哈密瓜原产于中国西北部，是新疆省的重要经济作物[1]。哈密瓜品种资源丰富，其中‘晓蜜25 号’和‘玫珑’哈密瓜为山东省特有的品种。研究显示，哈密瓜含有大量的类胡萝卜素，也是膳食纤维、维生素C 和B 族维生素的良好来源[2]。由于其丰富的营养价值，加上令人愉悦的味道、良好的质地以及热量低等优势，哈密瓜的产量持续增长[3]。由于独特的地理和光照条件，山东省的哈密瓜在口感、颜色和表皮厚度等方面与其他地区的哈密瓜有所差异。例如，‘晓蜜25 号’是一种表皮呈淡黄色的哈密瓜，果实大小适中，‘玫珑’哈密瓜与‘晓蜜25 号’哈密瓜大小无异。‘玫珑’哈密瓜的外表皮呈绿色并具有条状纹路，口感脆甜、味道清香。
采用气调、冷藏等技术可以延长果蔬的采后贮藏期[4-5]。哈密瓜果实在贮藏过程中品质下降主要表现为腐烂和软化[6]。研究发现，在低温条件下，哈密瓜的贮藏效果比常温下效果更好，可以有效延长贮藏期[7]。另外，哈密瓜不能长期保存在SO2 条件下，因为SO2 会造成果实漂白和变味，有损果实品质。研究表明，哈密瓜可以在气体调控（controlled atmosphere，CA）环境下保存数周[8]。气体调控是一种通过调节储藏室中O2 和CO2 的浓度来延缓果实的衰老和减缓质量损失的方法。在适当的气体组合下，CA 能有效地延缓哈密瓜果实的软化进程，并延长贮藏时间。综上所述，为了延长哈密瓜的贮藏期，本试验采用气体调控和低温冷藏的方法探究哈密瓜最佳贮藏条件。
CA 技术的关键在于控制O2 浓度和CO2 浓度，使其适应不同水果的贮藏需求[9]，减慢水果的衰老和腐烂过程，延长其贮藏期。同时，适当的温度和湿度条件也需要与CA 技术相结合，以确保最佳的效果并保持水果的优良品质[10]。
CA 对哈密瓜贮藏期间品质的影响一直是哈密瓜保鲜研究的重点之一。研究证明，2%～6% O2+3%～15% CO2 是可以通过减少微生物生长和减缓组织呼吸来维持水果质量的最佳气体环境[11]。低O2 与高CO2结合可以有效减缓哈密瓜果实失重率和硬度的下降，抑制或延缓酶促反应，从而保护哈密瓜免受质量损失。CA 的贮藏效果与哈密瓜的品种、温度和混合气体浓度密切相关。因此，不同哈密瓜品种在相同环境冷室中的贮藏效果也不尽相同。
虽然在其他水果的保鲜研究中已经证明CA 储存对水果采后贮藏质量具有积极影响，但关于‘晓蜜25号’和‘玫珑’哈密瓜的最佳CA 条件尚未进行大量研究，特别是关于耐受CO2 浓度及其效果的研究。因此，本研究基于哈密瓜的质地和化学特征，对‘晓蜜25 号’和‘玫珑’哈密瓜的采后寿命进行评估，具体分析两个品种哈密瓜的抗氧化能力，以进一步了解CA 在低O2浓度和高CO2 浓度下的作用原理，从而解决‘晓蜜25号’及‘玫珑’哈密瓜采后贮藏保鲜时间短的问题。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
‘晓蜜25 号’、‘玫珑’品种哈密瓜：产地均为山东省，成熟度9～10 成。哈密瓜收获后立即放入冷藏车（8 ℃）中在24 h 内运送到天津科技大学。
氢氧化钠、冰醋酸、无水醋酸钠、2-硫代巴比妥酸、三氯乙酸、H2O2、邻苯二酚：天津百奥泰科技发展有限公司。以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
气调保鲜库（GHT-200）：天津捷盛东辉保鲜科技有限公司；果实硬度计（GY-4）：乐清市艾德堡仪器有限公司；手持折光仪（WY060T）：日本ATAGO 株式公社；酶标仪（Epoch）：美国BioTek 公司；高速离心机（Centrifuge 5804R）：德国Eppendorf 公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
采集的哈密瓜于气调库中8 ℃预冷24 h，预冷结束后选择成熟度、颜色、大小、硬度均一且无机械损伤的哈密瓜进行气调处理。贮藏哈密瓜的气调库保持在8 ℃，用空气或由空气、CO2 和N2 组成的混合气体连续流动通风。贮藏处理分组为CK 处理组（空气）、T1 处理组（3% CO2+2%～3% O2）、T2 处理组（15% CO2+2%～3% O2）。
1.3.2 失重率的测定
失重率的测定采用赵薇等[12]的方法。失重率（X，%）计算公式如下。
式中：W0 为初始质量，g；W1 为贮藏期间测定的质量，g。
1.3.3 硬度的测定
采用硬度计沿哈密瓜赤道部位等距离选取3 个位置测定果实硬度，每组随机选取3 个哈密瓜，取平均值记为果实硬度，单位为N。
1.3.4 可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量的测定
采用阿丽耶·图尔荪等[13]的方法测定果蔬中可溶性固形物的含量。不同处理组随机选取果实，分别将果实打成浆，使用手持折光仪测定，重复3 次，取平均值为可溶性固形物含量，结果以%表示。
1.3.5 可滴定酸（titratable acid，TA）含量的测定
采用酸碱滴定法测定哈密瓜中可滴定酸含量[14]，根据氢氧化钠滴定液消耗量计算可滴定酸含量，重复3 次，取平均值为可滴定酸含量，结果以%表示。
1.3.6 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的测定
丙二醛含量采用Li 等[15]的方法测定。根据以下公式计算每克哈密瓜样品中MDA 含量（鲜重）（Y，µmol/g）。
式中：C 为反应混合物中MDA 浓度，µmol/g；V 为样品提取液总体积，mL；VS 为测定时所取样品提取液体积，mL；m 为样品质量，g。
1.3.7 过氧化物酶（peroxidase，POD）活性的测定
过氧化物酶活性采用Du 等[16]的方法测定，结果以U/g 表示。
1.3.8 过氧化氢酶（catalase，CAT）活性的测定
过氧化氢酶活性采用曹建康等[17]的方法测定，结果以U/g 表示。
1.3.9 铁还原抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）的测定
铁还原抗氧化能力根据Benzie 等[18]的方法进行测定，结果以µmol/kg 表示。
1.4 数据处理
试验各处理均重复3 次。采用Excel 2010 软件进行数据处理；采用SPSS Statistics 26 软件进行显著性分析；采用Origin 2021 软件分析作图。
2 结果与分析
2.1 CO2 浓度对两个品种哈密瓜失重率的影响
果实的失重主要由蒸腾失重以及干物质损耗引起[19]，是衡量哈密瓜商品价值的重要指标。不同浓度CO2 处理对不同品种哈密瓜失重率的影响见图1。
图1 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜失重率的影响
Fig.1 Effects of different CO2 concentrations on weight loss of two varieties of cantaloupes
由图1 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜失重率呈现逐渐上升的趋势，这可能是由于哈密瓜采后脱离了母体的营养供给，为了维持正常的生理活动，水分及营养物质不断消耗，失重率不断上升，导致哈密瓜品质下降，而CO2 处理会抑制哈密瓜的呼吸代谢，延缓其水分以及营养物质的消耗，从而维持哈密瓜品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的失重率均低于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，贮藏前20 d 的失重率可以忽略不计，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的失重率为3.08% 和3.56%，是CK 组的68% 和79%，T1 处理组的效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的失重率为2.76%和3.55%，是CK 组的38%和48%，T1 处理组的效果最好。
2.2 CO2 浓度对两个品种哈密瓜硬度的影响
硬度是衡量哈密瓜成熟度和商品价值的重要指标。不同CO2 浓度处理对不同品种哈密瓜硬度的影响见图2。
图2 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜硬度的影响
Fig.2 Effects of different CO2 concentrations on firmness of two varieties of cantaloupes
由图2 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜硬度呈现逐渐下降的趋势，这可能是由于随着成熟度的增加，木质素、纤维素等物质含量降低，细胞衰老死亡，加速了哈密瓜的软化，造成了哈密瓜品质的下降，而CO2 处理通过抑制哈密瓜的呼吸，延缓了其成熟进程，维持木质素、纤维素等物质的含量以及细胞活性从而维持了硬度。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组硬度高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在贮藏结束时，T1、T2处理组的硬度为7.37 N 和5.50 N，是CK 组的1.75 倍和1.31 倍，T1 处理组的效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的硬度为6.04 N 和4.56 N，是CK 组的1.68 倍和1.52 倍，T1 处理组的效果最好。
2.3 CO2 浓度对两个品种哈密瓜TSS 含量的影响
TSS 含量是判断哈密瓜品质以及成熟度的重要指标之一[20]。不同浓度CO2 处理的哈密瓜TSS 含量如图3 所示。
图3 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜TSS 含量的影响
Fig.3 Effects of different CO2 concentrations on total soluble solid content of two varieties of cantaloupes
由图3 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜TSS 含量呈先上升后下降的趋势，这可能是由于哈密瓜采后没有了母体的营养供给，为维持正常的生理代谢，糖类物质被不断消耗，导致TSS 含量下降，哈密瓜品质下降，而CO2 处理通过抑制哈密瓜的呼吸活动，延缓糖类物质的消耗，减少TSS 损失，从而维持哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的TSS 含量明显高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在贮藏前10 d，TSS 含量出现大幅度上升，原因可能是哈密瓜在收获后，为维持正常的生理代谢，大分子物质分解成小分子的糖类，导致TSS 含量上升，之后随着哈密瓜的呼吸与衰老，TSS 含量逐渐下降，哈密瓜品质下降，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的TSS 含量为11.67%和12.29%，是CK组的1.06 倍和1.12 倍，T2 处理组的效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，贮藏前10 d 大幅度上升，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的TSS 含量为8.23% 和9.17%，是CK 组的1.12 倍和1.24 倍，T2 处理组的效果最好。
2.4 CO2 浓度对哈密瓜TA 含量的影响
哈密瓜中酸含量是评价其品质的重要指标，其含量影响哈密瓜的品质以及风味[21]。不同浓度CO2 处理的哈密瓜TA 含量如图4 所示。
图4 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜TA 含量的影响
Fig.4 Effects of different CO2 concentrations on titratable acid content of two varieties of cantaloupes
由图4 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜TA 含量呈先上升后下降的趋势，与TSS 含量的变化趋势大致相似，这可能是由于哈密瓜采后营养供给中断，为维持正常生理代谢，营养物质不断消耗，TA 含量不断下降，导致哈密瓜品质下降，而CO2 处理通过抑制哈密瓜的呼吸代谢，延缓TA 含量的下降，并维持哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的TA 含量明显高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在贮藏前10 d，TA 含量出现大幅度上升，与TSS 含量变化相一致，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的TA 含量为0.56%和0.68%，是CK组的1.33 倍和1.62 倍，T2 处理的效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，贮藏前10 d，TA 含量同样出现大幅度上升，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的TA 含量为0.46%和0.55%，是CK 处理组的1.70 倍和2.03 倍，T1、T2 处理组效果无显著差异。
2.5 CO2 浓度对两个品种哈密瓜MDA 含量的影响
MDA 含量表示细胞膜脂过氧化的程度[22]，是细胞膜被破坏的标志性物质，反映了果蔬硬度的变化以及抗氧化能力的变化。不同浓度CO2 处理的哈密瓜MDA 含量如图5 所示。
图5 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜MDA 含量的影响
Fig.5 Effects of different CO2 concentrations on malondialdehyde content of two varieties of cantaloupes
由图5 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜的MDA 含量呈现波动上升的趋势，这可能是由于哈密瓜在采后贮藏过程中不断呼吸代谢，细胞逐渐衰老凋亡，细胞膜破坏，抗氧化能力下降，果实逐渐软化，这与硬度的变化相一致。而CO2 处理通过抑制哈密瓜的呼吸作用，延缓果实衰老，维持细胞活性以维持MDA 含量，保护哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的MDA 含量明显低于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在整个贮藏过程中，MDA 含量波动上升，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的MDA 含量为1.24 µmol/g 和1.44 µmol/g，是CK 组的55% 和64%，T1 处理组效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，MDA 含量的变化趋势与‘晓蜜25 号’大致相同，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的MDA 含量为2.10µmol/g和1.68 µmol/g，是CK 组的82% 和66%，T2 处理组的效果最好。
2.6 CO2 浓度对两个品种哈密瓜POD 活性的影响
POD 是活性氧自由基清除系统中一类重要的单电子氧化酶，能够协助CAT 防御活性氧或者其他过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害，是植物体内抗氧化酶系统的重要组成成分，也是果蔬成熟、衰老和品质下降的生理指标[23]。不同浓度CO2 处理的哈密瓜POD活性如图6 所示。
图6 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜POD 活性的影响
Fig.6 Effects of different CO2 concentrations on peroxidase activity of two varieties of cantaloupes
由图6 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜POD活性呈先增加后下降的趋势，与MDA 含量的变化趋势一致，这可能是由于在贮藏过程中，伴随着哈密瓜的呼吸与衰老，POD 活性增加来抵抗不良刺激，而后在贮藏过程中，哈密瓜持续衰老，POD 活性逐渐下降，抵抗能力变弱，哈密瓜品质下降，而CO2 处理通过抑制呼吸代谢，延缓哈密瓜的衰老进程，维持POD 活性以及机体的抵抗能力，维持哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的POD 活性明显高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在贮藏前10 d，POD 活性上升，与MDA 含量的趋势一致，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的POD 活性为2.24 U/g 和3.38 U/g，是CK组的1.22 倍和1.85 倍，T2 处理组的效果最好。对于‘玫珑’哈密瓜，在贮藏前10 d，POD 活性同样上升，与其MDA 含量变化趋势一致，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的POD 活性为4.73 U/g 和4.40 U/g，是CK 组的1.22 倍和1.14 倍。在贮藏结束时，T1 处理组的POD活性出现异常增幅，原因可能是‘玫珑’哈密瓜在贮藏后期遭受厌氧菌的侵害，导致POD 活性上升。综合而言，T2 处理组的效果最好。
2.7 CO2 浓度对两个品种哈密瓜CAT 活性的影响
CAT 是清除组织细胞中自由基最重要的酶，可以降解H2O2，维持较低的H2O2 含量。不同浓度CO2 处理的哈密瓜CAT 活性如图7 所示。
图7 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜果实CAT 活性的影响
Fig.7 Effects of different CO2 concentrations on catalase activity of two varieties of cantaloupes
由图7 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜CAT活性逐渐降低，这可能是由于采后哈密瓜在贮藏过程中伴随着呼吸作用不断衰老，抗氧化能力不断变弱，CAT 活性逐渐下降，哈密瓜品质下降，而CO2 通过抑制哈密瓜的呼吸作用，延缓果实的代谢衰老，维持CAT活性以及机体的抗氧化能力，维持哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的CAT 活性均高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在整个贮藏过程中，CAT 活性逐渐下降，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的CAT 活 性 为29.33 U/g 和32.67 U/g，是CK 组 的1.28 倍和1.43 倍，T1、T2 处理之间无显著差异。对于‘玫珑’哈密瓜，CAT 活性的变化趋势与‘晓蜜25 号’相同，在贮藏结束时，T1、T2 处理组的CAT 活性为60.33 U/g 和63.33 U/g，是CK 组的1.17 倍和1.23 倍，T1、T2 处理组之间无显著差异。
2.8 CO2 浓度对哈密瓜FRAP 的影响
通过测定Fe3+还原能力评价哈密瓜果实在贮藏期间的品质变化，结果如图8 所示。
图8 不同CO2 浓度对两个品种哈密瓜FRAP 的影响
Fig.8 Effects of different CO2 concentrations on ferric reducing ability of plasma of two varieties of cantaloupes
由图8 可知，随着贮藏时间的延长，哈密瓜的FRAP 呈先上升后下降趋势，这可能是由于采后哈密瓜在贮藏过程中成熟衰老，抗氧化能力下降，FRAP 下降。而CO2处理通过抑制哈密瓜的呼吸作用，延缓果实衰老，维持其抗氧化能力，保护哈密瓜的品质。在整个贮藏过程中，T1、T2 处理组的FRAP 均高于CK 组。
对于‘晓蜜25 号’哈密瓜，在整个贮藏过程中，FRAP 呈现先增加后降低的趋势，这与MDA 含量、POD活性变化一致，这可能是由于在贮藏过程中，随着哈密瓜的呼吸与衰老，FRAP 增加以抵抗此趋势，而后的贮藏过程中，哈密瓜逐渐衰老，FRAP 降低，抗氧化能力变弱，哈密瓜品质下降。在贮藏结束时，T1、T2 处理组的FRAP 为457.03 µmol/kg 和463.41 µmol/kg，是CK组的1.09 倍和1.10 倍，T1、T2 处理组间无显著差异。对于‘玫珑’哈密瓜，在贮藏过程中的FRAP 变化趋势与‘晓蜜25 号’大致相同。在贮藏结束时，T1、T2 处理组的FRAP 为607.61 µmol/kg 和629.62 µmol/kg，是CK组的1.09 倍和1.13 倍，T1、T2 处理组间无显著差异。
3 结论
哈密瓜含有丰富的营养物质，具有较高的商业价值。然而哈密瓜在采后易软化腐烂，不利于长期贮藏，限制了其商业价值。CA 通过提高CO2 浓度抑制果蔬的呼吸代谢，延缓其成熟衰老的速度，维持品质。本文对‘晓蜜25 号’和‘玫珑’哈密瓜进行CO2 气调贮藏，通过分析两个品种哈密瓜在不同CO2 浓度贮藏条件下的失重率、硬度、TSS 含量、TA 含量、MDA 含量、POD 活性、CAT 活性以及抗氧化能力等品质特征的变化情况，发现在T1 贮藏条件下两个品种哈密瓜的失重率维持较稳定、硬度维持较好、MDA 含量上升缓慢，软化程度低，细胞完整性更高，抵抗衰老的能力更强；在T2 贮藏条件下，两个品种哈密瓜的TSS 含量、TA 含量维持较好，POD 活性较高，营养流失程度低，抗氧化能力维持较好，哈密瓜品质较好，在T1、T2 贮藏条件下，两个品种哈密瓜的CAT 活性以及FRAP 均维持较好，抵抗衰老的能力更强，哈密瓜品质较好。综合来说，T1 贮藏条件更能维持两个品种哈密瓜的品质。
‘晓蜜25 号’以及‘玫珑’哈密瓜在CO2 气调环境中均具有良好的贮藏性，但综合结果分析，在相同的条件下，‘玫珑’哈密瓜的贮藏性明显优于‘晓蜜25 号’哈密瓜。综上表明，虽然‘晓蜜25 号’和‘玫珑’哈密瓜在空气中的贮藏时间不宜超过14 d，但如果贮藏在T1 或者T2条件中，两个品种哈密瓜贮藏期至少能达到40 d，有利于指导生产实践，具有可观的市场应用价值。
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