振动处理对甜瓜代谢物质及抗氧化能力的影响

摘    要：比较振动甜瓜与静置甜瓜在贮藏期间细胞渗透率、非酶抗氧化物质和抗氧化酶的变化，以探知振动处理对甜瓜代谢物质及抗氧化能力的影响。以成熟甜瓜为试材，测定甜瓜全筐振动处理（T1）和半筐振动处理（T2）以及CK在运输6 h后贮藏期间的细胞渗透率、非酶抗氧化物质和抗氧化酶活性。2个振动处理均增加了甜瓜表面机械损伤的数量并增大了瓜面受损面积，其中机械损伤数量分别为4.04和4.54个，机械损伤面积百分率分别为3.07%和3.16%。振动处理，尤其是半筐振动处理，增加了甜瓜贮藏后的细胞渗透率和PPO活性。相关性分析结果显示，振动胁迫下细胞渗透率的增加降低了非酶抗氧化物质（总酚、总黄酮、维生素C和谷胱甘肽）含量、抗氧化酶（SOD、CAT和GR）活性和DPPH自由基清除率。总之，振动处理破坏了甜瓜的表皮和抗氧化能力。

关键词：甜瓜；振动；机械损伤；代谢物质

中图分类号：S652 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）01-059-08

Impact of vibration on metabolites and antioxidant capacity of melon

SHANG Zhiyong1， JI Feng1， LI Zhiyuan2， WANG Fei1

（1. College of Mathematics and Science， Xinjiang Institute of Engineering， Urumuqi 830023， Xinjiang， China; 2. College of Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumuqi 830052， Xinjiang， China）

Abstract： In order to explore the effects of vibration treatment on melon metabolites and antioxidant capacity， the changes of cell permeability， non-enzymatic antioxidant substances and antioxidant enzymes during storage were compared between vibrating melon and static melon. Using mature melon as the test material， we analyzed the cell permeability， non-enzymatic antioxidant substances and activities of antioxidant enzymes of melon during the whole basket vibration treatment（T1）and half basket vibration treatment（T2）and CK during storage for 6 h after transportation.The two vibration treatments both increased the number of mechanical damage on the melon surface and the damaged areas of the melon surface. The number of mechanical damage was 4.04 and 4.54， and the area of mechanical damage was 3.07% and 3.16%， respectively. Vibration treatment， especially the half-basket vibration treatment， increased the cell permeability and PPO enzyme activity after melon storage. The correlation analysis showed that the increased cell permeability under vibration stress reduced the non-enzymatic antioxidant substances content（total phenol， total flavonoids， vitamin C and glutathione）， antioxidant enzymes （SOD， CAT and GR）enzymes and DPPH. In conclusion， the vibration treatment disrupts the epidermis and antioxidant capacity of the melon.

Key words： Melon; Vibration; Mechanical damage; Metabolic substances

甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科甜瓜属作物，作为世界范围内的畅销果品，富含酚类、类黄酮、维生素等营养成分，风味独特且具有较高的抗氧化活性，广受人民的喜爱。新疆是我国甜瓜的主产区，这里每年为国内外输送大量甜瓜，但甜瓜收获后技术措施和贮藏方法不完善，异地运输的物流方式较为落后[1]。在甜瓜对外贸易的运输过程中，会因装卸、搬运、颠簸等问题造成不同程度的机械损伤，会使果品承受不同程度的振动，进而导致产品快速腐败、变质，增加产品损耗。当果品贮藏期较长时，已腐败的产品还会间接影响到与其相接触的正常果品，造成更为严重的浪费[2-3]。

卢立新等[4]研究认为振动会对梨产生破坏作用，包装方式和振动时间的差异也会使其变化趋势发生变化。王芳等[5]和周然等[6]通过人工模拟运输条件下的振动参数与果品质量建立相关性分析模型，得到了评价果品质量的相关指标，为果品的包装和运输提供了借鉴经验[5-6]。对黄花梨的研究发现，不同强度的运输振动处理不仅影响其外观品质，并进一步降低了其水解酶的活性，进而造成了细胞壁的破坏[7]。振动还增加果实的呼吸强度及果实乙烯生成量，使猕猴桃果实采后成熟衰老的进程不断加快[8]。将桃和杨梅进行振动试验发现，振动处理降低了超氧化物歧化酶活性并促进乙烯的大量释放，从而加速了果实的衰老[9-10]。振动同样会使果实遭受机械损伤，并引起细胞渗透率的提高，进一步调节抗氧化物质以及抗氧化酶活性。

目前，关于振动强度对甜瓜果实代谢物质及抗氧化能力的研究鲜见报道。笔者以未进行模拟运输的甜瓜为对照，设计全筐包装和半筐包装2个处理，在振动后分别将甜瓜贮藏0、3、6、9、12 d，分析甜瓜在贮藏期间细胞渗透率、抗氧化酶活性和抗氧化物质含量的变化，为探究振动处理对甜瓜抗氧化能力的影响提供借鉴经验。

1 材料与方法

1.1 材料

供试甜瓜购买自乌鲁木齐市北园春市场，品种为西州密25号，单果质量约2 kg。选取大小均匀、成熟度相近的果实供试验使用。

1.2 仪器与设备

准备好PE保鲜袋（规格：26.5 cm×23.5 cm×25 μm）、草酸、淀粉和纯碘（分析纯，由天津市致远化学试剂有限公司提供）。供试的仪器设备包括M/MN-100R型模拟运输振动试验台（上海睦尼实验设备有限公司）；T3000Y电子天平（美国双杰兄弟集团有限公司）；FYL-YS-281L型智能宽温恒温设备（北京福意联医疗设备有限公司）；德克SDW-1431温湿度记录仪（温州艾佰测控科技有限公司）；Galileo双室真空包装机（上海工洲阀门有限公司）；紫外分光光度计（721，上海菁华科技仪器有限公司）。

1.3 方法

试验于2020年6月于新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所实验室进行。以不同的振动强度设置3个处理。将运输模拟振动试验台移至冷库内，设置温度为（4±1） ℃、相对湿度为80%～90%。采用完全随机区组设计，选取大小均匀相似的哈密瓜，每组的哈密瓜数量为4个，3次重复。先将哈密瓜放入振动台上，以不做振动处理的甜瓜为对照组（CK），T1处理为全筐包装振动处理，T2处理为半筐包装振动处理。全筐包装的筐为正方体包装（长50 cm、宽50 cm、高50 cm），其中上下两层各2个瓜，而半筐包装的筐为长方体包装（长100 cm、宽40 cm、高40 cm），为单层4个瓜。在甜瓜振动6 h后3个处理分别在贮藏0、3、6、9、12 d后进行取样，取样部位为甜瓜果皮，每个处理3次重复。汽车的实际运输振动频率集中在2.0～5.0 Hz，振动频率为3.33 Hz，上下方向加速度为4.9 m·s-2，左右方向加速度为1.96 m·s-2，前后方向加速度为1.96 m·s-2，振幅为3.5 cm。

1.4 测量指标与方法

1.4.1 机械损伤的测定 将甜瓜置于25 ℃环境下保存，从各个处理中随机选取10个果实。将照片传入电脑，用Leica Q Win软件（英国Leica微观成像公司）计算甜瓜表皮的损伤面积百分率。同时，对各组试验中甜瓜表面的损伤数计数，每个处理3次重复[11]。

1.4.2 总酚含量测定 参考王洪丽等[12]的方法测定甜瓜皮的总酚含量。称取2.0 g甜瓜果皮，预冷后加入体积分数为1%的HC1-甲醇溶液，利用液氮充分研磨至匀浆后置于20 mL的试管中，4 ℃避光提取20 min，仔细搜集过滤液体，利用紫外分光光度计（721，上海菁华科技仪器有限公司）的280 nm处测定其吸光度，建立吸光度（Y1）与没食子酸浓度（X1，μmol·g-1）的标准曲线：Y1=0.873 4 X1+0.013 4，R2=0.999 9，每1 g果实的总酚含量用μmol·g-1来表示。

1.4.3 维生素C含量测定 参考刘月等[13]的方法测定甜瓜果皮维生素C含量，略作修动。反应体系为1 mL提取液和1 mL质量浓度为50 g·L-1的三氯乙酸溶液，测定并记录该体系在534 nm处的吸光度值，对照吸光度（Y2）与维生素C含量（X2，μg）的标准曲线：Y2=0.009 8 X2+0.027 6，R2=0.998 0，甜瓜中的维生素C含量以100 g鲜样所含的维生素C质量表示（mg·100 g-1）。

1.4.4 细胞膜渗透率测定 参考韩媛媛[14]的方法测定细胞膜渗透率，略作改动。使用打孔器从甜瓜上挖取组织后，称取甜瓜薄片2 g置25 mL试管中，加入25 mL去离子水，在摇床上震荡30 min后，用电导率仪器测定溶液电导率，记为P1（μs·cm-1）；再放入水浴锅煮沸10 min，加水到原刻度并冷却至室温，测定溶液电导率，记为P2（μs·cm-1）；测定去离子水电导率，记为P0（μs·cm-1）。用相对电导率P表示果肉膜透性，计算公式如下。

P=[P1-P0P2-P0]×100%。                                   （1）

1.4.5 谷胱甘肽含量的测定 参考杨乾等[15]的方法测定谷胱甘肽含量并略作改动。反应体系为1.0 mL上清液、1.0 mL pH值为7.7的磷酸缓冲液和0.5 mL 4 mmol·L-1二硫代硝基苯甲酸溶液，在25 ℃条件下保温反应10 min，测定其在波长412 nm处的吸光度，对照吸光度（Y3）与谷胱甘肽（glutathione，GSH）含量（X3，μmol·g-1）的标准曲线：Y3=39.346 X3-0.120 1，R2=0.999 1，计算出谷胱甘肽的含量（μmol·g-1）。