甜瓜貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

劉丹陽，魯丁強，龐廣昌

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

白蘭瓜、哈密瓜、蜜瓜等均屬于葫蘆科中的甜瓜種，白蘭瓜又名蘭州蜜瓜，原產(chǎn)于美國，20世紀(jì)中期引入蘭州，是一種厚皮甜瓜，呈圓球狀。蘭州位于黃河中上游地區(qū)，光熱資源豐富，晝夜溫差大[1]，該地生產(chǎn)的白蘭瓜大小均勻，色澤美觀，肉厚多汁，含糖量通常在14%以上，并且富含硒、維生素、鈣等微量元素[2]，具有增強身體免疫能力、保護(hù)肝臟、延緩衰老等作用。甜瓜是夏季消暑佳品，受廣大群眾喜愛。但甜瓜的收獲期是在高溫季節(jié)，而且大批量銷往外省市，如果在采后及運輸過程中不采取適當(dāng)措施，產(chǎn)品很容易腐爛變質(zhì)，也將造成很大的經(jīng)濟損失。本文簡述了甜瓜的幾種常用保鮮技術(shù)，以期為甜瓜的貯藏保鮮提供依據(jù)。

1 物理保鮮技術(shù)

1.1 輻照保鮮

食品輻照是利用放射源產(chǎn)生的γ射線、電子加速器產(chǎn)生的X射線或電子束對食品進(jìn)行加工處理，達(dá)到抑制發(fā)芽、延遲成熟、殺蟲、殺菌、防腐等目的的輻照過程[3]。KOH等[4]以鮮切哈密瓜為試驗材料，研究了重復(fù)脈沖光間隔處理對哈密瓜貯藏過程中微生物品質(zhì)、物理品質(zhì)和化學(xué)品質(zhì)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，0.9 J/cm2的重復(fù)脈沖光處理效果最佳，該條件下處理的哈密瓜較好保持了果實硬度和抗壞血酸（vitamin C，VC）含量。周任佳等[5]研究了高能電子束輻照對鮮切哈密瓜生理生化品質(zhì)的影響，將鮮切哈密瓜進(jìn)行不同劑量的電子束輻照處理，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：在輻照處理13 d時，試驗組的可溶性固形物含量維持在9.95%～10.50%之間，而對照組降至9.15%；500、1 000 Gy處理可以有效抑制鮮切哈密瓜在貯藏期內(nèi)的呼吸速率；適當(dāng)劑量的電子束處理可以降低果蔬中抗壞血酸氧化酶的活性，從而降低VC的損失；在貯藏過程中，電子束輻照能顯著減少丙二醛的生成，降低膜脂過氧化程度；電子束輻照處理可降低鮮切哈密瓜的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）的活性，輻照處理到13 d時，1 500 Gy處理的哈密瓜的PPO的活性與對照組差異顯著，且1 500 Gy處理的哈密瓜褐變潛力值最低，褐變潛力值與PPO酶活性及其作用底物含量相關(guān)。

1.2 氣調(diào)貯藏

氣調(diào)貯藏主要是在低溫冷藏的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中O2和CO2濃度來降低果蔬的呼吸速率，從而實現(xiàn)對果蔬的保鮮[6]。張陽等[7]研究了 CO2∶O2∶N28 種不同氣體配比對新疆伽師瓜貯藏期生理變化和貯藏品質(zhì)的影響，其結(jié)果表明，采用7% CO2+5% O2+88% N2的氣體比例處理伽師瓜與對照組相比，可滴定酸的含量差異顯著，該條件下保持伽師瓜含酸量效果較好，且可以減緩淀粉向還原糖的轉(zhuǎn)化速率，使還原糖含量保持穩(wěn)定；該條件下處理的伽師瓜過氧化物酶（peroxdase，POD）活性水平最低，過氧化氫酶（catalase，CAT）活性處于較高水平，可以有效抑制衰老；該條件可以有效抑制多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）、PPO的活性。張慧杰等[8]通過O2∶CO2不同氣體配比處理哈密瓜，發(fā)現(xiàn)在貯藏溫度為4℃，相對濕度70%～75%條件下，3% O2+1% CO2處理的哈密瓜品質(zhì)最優(yōu)，該條件下哈密瓜可滴定酸的含量最高，硬度變化較為穩(wěn)定，總糖最大值達(dá)到21%，與對照組最大值13%存在明顯差異。張翠環(huán)等[9]以氣調(diào)保鮮袋、SO2殺菌保鮮紙、充氣柱、網(wǎng)套、無紡布等7種包裝材料對哈密瓜進(jìn)行保鮮處理，并對果肉硬度、可溶性固形物含量、失重率進(jìn)行測定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，充氣柱包裝的哈密瓜因貯藏環(huán)境濕度過大而腐爛，氣調(diào)保鮮袋和無紡布結(jié)合處理的哈密瓜果肉硬度下降最小，可溶性固形物含量最高為17.1%，失重率僅為0.49%，保鮮效果最佳。

1.3 低溫貯藏

采后果蔬仍是活體，低溫會抑制果蔬的各種生化反應(yīng)，降低微生物的生長速率，從而延緩產(chǎn)品的腐敗變質(zhì)[10]，但溫度過低，果蔬易發(fā)生冷害；貯藏溫度過高，會加快果蔬腐爛和衰老。劉芳等[11]以白蘭瓜為試驗材料，于3種不同溫度中貯藏，每7 d統(tǒng)計一次病害種類和發(fā)生率，并測量果實失重率、果肉硬度、可溶性固形物含量等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4℃～5℃條件下貯藏的白蘭瓜發(fā)生冷害，果皮褐變、果面凹陷，后期冷害和微生物病害交叉感染；19℃～20℃條件下貯藏，果實發(fā)病早，且果實失重率和可溶性固形物含量下降嚴(yán)重，品質(zhì)劣變快，這與貯藏溫度高，果實容納的水分多有關(guān)；9℃～10℃條件下貯藏的白蘭瓜品質(zhì)最好，果實發(fā)病率最低。張婷等[12]于1、3、5℃條件下分別貯藏哈密瓜，研究了不同溫度對哈密瓜采后冷害的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1℃條件下，哈密瓜出現(xiàn)冷害最早，冷害率較高，貯藏后期果實硬度下降較快，可溶性固形物含量下降明顯；5℃貯藏條件下未出現(xiàn)冷害，但后期出現(xiàn)品質(zhì)劣變，腐爛嚴(yán)重；3℃條件下貯藏的哈密瓜品質(zhì)最好，果實硬度變化平緩。蔡修臻等[13]研究了哈密瓜在5個貯藏溫度下的蔗糖積累和呼吸代謝情況，并分別測定了蔗糖、乳酸和呼吸代謝途徑中14種酶的基因表達(dá)活性，結(jié)果表明，5℃是最佳貯藏溫度，該溫度下貯藏的哈密瓜酶的基因表達(dá)量最低，呼吸代謝緩慢，更有利于貯藏。王會松等[14]于10個不同溫度下處理甜瓜，得到不同溫度下不同部位糖酵解途徑（glycolytic pathway，EMP）、三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle，TCA）、蔗糖合成途徑、戊糖磷酸途徑的代謝通量，結(jié)果顯示，8℃處理的甜瓜乳酸通量較高，該溫度下貯藏可以降低呼吸代謝、提高蔗糖的合成代謝。

1.4 超聲波保鮮

超聲波是通過物體振動產(chǎn)生的聲波，振動頻率一般高于20 kHz，超過了人類聽覺對聲波的感知上限。果蔬在生長、收獲和運輸過程中會自然添加某些化學(xué)污染物，如殺蟲劑、重金屬、真菌毒素等[15]。超聲波技術(shù)應(yīng)用于果蔬可有效去除農(nóng)藥殘留[16]、殺菌[17]、酶滅活[18]，保持果蔬采后的生理品質(zhì)[19]。目前沒有關(guān)于甜瓜應(yīng)用超聲波保鮮的研究，應(yīng)用超聲波保鮮研究的其它果蔬有甜柿、番茄、絲瓜、木瓜等。陳廣艷[20]以木瓜為試驗材料，采用50 kHz、輸出功率為200 W的超聲波進(jìn)行處理，清水浸泡為對照組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲波處理可以有效抑制VC含量下降速度、減緩可滴定酸含量的下降趨勢、維持木瓜貯藏期間的果實品質(zhì)。

1.5 熱處理

王靜等[21]以哈密瓜作為試驗材料，分別進(jìn)行不處理、55℃熱水浸泡處理、殼聚糖涂膜處理、55℃熱水浸泡和殼聚糖涂膜結(jié)合處理，試驗發(fā)現(xiàn)：結(jié)合處理的哈密瓜比對照組的腐爛指數(shù)和腐爛率均低50%，結(jié)合處理可有效抑制哈密瓜腐爛；處理后冷藏14 d時，除結(jié)合處理的哈密瓜外均出現(xiàn)了呼吸高峰，冷藏至35d時，結(jié)合處理的哈密瓜出現(xiàn)呼吸高峰；結(jié)合處理的哈密瓜乙烯釋放速率出現(xiàn)高峰的時間比其它處理方法推遲了21 d，結(jié)合處理極高抑制了乙烯釋放量。

輻照作為一種物理保鮮技術(shù)，不同于加入添加物的化學(xué)保鮮技術(shù)，具有無需添加物、最大限度地保持了果蔬的外形及原有風(fēng)味、殺菌徹底、安全環(huán)保、無污染等特點，但是值得注意的是，高劑量的電子束輻照會造成VC等營養(yǎng)物質(zhì)流失，所以在進(jìn)行保鮮處理前，一定要對其最佳劑量進(jìn)行研究討論。氣調(diào)保鮮技術(shù)在果蔬保鮮方面應(yīng)用廣泛，尤其適用于白蘭瓜這類呼吸躍變型果實。氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)分為氣調(diào)庫保鮮和氣調(diào)包裝保鮮，氣調(diào)庫極高的機械化程度和大容量儲存可以更好地適應(yīng)自動化生產(chǎn)，但其造價高、維護(hù)費用高，適用面并不廣泛；氣調(diào)包裝常充入O2、CO2氣體，適宜濃度的O2能抑制厭氧型微生物繁殖，CO2能抑制部分好氧菌的繁殖，但是高濃度的CO2會導(dǎo)致果實代謝失常，低濃度的O2導(dǎo)致無氧呼吸，產(chǎn)生乙醇、乙醛等物質(zhì)，使果蔬失去原有風(fēng)味。目前超聲波保鮮技術(shù)還不成熟，超聲波單獨使用對微生物致死效果不明顯，需要與其它技術(shù)結(jié)合使用。

2 化學(xué)保鮮技術(shù)

2.1 化學(xué)保鮮劑處理

張曉軍等[22]采用冷藏、冷藏和二氧化氯間歇處理兩種方式對甜瓜進(jìn)行貯藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，冷藏和14.798mg/m3的二氧化氯間歇處理的甜瓜乙烯釋放速率最低，硬度最高，高濃度的二氧化氯可以提高POD的活性、抑制細(xì)菌的生長。SAFTNER R A等[23]將鮮切蜜露于丙酸鈣、氯化鈣和氨基酸螯合物中進(jìn)行浸泡處理，研究發(fā)現(xiàn)，含有低濃度鈣的浸泡保持了蜜露的品質(zhì)，延長了貨架期，有效抑制了呼吸和乙烯生產(chǎn)速率。

2.2 水楊酸保鮮

乙烯是天然存在的氣態(tài)植物生長調(diào)節(jié)劑[24]，是影響果蔬保質(zhì)期的關(guān)鍵因素，它在很大程度上導(dǎo)致成熟度增加，從而損害了果蔬的新鮮度。水楊酸是一種在植物體內(nèi)產(chǎn)生的，具有天然活性的酚類物質(zhì)[25]，它可以抑制乙烯的生物合成，從而延緩果蔬衰老[26]。脂膜過氧化也是引起果蔬褐變衰老的原因[27]，水楊酸處理通過影響酶的活性來抑制果實的褐變衰老。姚軍等[28]在3種不同濃度的水楊酸中浸泡處理具有相同成熟度的“西州蜜25號”，結(jié)果表明，不同濃度的水楊酸處理可以有效降低哈密瓜的腐爛率，抑制哈密瓜失重率上升，可以較好地保持果實硬度，提高苯丙氨酸解氨酶、PPO、過氧化物酶（peroxidase，POD）活性，濃度為1.0%的水楊酸處理的哈密瓜貯藏效果最好。馮會君等[29]利用哈密瓜為試驗材料，通過不同濃度的水楊酸處理，研究了水楊酸對哈密瓜后熟作用的影響，測定了處理后哈密瓜的失重率、可溶性性固形物含量、總糖總酸含量和VC含量，發(fā)現(xiàn)不同濃度的水楊酸處理后延緩了后熟過程，從而延長果實的貯藏期，而且在一定程度上提高了哈密瓜的抗病性。

2.3 1-甲基環(huán)丙烯處理

1-甲基環(huán)丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）是一種人工合成的乙烯抑制劑[30]，可以有效抑制果蔬貯藏過程中乙烯的合成，從而延緩果蔬衰老。LIEN PHUONG L N等[31]以甜瓜為試驗材料，研究了1-MCP微泡處理對甜瓜貨架期的影響，研究表明，1-MCP微泡處理20 min顯著降低了甜瓜貯藏期間乙烯和CO2的產(chǎn)生，可有效延緩果實軟化和腐爛。

2.4 抑菌保鮮劑處理

杜娟等[32]分別用嘧菌酯、草酸、咪鮮胺殺菌劑對哈密瓜進(jìn)行不同時間浸泡處理，試驗發(fā)現(xiàn)：咪鮮胺處理5 min對維持哈密瓜質(zhì)量及抑制貯藏期間顏色變化效果最好。張強等[33]測定了殼聚糖、大蒜素、殼聚糖和大蒜素結(jié)合使用對伽師瓜病原菌的抑菌活性，研究發(fā)現(xiàn)，大蒜素和殼聚糖結(jié)合使用時抑菌圈直徑大于單獨使用殼聚糖或大蒜素，且最小抑菌濃度低于單獨使用，結(jié)合使用抑菌劑的抑菌活性高于單獨使用，此外，溫度升高，抑菌活性逐漸下降，pH值在5～8之間抑菌活性較高。

化學(xué)保鮮方法基本不需要額外的設(shè)備和投資，操作簡便，使用成本低。使用水楊酸保鮮具有無毒、用量少、使用方便等優(yōu)點，但單一使用水楊酸進(jìn)行保鮮處理效果不明顯，一般與低溫冷藏結(jié)合使用。

3 生物保鮮技術(shù)

3.1 天然提取物保鮮劑

天然提取物保鮮劑旨在使用天然提取物中的活性物質(zhì)在果蔬表面形成一層選擇性透過薄膜[34]，從而起到隔離保護(hù)、抑菌滅菌及抗氧化作用，抑制果蔬水分蒸發(fā)和內(nèi)外氣體交換，減緩果蔬呼吸和代謝[35]，延緩果蔬的成熟過程，推遲抗壞血酸、多酚、抗氧化活性、硬度等變化[36]。殼聚糖是最常見的食用涂膜[37]，是一種天然的、可生物降解的聚合物，具有良好的抗菌活性[38]。

周研等[39]使用羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉復(fù)合涂膜對哈密瓜進(jìn)行保鮮處理，研究發(fā)現(xiàn)，羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉復(fù)合涂膜均可降低哈密瓜在貯存期間的失重率，提高過氧化物酶的活性、減緩VC流失，并抑制霉菌和酵母菌的繁殖，但是，羧甲基殼聚糖對降低VC的損失更為有效。曾媛媛等[40]進(jìn)一步研究了羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉共混涂膜對哈密瓜貯藏效果的影響，結(jié)果表明，與單獨使用海藻酸鈉涂膜或羧甲基殼聚糖涂膜相比，共混涂膜能更有效提高過氧化氫酶的活性，控制多酚氧化酶活性，并且對降低失重率的抑制作用更為顯著。ZHAO等[41]使用殼聚糖基褪黑素雙層涂膜對甜瓜進(jìn)行保鮮處理，空白對照組的甜瓜貯藏期間失水、組織變軟，不能保持其原始狀態(tài)，雙層涂膜的甜瓜外觀和感官品質(zhì)較好。POVERENOV E等[42]用蘑菇工業(yè)廢料作為殼聚糖的來源制備了食用涂膜，并對鮮切甜瓜進(jìn)行涂膜保鮮，研究發(fā)現(xiàn)，真菌殼聚糖具有顯著的抑菌作用和強大的質(zhì)地保護(hù)能力。

3.2 拮抗菌保鮮

李平等[43]通過正交試驗優(yōu)選出了復(fù)合生物保鮮劑：12 μmol/L茉莉酸甲脂和復(fù)合酵母拮抗菌，與對照組相比較，保鮮劑處理的哈密瓜呼吸高峰晚6 d出現(xiàn)，VC含量下降緩慢，硬度差異顯著，腐爛率僅有10%，超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、POD 活性均高于對照組，保鮮劑處理可以有效抑制哈密瓜的呼吸強度，延緩呼吸高峰出現(xiàn)，有效保持哈密瓜貯藏期的品質(zhì)，誘導(dǎo)抗病相關(guān)酶活性升高。

生物保鮮技術(shù)應(yīng)用于果蔬保鮮有明顯優(yōu)勢：成本低，無毒物殘留、無污染，保持果蔬原有風(fēng)味，不改變果蔬外觀形態(tài)，且經(jīng)過涂膜處理后的果蔬色澤鮮艷，提高了產(chǎn)品的附加值。目前，涂膜劑及其濃度的選擇是涂膜保鮮技術(shù)的關(guān)鍵問題，涂膜劑黏度要好，易于成膜，且要形成連續(xù)均勻的膜，這樣才有較好的保鮮效果。另外涂膜劑的濃度要適宜，若濃度太低，則形成的膜太薄，達(dá)不到隔氧效果，起不到保鮮作用；涂膜劑濃度太高會導(dǎo)致黏度過高，涂膜層太厚會造成果蔬進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生乙醇，影響果蔬原有風(fēng)味，還會加快果蔬腐敗變質(zhì)。

4 甜瓜保鮮技術(shù)展望

氣調(diào)庫貯藏對設(shè)備要求高，經(jīng)濟投入大；氣調(diào)包裝保鮮、輻照保鮮、涂膜保鮮對劑量或濃度要求嚴(yán)格，過高、過低都不利于果蔬貯藏，甚至加速果蔬腐敗變質(zhì)；水楊酸保鮮處理無毒、使用方便，一般與低溫貯藏結(jié)合使用。另外，近年來對白蘭瓜、蜜瓜等采后生理的研究不夠深入，有待進(jìn)一步闡明生理變化機理。對于果蔬貯藏保鮮，本質(zhì)上就是減少呼吸消耗，在保證果蔬生存的條件下將呼吸代謝控制在最低水平。溫度變化影響果蔬的代謝機制，是直接影響果實代謝過程、品質(zhì)與其貯藏壽命的重要影響因子。蔗糖是白蘭瓜品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，而乳酸通量又可定量描述呼吸代謝的強度。通過分析TCA循環(huán)、糖酵解途徑的代謝通量，研究溫度對白蘭瓜蔗糖積累、乳酸通量及呼吸代謝的影響從而確定最佳貯藏溫度具有較好的應(yīng)用前景。