存在差异,但以第1批果实最高(表1)。
2.7 不同成熟度黄皮9818贮藏期间MDA含量变化
膜脂过氧化是由脂氧合酶(LOX)催化的,其主要产物之一是MDA。它可与细胞膜上的蛋白质、酶等结合、交联使之失活,从而破坏生物膜的结构与功 能,是一种具有细胞毒性的物质,对许多生物大分子均有破坏作用。膜脂过氧化能降低细胞膜的稳定性,导致细胞内含物渗漏,表现为细胞膜透性增加。因此,MDA产生数量的多少能代表细胞膜脂过氧化程度,可间接反映植物组织抗氧化能力的大小,随着哈密瓜贮藏时间延长,MDA含量不断增加,说明果实组织开始老化,脂质过氧化作用增强,细胞膜透性增大,使MDA迅速积累。在贮藏期间,3批果实随着贮藏时间的延长MDA含量逐渐增加。第3批果实MDA含量高于第2和第1批果实,3批果实贮藏至第28天时,MDA含量比贮藏前分别增加了68.48%、97.60%、128.17%(表1、图7)。不同成熟度哈密瓜果实在贮藏期间会产生不同量的自由基,自由基又作用于膜上的不饱和脂肪酸,促进膜脂过氧化作用,从而产生MDA。第3批果实在贮藏期间MDA含量增加量最大,说明膜脂过氧化程度最大。方差分析表明,总体上,3个处理间MDA含量不存在差异,但以第1批果实最低,贮藏至第28天时,其极显著低于第2、3批果实(表1)。
3 讨论
试验结果表明:第1、2批果实贮藏期间中心可溶性固形物含量先升后降,第3批果实一直缓慢下降,第1批果实贮藏至第21天时达到最高值(15.83%),第2批果实贮藏至第14天时达到最高值(16.99%),高于第1批果实1.16个百分点,此外,3个采收期果实中心可溶性固形物含量差别较大。说明在生理成熟时,果实中心可溶性固形物含量增加较快。黄皮9818在贮藏过程中,3批瓜0.5、2.5cm处果实硬度均呈现缓慢下降趋势,0.5 cm处3批果实的果实硬度远高于2.5 cm处果实硬度,2.5cm处第1批果实硬度明显高于第1、2批果实。说明采收期越早果实硬度越大。3个处理哈密瓜贮藏期间有机酸含量均呈缓慢下降趋势,原因一可能是哈密瓜利用有机酸作为呼吸基质之一而被消耗,故有机酸含量下降:二可能是在贮藏过程中,部分有机酸变成了糖,或是发生了某些酯化反应,此外还有可能的原因是有机酸的合成被抑制。但是第2批果实有机酸含量高于第1批果实,这一结果与随着果实的成熟,含酸量下降的理论相符,其机理有待于进一步研究。第2、3批果实贮藏期间维生素C含量与贮藏前基本一致,第1批果实缓慢下降,这与果肉中抗坏血酸氧化酶有关,抗坏血酸氧化酶含量高时,可加速维生素C氧化,使维生素C含量降低,也可能是低温降低了哈密瓜后熟过程中产生的乙烯,延迟了衰老,并抑制了维生素C含量下降。
3个处理哈密瓜POD活性先降后升再降,由于POD伴随成熟衰老而发生变化,其所表现的伤害效应或保护作用因植物种类和品种不同而异,这一结论与赵元寿等的研究结论相反,其机理还有待于进一步研究。贮藏期间3个处理的SOD活性变化趋势差异较大,第1批果实先升后降,第2批果实先升后降再升,第3批果实先降后升再降。原因一可能是SOD与POD交替发挥作用的结果,二可能是因为SOD在POD、CAT(过氧化氢酶)的共同作用下,可以清除细胞自由基,减少自由基对膜的损失,因而SOD表现出升降等不同的变化趋势,从而达到延缓细胞衰老的目的。第1、2批哈密瓜SOD变化趋势与赵元寿等的研究结果不同,其机理有待于进一步研究,第3批哈密瓜SOD变化趋势与赵元寿等的研究结果相同。MDA可与细胞膜上的蛋白质、酶等结合、交联使之失活,从而破坏生物膜的结构与功能,导致细胞内含物渗漏,表现为细胞膜透性增加,随着贮藏时间延长,3个处理的MDA含量不断增加。第1批果实前期增幅较大,贮藏至14d后无明显变化:而第2、第3批果实后期增加明显,与第1批果实差距明显拉大,说明体内活性氧的增加使细胞膜脂过氧化程度增强,MDA大量积累。
4 结论
对不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏期间生理及品质变化的试验研究结果表明:第1、2批果实中心可溶性固形物含量先升后降,第3批果实中心可溶性固形物含量缓慢下降,不同成熟度果实中心可溶性固形物含量以第2批果实贮藏至第14天最高,为16.99%,且在贮藏结束时其含量也最高,为16.50%。3批果实有机酸、维生素C含量呈下降趋势,但均以第2批果实最高,平均分别为0.83%、28.86 10-2mg.g-1。3批哈密瓜果实硬度均呈下降趋势。3批果实POD活性呈先降后升再下降趋势。3批哈密瓜SOD活性变化趋势差异较大。MDA含量均呈上升趋势。果实硬度、POD和SOD活性、MDA含量均以第1批果实最好。口感方面,3批果实时贮藏至第28天时,口感均较好,第1批果实较脆,第2批果实脆甜,第3批果实细腻甘甜。综合不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏后果实营养品质、生理指标和口感等因素全面考虑,在鄯善地区黄皮9818在雌花开放后42d、果实九成熟为适宜采收期。
关键词:哈密瓜;成熟度;生理;品质
哈密瓜(Cucumis melo L.)属葫芦科(Cueurbitaeeae)甜瓜属(Cucumis Linn)一年生蔓性草本植物,新疆是哈密瓜的主产区。哈密瓜果实甘甜,风味独特,营养丰富,并且具有治疗和保健等药用价值,种植效益高,备受广大消费者青睐,多年来为新疆经济发展和农民增收发挥了巨大作用。由于生产的周期性和地域性等限制,造成哈密瓜上市集中,出现市场短期积压现象。新疆地处我国西北边陲,地域辽阔,与内地及周边国家相距遥远,运输时间长,加上运输工具简陋,哈密瓜含糖量高,水分含量大,若采后处理不当,后熟过程中易发生霉变和腐烂,给贮藏运输、延长销售等带来巨大困难,从而降低了哈密瓜的商品价值,造成大量的经济损失,严重影响了其产业的可持续发展。
目前我国瓜菜采后损失严重,腐烂率在25%左右。张辉等、李萍等、吕双双等、毛晓英等对保鲜剂、气调贮藏不同气体比例、外源乙烯、热处理等在哈密瓜贮藏保鲜方面的效果进行了研究,而目前关于不同成熟度哈密瓜采后生理及品质的变化研究较少。因此,对不同成熟度哈密瓜贮藏期间生理和品质变化的研究尤为重要。笔者研究了不同成熟度哈密瓜贮藏期间生理及品质的变化,拟为新疆哈密瓜生产、贮藏运销及产业化发展提供参考和指导。
1 材料和方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试材料及其栽培管理供试材料为新疆农业科学院哈密瓜研究中心培育的黄皮9818。该品种植株生长旺盛,抗病性较强,结果性好,坐果整齐一致。全生育期80d左右,果实发育期45d。单果质量1.5-2.5kg;果实椭圆形、黄皮、全网纹,肉色橘红,肉质细腻稍紧,口感脆甜,中心可溶性固形物16%以上。于2010年4月27日将种子直播于葡萄瓜果开发研究中心试验地内,采用滴灌方式,地膜覆盖,667m2施有机肥(主要成分羊粪)0.8m3,常规大田管理,并在开花期间统一挂牌。第1批果实于7月15日采收,第2批果实于7月18日采收,第3批果实于7月21日采收,果实采后挑选大小一致、无病虫害和机械损伤、果柄处带T形蔓的果实,外套发泡塑料网套,防止运输过程中对哈密瓜的碰撞损伤,随后将果实装箱运置冷库。
1.1.2 贮藏库
葡萄瓜果开发研究中心贮藏库,内放P/N EC750型温控仪监测温、湿度情况。
1.2 试验设计
试验设计了3个不同成熟度处理:第1批果实发育到第39天(八成熟)采收;第2批果实发育到第42天(九成熟)采收:第3批果实发育到第45天(完熟)采收。采收后,将果实放在温度6-8℃,相对湿度80%-90%的冷藏条件下,采用果蔬消毒解毒机制造臭氧,每72h处理1次。每个处理60个瓜,共180个,每周测定1次,共测定5次。
1.3 测定项目与方法
可溶性固形物含量利用日本生产的K-BA100R型无损测糖仪测定。果实硬度利用GY-4型数显式水果硬度计测定,先将果实横切,分别取距果皮0.5、2.5 cm处测定。每次重复3个瓜,取平均值。测定参数,探头直径为11.1 mm,测定深度10 mm。有机酸含量采用酸碱滴定法测定。维生素C含量采用钼蓝比色法测定。过氧化物酶(POD)活性采用比色法测定。超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法测定。丙二醛(MDA)含量采用TBA显色法测定。
1.4 数据统计分析
利用Microsoft Excel进行数据处理,差异显著性分析采用SPSS 16.0。
2 结果与分析
2.1 不同成熟度黄皮9818贮藏期间中心可溶性固形物含量变化
可溶性固形物含量的变化是哈密瓜果实各种贮藏物质变化的代表,也是衡量果品品质及贮藏品质的重要指标之一。图1和表1显示,第1、2批果实在贮藏期间中心可溶性固形物含量先升后降,第1批果实贮藏至第21天时中心可溶性固形物含量达到最高值15.83%,第2批果实贮藏至第14天时达到最高值16.99%,贮藏到第28天时,均有所下降,但分别比贮藏前上升了0.40和0.81个百分点:而第3批果实在贮藏期间中心可溶性固形物含量一直缓慢下降,贮藏至第28天时比贮藏前下降了0.87个百分点。在贮藏结束时,中心可溶性固形物含量第2批果实最高,其次为第3批果实,最低的是第1批果实,可见黄皮9818在果实发育到第42天(九成熟)采收最好。
第1、2批果实中心可溶性固形物含量上升可能与果实后熟有关,贮藏期间由于水解酶的活动,内部淀粉不断转化为可溶性糖,增加了其鲜食的适口性,同时哈密瓜为了维持正常的生命,呼吸作用继续进行,但随着果实呼吸作用的趋旺,尤其是贮藏后期淀粉转化的糖远不足以补充呼吸作用的消耗,可溶性固形物便会被作为呼吸底物被消耗掉,含量逐渐降低,同时其含量的降低也是果实品质下降的表现,糖分降解越快,品质也就越差。第3批果实中心可溶性固形物含量下降是因为呼吸作用的消耗。经经验丰富人士鉴定,在哈密瓜贮藏至第28天时,整体上看,3批果实口感都较好,但存在个体差异,第1批个别果实有淀粉味,第3批个别果实靠近种腔处开始软化,由于入库前未晾晒,哈密瓜腐烂程度较严重。方差分析表明,刚采收时3个处理哈密瓜中心可溶性固形物含量存在极显著差异:此后第1批果实与第2、3批果实存在极显著差异,第2、3批果实之间不存在显著差异(表1)。
2.2 不同成熟度黄皮9818贮藏期间果实硬度变化
果实硬度是衡量哈密瓜贮藏品质的重要指标之一,也是判断哈密瓜商品性的重要因素之一。哈密瓜在贮藏前果实硬度最高,随着贮藏时间的延长,果实硬度不断下降。这是由于贮藏过程中果胶物质在果胶酶的作用下被水解造成的。果胶酶活性越低, 果胶物质水解速度越慢,果实软化速度也越慢。
图2、表1显示,贮藏前,3批果实距果皮0.5cm处果实硬度为第2批果实>第3批果实>第l批果实,距果皮2.5 cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实:贮藏至第28天时,距果皮0.5cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实,距果皮2.5cm处果实硬度为第1批果实>第2批果实>第3批果实。从整体上看,不同成熟度哈密瓜贮藏期间距果皮0.5cm处果实硬度均明显高于距果皮2.5cm处果实硬度,且距果皮0.5cm处果实硬度较2.5cm处下降缓慢(图2),综合看来,第1批哈密瓜果实硬度在贮藏前后变化较小,可以推断其贮藏时间会更长久。
果实硬度很大程度上受果肉内果胶物质含量影响,同时也受果肉内细胞数量的影响。贮藏期间果实硬度下降,其原因可能是原果胶在原果胶酶或多聚半乳糖醛酸酶的作用下转变为果胶和果胶酸,果胶再进一步变成小分子糖,以致细胞间的黏合力下降,从而引起组织变软。此外,不同成熟度哈密瓜果实采收时果胶含量不同,果实软化过程中起主导作用的水解酶也不同,从而造成果实在贮藏期间硬度下降也不同。距果皮0.5cm处离细胞壁较近,果胶含量较高,因此距果皮0.5cm处果实硬度较距果皮2.5cm处高。经方差分析表明,在刚采收时,第l与第2批果实距果皮0,5 cm处果实硬度存在显著差异,第2、第3批果实硬度不存在差异,此后3批果实硬度不存在差异:第1与第3批果实距果皮2.5cm处果实硬度除贮藏至第28天外均存在极显著差异,第2、3批之间不存在显著差异(表1)。
2.3 不同成熟度黄皮9818贮藏期间有机酸含量变化
果实中的有机酸是构成其风味的主要成分之一,其含量变化也会影响果实的耐贮性,因此,有机酸含量在贮藏过程中消耗速度的快慢,也是判断果实成熟度的一个重要标志,其含量下降,品质也随之下降。哈密瓜在贮藏期间利用有机酸作为呼吸基质之一而被消耗,故使有机酸含量不断下降。从整体来看,3个处理黄皮9818有机酸含量在贮藏过程中均呈下降趋势,第l批果实有机酸含量是先升后降,第2、3批果实均呈缓慢下降趋势。产生这种现象的原因可能是在贮藏过程中,为了维持果实的呼吸作用,需要消耗以糖、酸为主的有机物,以获得必需的能量,此外也可能是部分有机酸变成了糖,或与K Ca2 等阳离子结合生成盐,从而使得有机酸含量下降,此外某些酯化反应等也可导致有机酸含量下降,也有可能是有机酸的合成被抑制。第1批果实在贮藏前14d缓缓而明显上升,随后急剧下降至21d后基本保持不变(图3),这与果实的后熟作用有关,方差分析表明,总体上3批果实之间有机酸含量不存在显著差异,但以第2批果实有机酸含量最高(表1)。
2.4 不同成熟度黄皮9818贮藏期间维生素C含量变化
果实品质指标包括可溶性糖、蛋白质、可溶性固形物、有机酸、维生素C等,其中维生素C含量是评价质量的重要参数之一。维生素C也是植物体内的非酶类自由基清除剂。它维持活性氧代谢平衡,从而延缓果实的后熟软化。采后果实在贮藏过程中维生素C易分解损失。维生素C还是一种还原性物质,对果蔬起到保护作用,当其含量降低到一定程度时,又会对细胞组织产生损害而加快其衰老速度。图4显示,第2、3批果实在贮藏期间维生素C含量基本与贮藏前一致,这可能与果实采后贮藏温度有关,因为低温可以使酶保持较低的活性,降低果实的呼吸速率,抑制抗坏血酸酶的活性,减缓抗坏血酸降解速度。第1批果实维生素C含量则缓慢下降,且贮藏至21d开始降幅加大,可能主要是由于氧化所致,因为果肉中含有抗坏血酸氧化酶,抗坏血酸氧化酶含量高时,可加速维生素C的氧化,使果肉中维生素C含量降低。第2、3批果实维生素C含量相差不大,但第1批果实维生素C含量则明显低于上述2个处理。方差分析表明。第1批果实与第2、3批果实之间存在显著差异:3个处理中第2批果实在不同贮藏期维生素C含量均为最高值(表1)。
2.5 不同成熟度黄皮9818贮藏期间POD活性变化
POD是一种对内外环境十分敏感的保护酶,它催化果肉组织中低浓度的H2O2而氧化其他底物,用以清除过氧化物和H2O2。POD伴随果实的成熟衰老而发生变化,其所表现的伤害效应或保护作用因植物种类和品种而异。3个处理的POD活性先降后升再降;第1批果实POD活性在贮藏至第14天降到最低,然后急剧上升随后急剧下降;第2、3批果实POD活性变化比较平稳,在贮藏至第7天时降至最低,然后又略有上升,第21天后又开始缓慢下降:总体上,3批果实在贮藏后期POD活性均低于贮藏前期(图5)。
从图5还可以看出,第1批果实POD活性高于第2、3批果实。植物衰老时细胞内活性氧代谢平衡受到破坏,从而引发过剩自由基对生物膜和生物大分子的损害,进而造成植物细胞膜系统破坏和功能丧失。造成POD活性变化趋势不同的原因可能是不同成熟度果实在贮藏期间受到了低温胁迫,果实受到低温胁迫时,体内积累的自由基含量会增加,从而诱导POD活性上升。但成熟度不同的果实抵御低温胁迫能力不同,致使POD活性变化量不同。POD在果实成熟衰老中生理作用尚不十分清楚,其变化模式也较复杂。据报道,POD活性高则较耐贮藏,第1批果实POD活性高于第2、3批果实,可以推断第1批果实贮藏时间会更长久。方差分析表明,刚采收和果实贮藏至第21天时,第1与第2、3批果实存在极显著差异,其他各期3批果实总体上不存在显著差异(表1)。
2.6 不同成熟度黄皮9818贮藏期间SOD活性变化
SOD是所有需氧生物中普遍存在的一种酶,主要存在于细胞溶质中。SOD能在植物组织衰老过程中维持活性氧代谢平衡,保护膜结构,从而延缓细胞衰老。黄皮9818在贮藏期间3个处理的SOD活性变化趋势差异较大,第1批果实SOD活性先升后降,第2批先升后降再升,第3批先降后升再降(图6)。SOD活性变化趋势与POD活性变化趋势不同,可能是这2种酶交替发挥作用的结果。第1、2批果实在贮藏过程中后熟衰老时,对自由基的清除能力随之提高,SOD活性上升,当果实衰老到一定程度时,SOD活性下降。目前,POD、SOD在果实成熟衰老过程中的生理作用尚不十分清楚,其变化模式也较复杂。方差分析表明,总体上,3批果实之间SOD活性不存在差异,但以第1批果实最高(表1)。
2.7 不同成熟度黄皮9818贮藏期间MDA含量变化
膜脂过氧化是由脂氧合酶(LOX)催化的,其主要产物之一是MDA。它可与细胞膜上的蛋白质、酶等结合、交联使之失活,从而破坏生物膜的结构与功 能,是一种具有细胞毒性的物质,对许多生物大分子均有破坏作用。膜脂过氧化能降低细胞膜的稳定性,导致细胞内含物渗漏,表现为细胞膜透性增加。因此,MDA产生数量的多少能代表细胞膜脂过氧化程度,可间接反映植物组织抗氧化能力的大小,随着哈密瓜贮藏时间延长,MDA含量不断增加,说明果实组织开始老化,脂质过氧化作用增强,细胞膜透性增大,使MDA迅速积累。在贮藏期间,3批果实随着贮藏时间的延长MDA含量逐渐增加。第3批果实MDA含量高于第2和第1批果实,3批果实贮藏至第28天时,MDA含量比贮藏前分别增加了68.48%、97.60%、128.17%(表1、图7)。不同成熟度哈密瓜果实在贮藏期间会产生不同量的自由基,自由基又作用于膜上的不饱和脂肪酸,促进膜脂过氧化作用,从而产生MDA。第3批果实在贮藏期间MDA含量增加量最大,说明膜脂过氧化程度最大。方差分析表明,总体上,3个处理间MDA含量不存在差异,但以第1批果实最低,贮藏至第28天时,其极显著低于第2、3批果实(表1)。
3 讨论
试验结果表明:第1、2批果实贮藏期间中心可溶性固形物含量先升后降,第3批果实一直缓慢下降,第1批果实贮藏至第21天时达到最高值(15.83%),第2批果实贮藏至第14天时达到最高值(16.99%),高于第1批果实1.16个百分点,此外,3个采收期果实中心可溶性固形物含量差别较大。说明在生理成熟时,果实中心可溶性固形物含量增加较快。黄皮9818在贮藏过程中,3批瓜0.5、2.5cm处果实硬度均呈现缓慢下降趋势,0.5 cm处3批果实的果实硬度远高于2.5 cm处果实硬度,2.5cm处第1批果实硬度明显高于第1、2批果实。说明采收期越早果实硬度越大。3个处理哈密瓜贮藏期间有机酸含量均呈缓慢下降趋势,原因一可能是哈密瓜利用有机酸作为呼吸基质之一而被消耗,故有机酸含量下降:二可能是在贮藏过程中,部分有机酸变成了糖,或是发生了某些酯化反应,此外还有可能的原因是有机酸的合成被抑制。但是第2批果实有机酸含量高于第1批果实,这一结果与随着果实的成熟,含酸量下降的理论相符,其机理有待于进一步研究。第2、3批果实贮藏期间维生素C含量与贮藏前基本一致,第1批果实缓慢下降,这与果肉中抗坏血酸氧化酶有关,抗坏血酸氧化酶含量高时,可加速维生素C氧化,使维生素C含量降低,也可能是低温降低了哈密瓜后熟过程中产生的乙烯,延迟了衰老,并抑制了维生素C含量下降。
3个处理哈密瓜POD活性先降后升再降,由于POD伴随成熟衰老而发生变化,其所表现的伤害效应或保护作用因植物种类和品种不同而异,这一结论与赵元寿等的研究结论相反,其机理还有待于进一步研究。贮藏期间3个处理的SOD活性变化趋势差异较大,第1批果实先升后降,第2批果实先升后降再升,第3批果实先降后升再降。原因一可能是SOD与POD交替发挥作用的结果,二可能是因为SOD在POD、CAT(过氧化氢酶)的共同作用下,可以清除细胞自由基,减少自由基对膜的损失,因而SOD表现出升降等不同的变化趋势,从而达到延缓细胞衰老的目的。第1、2批哈密瓜SOD变化趋势与赵元寿等的研究结果不同,其机理有待于进一步研究,第3批哈密瓜SOD变化趋势与赵元寿等的研究结果相同。MDA可与细胞膜上的蛋白质、酶等结合、交联使之失活,从而破坏生物膜的结构与功能,导致细胞内含物渗漏,表现为细胞膜透性增加,随着贮藏时间延长,3个处理的MDA含量不断增加。第1批果实前期增幅较大,贮藏至14d后无明显变化:而第2、第3批果实后期增加明显,与第1批果实差距明显拉大,说明体内活性氧的增加使细胞膜脂过氧化程度增强,MDA大量积累。
4 结论
对不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏期间生理及品质变化的试验研究结果表明:第1、2批果实中心可溶性固形物含量先升后降,第3批果实中心可溶性固形物含量缓慢下降,不同成熟度果实中心可溶性固形物含量以第2批果实贮藏至第14天最高,为16.99%,且在贮藏结束时其含量也最高,为16.50%。3批果实有机酸、维生素C含量呈下降趋势,但均以第2批果实最高,平均分别为0.83%、28.86 10-2mg.g-1。3批哈密瓜果实硬度均呈下降趋势。3批果实POD活性呈先降后升再下降趋势。3批哈密瓜SOD活性变化趋势差异较大。MDA含量均呈上升趋势。果实硬度、POD和SOD活性、MDA含量均以第1批果实最好。口感方面,3批果实时贮藏至第28天时,口感均较好,第1批果实较脆,第2批果实脆甜,第3批果实细腻甘甜。综合不同成熟度黄皮9818哈密瓜贮藏后果实营养品质、生理指标和口感等因素全面考虑,在鄯善地区黄皮9818在雌花开放后42d、果实九成熟为适宜采收期。