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摘要：采用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析、通径分析5种数据分析方法，探讨了短波紫外线（Ultraviolet-C，UV-C）照射处理对鲜切网纹瓜货架期品质的影响。单因素方差分析表明，UV-C处理可有效抑制鲜切网纹瓜的呼吸强度，显著减缓网纹瓜失重及硬度和蛋白质含量下降，维持较高的抗氧化活性，使网纹瓜获得较高的感官评分。主成分分析表明，UV-C处理对网纹瓜感官评分的影响最为显著，网纹瓜货架前期与后期的可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、蛋白质、总酚含量、类黄酮含量均有较大幅度变动。相关性和偏最小二乘回归分析表明糖酸比、类黄酮含量、CAT活性、硬度与感官评分表现出显著的正相关效应（P<0.05），而可滴定酸含量、MDA含量、呼吸强度、失重率与感官评分呈显著负相关（P<0.05）。通径分析表明，失重率通过自身的直接作用和硬度、呼吸强度、可溶性糖的间接作用影响网纹瓜的品质，是作用于感官评分最主要的因素。
关键词：鲜切网纹瓜；短波紫外线；货架期品质；多变量分析
中图分类号： TS255.3 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2016）11-0320-06
网纹瓜（Cucumis melon L. var. reticulates Naud.）属葫芦科甜瓜属的一个变种，是厚皮甜瓜的一种类型[1]。鲜切网纹瓜以营养、新鲜、洁净、方便、可食率高达100%等特点，越来越受到在国内外消费者的欢迎[2]。然而鲜切甜瓜比整瓜更易发生品质劣变、微生物侵染，且货架期短、影响销售[3-4]。目前已有许多鲜切甜瓜保鲜的报道，如成善汉等发现4 ℃加食盐处理可保持鲜切甜瓜外观品质，延长保鲜时间[5]；Zhang等研究发现50% O2 50% CO2气调处理可显著提高鲜切哈密瓜在7 ℃时的货架品质及寿命[6]；Silveira等采用热水浸泡和过氧乙酸浸泡处理，可显著提升鲜切甜瓜货架期及商品性[7]。利用短波紫外线（200～280 nm）照射采后果蔬是一种无毒、无污染、无残留、安全有效的非化学防腐的果蔬保鲜方法[8-9]。近年来研究发现，果蔬经低剂量的短波紫外线（Ultraviolet-C，UV-C）照射后，可明显降低贮藏期间的腐烂率，延缓其后熟进程[10]。Manzocco等通过包装贮藏前对鲜切甜瓜进行UV-C处理，能够有效抑制贮藏期间（6 ℃）鲜切甜瓜表面微生物引起的腐烂，阻止甜瓜汁液流失，保持良好风味，然而UV-C照射调控鲜切甜瓜感官品质的关键因子及因子间的相关性尚不明确[11]。
目前，国内外已有利用生物统计法解析果实品质与特征指标关系的报道。单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘法回归分析、通径分析是5种常见数据分析方法，分别用于判别显著差异、区别主效因子、寻求参数间联系、确定参数间相关性、判别直接效应与间接效应。目前这一研究思路已在杏鲍菇[12]、草莓[13]、苹果[14]等果蔬上得到应用。
衡量鲜切网纹瓜品质的指标众多，UV-C照射处理可能影响多种品质指标，简单的检验分析往往很难判断出影响甜瓜品质的关键因素。因此，为了明确UV-C照射调控鲜切网纹瓜感官品质的关键因子及因子之间的相互影响关系，本研究综合运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析和通径分析5种分析方法，分析UV-C照射处理对鲜切网纹甜瓜货架期品质的影响，以期为鲜切网纹甜瓜保鲜技术提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料与处理
网纹瓜采自江苏省淮安市盱眙县网纹瓜种植基地，品种为华蜜0526，成熟度为7～8成熟，果实呈长椭圆形，单瓜质量约2.5 kg，果皮淡黄色覆盖细网纹。单果包装，2 h内运回江苏省农业科学院农产品保鲜实验室，在（6±1） ℃条件下预冷24 h后，剔除病、伤果，选择形状大小相近、果色均匀、成熟度一致的果实用于试验处理。
网纹瓜预冷后用自来水清洗表面，沥干表面水分，然后进行切分，鲜切操作在温度10 ℃的实验室进行。采用经 200 mg/L 次氯酸钠消毒处理过的刀切掉网纹瓜两端（约 2 cm），剩余瓜体按照5 cm厚度大小切分成圆柱状，再切分成立体梯形状（5±0.6） cm × （3.5±0.6） cm × （2.5±0.3） cm，去籽。切分完毕后将鲜切网纹瓜随机分组为无紫外照射组（CK）和UV-C照射组（UV-C）。所选紫外照射光源为普通紫外杀菌灯，长度59 cm，直径2.4 cm，输出功率 20 W，约95%的紫外光在254 nm波长处发射波能。照射时紫外灯管与鲜切网纹瓜之间的距离约为30 cm，采用紫外光照度计测得网纹瓜放置处的辐照度为169 μW/cm2，紫外照射时间为2 h，照射过程中需不断翻转网纹瓜，确保其受照均匀。UV-C处理后，将CK和UV-C处理鲜切网纹瓜分别均匀分装，每组挑选大小形状基本相同的4块，装入聚丙烯食品托盘中，用透明保鲜膜包装，然后置于（6±1） ℃下贮藏。本试验共包括2个处理组（CK和UV-C），5组重复，每組重复又包括3盒鲜切网纹瓜。贮藏期间每2 d取样1次，每次随机取样，取鲜切网纹瓜距果皮1 cm外的果肉，液氮速冻后于-20 ℃冰箱中保存，用于生理指标的测定。每项指标测定重复3次。
1.2 仪器与设备
TA.XT Plus型质构仪（英国Stable Micro System公司）；TU-1810紫外可见分光光度计（北京谱析仪器有限公司）；梅特勒-托利多PL202-L多功能酸度计（梅特勒-托利多上海有限公司）；Ultra-Turrax Ika-T18 basic 打浆机（德国IKA公司）；Agilent Technologies 7820A气相色谱仪（美国 Agilent 公司）。
1.3 方法 1.3.1 呼吸强度 参照胡花丽等的方法[15]略有修改，取各处理鲜切网纹甜瓜称量后置于6.14 L真空干燥器中，每个处理3组重复，于室温下密闭1 h后用注射器取样气，抽取 20 mL 样气用气相色谱测定，色谱条件：FID检测器，柱温 70 ℃，汽化室温度150 ℃，转化炉温度300 ℃，N2压力 0.5 MPa，H2压力0.3 MPa，空气压力0.5 MPa，重复3次。外标法定量。
1.3.2 失重率 采用重量法，失重率=（贮藏前质量-测定时质量）/贮藏前质量×100%。
1.3.3 感官评价 参照王建清等的方法[16]略有修改。感官品质评分标准为：8～10分：色泽鲜艳、外观优、有光泽、水果香气浓郁；6～8分：色泽稍淡、外观良好、有小部分失水、有轻微水果香；4～6分：果实变为暗黄色、稍有光泽、出现萎蔫现象、有轻微霉变、有轻微酸腐味；2～4分：暗黄色加深、大面积萎蔫、部分腐烂、出现霉变、有较严重酸腐味道；0～2分：暗斑大面积出现、几乎全部腐烂、大面积霉变、有严重霉味。
1.3.4 硬度 采用TA.XT Plus质构仪进行测定，将样品固定在质构仪平台上，鲜切网纹瓜内表面正对探头，探头直径为5 mm，下压力度为25 N，穿刺速度为5 mm/s，下压深度为 20 mm，单果重复4次。
1.3.5 可溶性糖 可溶性糖含量采用蒽酮比色法[17]进行测定。采用80%乙醇提取可溶性糖，上清液与0.2%硫酸蒽酮反应，于630 nm波长处测定吸光度。样品的可溶性总糖含量换算为鲜样中葡萄糖的含量（%）。
1.3.6 可滴定酸 参照王亚楠等的方法[18]测定。
1.3.7 可溶性蛋白 可溶性蛋白含量采用Bradford的方法[19]进行测定。取0.1 mL样品上清液与5 mL考马斯亮蓝反应，于595 nm处测定吸光度。样品的可溶性蛋白含量换算为 1 g 鲜样中牛血清蛋白的含量（mg/g）。
1.3.8 维生素C 维生素C含量采用2，6-二氯靛酚法[20]测定。称取5 g果肉样品，加20 mL 2%的草酸溶液，研磨匀浆后，离心（10 000 r/min、20 min、4 ℃）。取上清液15 mL，用1%草酸溶液将样品液移入50 mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。取20 mL滤液，置于50 mL三角瓶中，用已标定的2，6-二氯靛酚染料溶液滴定，直至溶液呈微红色，且 15 s 不褪色为止，重复3次。同时，以20 mL 2%草酸溶液作为空白对照按同样方法进行滴定。果实中维生素C含量以μg/g表示。
1.3.9 总酚 参照Ghasemnezhad等的方法[21]略有改动。采用80%乙醇提取总酚，0.1 mL上清液与0.4 mL Folin试剂25 ℃反应3 min，再加入1 mL饱和Na2CO3溶液，25 ℃反应 1 h，于760 nm波长处测定吸光度，以没食子酸作为标准物质，重复3次测定，计算总酚含量（mg/g）。
1.3.10 类黄酮 称取5 g样品，加无水乙醇25 mL，摇匀后，超声提取20 min，放置，吸取上清液1 mL于蒸发皿中，加1 g聚酰胺粉吸附，水浴挥去乙醇，然后转入层析柱。先用甲苯洗，弃去甲苯液，然后用甲醇洗脱黄酮，定容至25 mL。此液于波长360 nm处测定吸收度。以芸香苷为标准品绘制标准曲线。类黄酮含量以μg/g表示。
1.3.11 丙二醛（malondialdehyde，MDA） 参照李合生的方法[22]略有改动。称取1 g样品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得匀浆在3 000 r/min下离心10 min，取上清液 2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸 30 min，冷却后离心，分别取上清液测定在450、532、600 nm处的吸光度，计算MDA含量（μg/g）。
1.3.12 超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性 SOD活性测定采用光照法[22]。取5 g样品，加入0.1 mol/L磷酸缓冲液（pH值7.2）10 mL，离心（10 000 r/min，20 min，4 ℃）。反应需在透明度好、质地相同的试管中进行。反应体系包括：130 mmol/L甲硫氨酸、750 μmol/L氮蓝四唑、20 μmol/L 核黄素、100 μmol/L EDTA、粗提液1 mL。混匀后，将对照管完全遮光，与样品管同时置于光照培养箱内反应60 min。反应结束后，用黑布罩盖上试管终止反应。以遮光的对照管作为空白调零，在560 nm波长处测定吸光度。以 1 min 内ΔD560 nm减少0.1为1个酶活单位，以U/g FW表示SOD活性的单位。
1.3.13 过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性 POD测定采用愈创木酚法[22]。粗酶液制备同SOD测定中粗酶液制备方法。将0.2 mL粗酶提取液加入2 mL 0.05 mol/L愈创木酚中，在30 ℃水浴中平衡5 min，然后加入1 mL 0.2%的H2O2，混匀，1 min后扫描470 nm波长处吸光度变化，以1 min内ΔD470 nm减少0.01为1个酶活单位，以U/g FW表示POD活性的單位。
1.3.14 过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性 CAT测定采用过氧化氢法[23]。粗酶液制备同SOD测定中粗酶液制备方法。取0.1 mL粗酶液和2 mL 0.05 mol/L磷酸缓冲液（pH值 7.0）在25 ℃水浴下预热5 min，加入1 mL 0.2% H2O2，立即于240 nm处扫描，以1 min内ΔD240 nm减少0.1为1个酶活单位，以U/g FW表示CAT活性的单位。
1.4 数据统计与分析
试验数据使用SPSS 20.0进行t测验单因素方差分析（P<0.05）、相关性分析和主成分分析，使用Simca-p 11.5和DPS 7.5分别进行偏最小二乘回归分析和通径分析。 2 结果与分析
2.1 单因素方差分析
由表1可知，UV-C处理和CK网纹瓜的呼吸强度在货架期内随时间延长呈先下降（0～2 d）后上升（2～8 d）趋势，货架期8 d时，UV-C处理网纹瓜的呼吸强度仅为CK的67.4%，显著低于CK（P<0.05），说明UV-C处理可有效抑制网纹瓜的呼吸强度。UV-C处理和CK网纹瓜的失重率在货架前期（0～4 d）差异不显著，后期（4～8 d）UV-C处理的失重率显著低于CK（P<0.05），由此可知，UV-C处理可有效减缓果实失重。UV-C处理的硬度显著高于CK（P<0.05），表明UV-C照射处理可显著延缓网纹瓜的衰老。UV-C 处理和CK网纹瓜的蛋白质含量在货架期间均呈先上升后下降趋势，但UV-C处理网纹瓜的蛋白质含量在货架期 4～8 d 内显著高于CK（P<0.05）。
果实糖酸比是评价甜瓜食味好坏的依据。网纹瓜的可溶性总糖含量在货架期内变化不大，UV-C处理的网纹瓜可溶性总糖含量在9.12%～11.14%之间，CK的总糖含量在10.00%～11.23%之间；货架期内，UV-C处理和CK网纹瓜的可滴定酸总体均呈上升趋势，且UV-C处理的可滴定酸含量显著低于CK（P<0.05）。由果实糖酸比可知，货架期0～4 d 内网纹瓜糖酸比变化不大，UV-C处理的糖酸比维持在102.26～105.17 之间，CK组的糖酸比在96.48～105.17之间，后期糖酸比迅速下降，且UV-C处理和CK网纹瓜的糖酸比无明显差异。可见，UV-C处理网纹瓜货架前期的糖酸比变化较小，较好地保持了果实的口感。货架期8 d，UV-C处理网纹瓜的感官评分略有下降，得分为7.00，具有一定的商品价值，而CK此时的感官评分已降到5.50，说明此时的网纹瓜几乎完全丧失商品性。
由表2可知，货架期内，UV-C处理的网纹瓜CAT活性随时间延长呈先上升后下降趋势，CK网纹瓜的CAT活性在货架期4 d时达到峰值，之后急剧下降，而UV-C处理的CAT活性在货架期6 d时才开始下降，可见，UV-C处理有效延缓了CAT活性的下降。POD活性的变化也呈先上升后下降趋势，但UV-C处理网纹瓜的POD活性6～8 d内显著高于CK（P<0.05）。表2显示，CK果实的SOD活性随时间推进呈先下降后上升趋势，而UV-C处理的果实SOD活性整体呈上升趋势，且显著高于CK（P<0.05）。由货架期内网纹瓜抗氧化组分的变化情况可知，UV-C处理网纹瓜的总酚、维生素C和类黄酮含量在4～8 d内均显著高于CK（P<0.05），且UV-C处理有效减缓了MDA含量的上升。由此可见，UV-C处理可使网纹瓜维持较高的抗氧化活性。
2.2 主成分分析
对不同货架时间，UV-C处理和CK网纹瓜样本进行主成分分析，得到PC1、PC2、PC3这3个主成分的累积贡献率为86.97%，因此设定这3个主成分即能够代表整体数据的信息特征。由图1、图2可知，PC1、PC2、PC3分别解释了变量的 53.33%、22.31%、11.33%。
可溶性糖、糖酸比、硬度及感官品质在PC1的正坐标处有较高的载荷，而可滴定酸、失重率、蛋白质及呼吸强度在PC1的负坐标处有较高的载荷，所以PC1主要反映的是网纹瓜的感官品质。PC1很好地区分了UV-C处理和CK货架前期（0、2、4 d）与货架后期（6、8 d）的样本差异，即货架前期样本都集中在PC1正坐标处，货架后期样本都集中在PC1负坐标处。说明货架后期可溶性总糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、蛋白质含量及感官品质发生了较大的变化。
此外，PC1还较好地区分了同一天内UV-C处理和CK的样本，表明UV-C处理对网纹瓜的感官品质影响较大。
在PC2的正坐标上维生素C、POD、CAT及SOD载荷较高，货架期6、8 d时UV-C处理和CK在PC2较好地分开，表明UV-C处理对货架末期网纹瓜的维生素C含量，POD、CAT、SOD活性的影响较为显著。
类黄酮在PC3的正坐标处有较高的载荷，而总酚在PC3的负坐标处载荷较高。此外，PC3较好地区分了网纹瓜初始品质与货架期4 d品质的差異，说明到货架期4 d时，UV-C处理和CK网纹瓜的总酚和类黄酮均有较大变化。同时，PC3把货架期6、8 d UV-C处理和CK的样本较好地分开，表明UV-C处理对货架后期网纹瓜的总酚、类黄酮含量的影响显著。
2.3 相关性分析
由表3可知，货架期间网纹瓜的感官品质与糖酸比、类黄酮含量、CAT活性及硬度显著正相关（P<0.05），与可滴定酸、MDA含量、呼吸强度及失重率显著负相关（P<0.01）。可滴定酸含量与糖酸比及硬度显著负相关（P<0.05），与蛋白质含量、MDA含量、呼吸强度及失重率的正相关性也达到显著水平（P<0.05）。糖酸比与蛋白质含量、MDA含量、维生素C含量及失重率显著负相关（P<0.05）；果实硬度与呼吸强度及失重率显著负相关（P<0.01）。维生素C含量与可滴定酸含量、糖酸比及蛋白质含量的相关性也达到显著水平（P<0.05），但与其他指标相关性不显著。MDA含量与类黄酮含量、CAT活性为负相关关系，其中与CAT活性显著相关（P<0.05），CAT活性与总酚含量显著正相关（P<0.05）。
2.4 偏最小二乘回归分析
为了分析网纹瓜的感官评价指标以及抗氧化指标对感官评分的影响，选取感官评分为因变量（Y），其他指标为自变量（X），建立偏最小二乘回归模型。由图3可知，前2个因子解释了X变量的50.13%及Y变量的15.88%。其中，可溶性糖含量、糖酸比、硬度、总酚含量、类黄酮含量、CAT活性位于因子1的正坐标处，表明其与网纹瓜感官评分呈正相关，而可滴定酸含量、失重率、呼吸强度、MDA含量、SOD活性与感官评分呈负相关。此外，感官评分位于因子2正坐标处，与维生素C含量、蛋白质含量相关性较强。 2.5 通径分析
由表4可知，各物质对感官评分的直接通径系数由大到小依次为失重率、CAT活性、总酚含量、硬度、呼吸强度、可溶性糖含量。其中，失重率对网纹瓜感官评分的直接通径系数高达 -1.008 9，表明失重率对感官评分具有较大的负直接作用，同时硬度、可溶性糖含量通过失重率对感官评分产生较大正间接作用，而呼吸强度通过其产生较大负间接作用。此外，CAT活性、SOD活性对感官评分有负直接作用，而可溶性糖含量、硬度、呼吸强度、总酚含量对其起一定正直接作用。
3 讨论
本研究结果表明，网纹瓜经UV-C处理后，货架期8 d仍具有一定的商品性，而CK此时几乎丧失商品性，可见网纹瓜的感官品质在UV-C处理后得到了良好的保持，这与Manzocco等的研究结果[11]一致。单因素方差分析结果表明，与CK相比，UV-C处理可有效抑制网纹瓜的呼吸强度，显著减缓网纹瓜失重以及蛋白质含量和硬度下降。Lamikanra等的研究也表明UV-C处理能够降低切分甜瓜酯酶的活性，降低其呼吸强度，延缓硬度下降，进而提高果实的货架期[24]。同时，杨震峰等的研究也表明UV-C处理能够显著抑制草莓果实失重率的增加和硬度的下降，从而保持果实的感官和食用品质[25]。
果实糖酸比是构成果实风味品质的重要因素之一[26]。试验结果表明，甜瓜果实可滴定酸含量较可溶性糖含量低，货架前期（0～4 d）二者波动均小，但在货架后期（4～8 d）变化较大，但UV-C处理与CK相比，能够显著维持货架后期网纹瓜较低的可溶性总糖和可滴定酸含量，有效减缓货架前期网纹瓜糖酸比的变化，保持了甜瓜较好的风味。此外，货架期 4 d 开始，可溶性糖含量与可滴定酸含量产生的较大变化可能与甜瓜较强的呼吸以及微生物的活动有关[27-28]。可溶性蛋白质含量的下降是果实品质劣变的另一表现[29]，本试验结果表明UV-C处理显著抑制了网纹瓜蛋白质的降解。总酚和类黄酮是植物体内重要的抗氧化物质，维生素C是重要的抗氧化剂，同时也是植物采后衰老的标志性指标[30]。UV-C处理显著保持了货架后期（4～8 d）网纹瓜较高的维生素C、总酚及类黄酮的含量，延缓了货架期间的损失。此外，UV-C处理显著抑制了网纹瓜MDA含量的上升，减缓了其对甜瓜果实组织的伤害。UV-C处理在不同程度上诱导了活性氧代谢相关酶POD、CAT及SOD活性的上升，从而维持活性氧代谢的平衡，延缓甜瓜货架期品质的劣变，这与自由基伤害学说是一致的。
主成分分析是从多个因子之间的相互关系入手，利用降维思想，将多个因子化为少数几个互不相关的综合因素的统计方法[31]。本研究运用主成分分析法，从网纹瓜15个品质因子中提取出3个主成分，得到甜瓜品质86.97%的信息。分析结果表明，UV-C处理主要影响了货架期内甜瓜可溶性总糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、蛋白质含量及感官评分的变化，其中对感官评分的影响最为显著；而维生素C含量、总酚含量、类黄酮含量、POD活性、CAT活性、SOD活性可以较好地区分货架期6、8 d时UV-C处理和CK的样本差异，表明网纹瓜的抗氧化性从6 d起下降较快，且UV-C处理能够有效地维持网纹瓜的抗氧化活性。Jiang等采用4 kJ/m2的UV-C照射处理香菇也得到了类似的结果[32]。
相关性分析及偏最小二乘回归分析结果表明，糖酸比、类黄酮含量、CAT活性、硬度与感官评分显著正相关，而可滴定酸含量、MDA含量、呼吸强度、失重率与感官评分显著负相关。果实硬度与呼吸强度及失重率呈显著负相关，这与周任佳等的研究[33]相符。此外，类黄酮和MDA含量，总酚含量和POD、CAT活性，维生素C含量、POD或称、SOD活性的相关性也较强，表明类黄酮、总酚以及维生素C在网纹瓜抗氧化体系中发挥了一定作用，这与Kim等对李果实[34]和Banerjee等对海南蒲桃果实[35]的研究结果一致。
通径分析是在相关分析与回归分析的基础上，进一步研究因变量与自变量之间的数量关系，通过直接作用和间接作用揭示了各个因素对因变量的相对重要性[36]。结果表明，失重率是影响感官评分的最主要因素，它主要通过自身的直接作用和对硬度、呼吸强度、可溶性糖含量的间接作用对网纹瓜的感官评分产生影响。总酚含量、CAT活性、SOD活性也对甜瓜的感官评分有较大的直接作用。
單因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析、通径分析这5种多变量分析方法的综合结果表明，与对照相比，UV-C处理可以显著维持网纹瓜感官品质，主要对可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、MDA含量、总酚含量、类黄酮含量影响较为明显。感官评分与糖酸比、类黄酮含量、CAT活性、硬度显著正相关，而与可滴定酸含量、MDA含量、呼吸强度、失重率显著负相关，其中，失重率通过自身的直接作用和对硬度、呼吸强度、可溶性糖含量的间接作用对鲜切网纹甜瓜货架期商品性造成最直接、最显著的影响。
参考文献：
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关键词：鲜切网纹瓜；短波紫外线；货架期品质；多变量分析
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文章编号：1002-1302（2016）11-0320-06
网纹瓜（Cucumis melon L. var. reticulates Naud.）属葫芦科甜瓜属的一个变种，是厚皮甜瓜的一种类型[1]。鲜切网纹瓜以营养、新鲜、洁净、方便、可食率高达100%等特点，越来越受到在国内外消费者的欢迎[2]。然而鲜切甜瓜比整瓜更易发生品质劣变、微生物侵染，且货架期短、影响销售[3-4]。目前已有许多鲜切甜瓜保鲜的报道，如成善汉等发现4 ℃加食盐处理可保持鲜切甜瓜外观品质，延长保鲜时间[5]；Zhang等研究发现50% O2 50% CO2气调处理可显著提高鲜切哈密瓜在7 ℃时的货架品质及寿命[6]；Silveira等采用热水浸泡和过氧乙酸浸泡处理，可显著提升鲜切甜瓜货架期及商品性[7]。利用短波紫外线（200～280 nm）照射采后果蔬是一种无毒、无污染、无残留、安全有效的非化学防腐的果蔬保鲜方法[8-9]。近年来研究发现，果蔬经低剂量的短波紫外线（Ultraviolet-C，UV-C）照射后，可明显降低贮藏期间的腐烂率，延缓其后熟进程[10]。Manzocco等通过包装贮藏前对鲜切甜瓜进行UV-C处理，能够有效抑制贮藏期间（6 ℃）鲜切甜瓜表面微生物引起的腐烂，阻止甜瓜汁液流失，保持良好风味，然而UV-C照射调控鲜切甜瓜感官品质的关键因子及因子间的相关性尚不明确[11]。
目前，国内外已有利用生物统计法解析果实品质与特征指标关系的报道。单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘法回归分析、通径分析是5种常见数据分析方法，分别用于判别显著差异、区别主效因子、寻求参数间联系、确定参数间相关性、判别直接效应与间接效应。目前这一研究思路已在杏鲍菇[12]、草莓[13]、苹果[14]等果蔬上得到应用。
衡量鲜切网纹瓜品质的指标众多，UV-C照射处理可能影响多种品质指标，简单的检验分析往往很难判断出影响甜瓜品质的关键因素。因此，为了明确UV-C照射调控鲜切网纹瓜感官品质的关键因子及因子之间的相互影响关系，本研究综合运用单因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析和通径分析5种分析方法，分析UV-C照射处理对鲜切网纹甜瓜货架期品质的影响，以期为鲜切网纹甜瓜保鲜技术提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料与处理
网纹瓜采自江苏省淮安市盱眙县网纹瓜种植基地，品种为华蜜0526，成熟度为7～8成熟，果实呈长椭圆形，单瓜质量约2.5 kg，果皮淡黄色覆盖细网纹。单果包装，2 h内运回江苏省农业科学院农产品保鲜实验室，在（6±1） ℃条件下预冷24 h后，剔除病、伤果，选择形状大小相近、果色均匀、成熟度一致的果实用于试验处理。
网纹瓜预冷后用自来水清洗表面，沥干表面水分，然后进行切分，鲜切操作在温度10 ℃的实验室进行。采用经 200 mg/L 次氯酸钠消毒处理过的刀切掉网纹瓜两端（约 2 cm），剩余瓜体按照5 cm厚度大小切分成圆柱状，再切分成立体梯形状（5±0.6） cm × （3.5±0.6） cm × （2.5±0.3） cm，去籽。切分完毕后将鲜切网纹瓜随机分组为无紫外照射组（CK）和UV-C照射组（UV-C）。所选紫外照射光源为普通紫外杀菌灯，长度59 cm，直径2.4 cm，输出功率 20 W，约95%的紫外光在254 nm波长处发射波能。照射时紫外灯管与鲜切网纹瓜之间的距离约为30 cm，采用紫外光照度计测得网纹瓜放置处的辐照度为169 μW/cm2，紫外照射时间为2 h，照射过程中需不断翻转网纹瓜，确保其受照均匀。UV-C处理后，将CK和UV-C处理鲜切网纹瓜分别均匀分装，每组挑选大小形状基本相同的4块，装入聚丙烯食品托盘中，用透明保鲜膜包装，然后置于（6±1） ℃下贮藏。本试验共包括2个处理组（CK和UV-C），5组重复，每組重复又包括3盒鲜切网纹瓜。贮藏期间每2 d取样1次，每次随机取样，取鲜切网纹瓜距果皮1 cm外的果肉，液氮速冻后于-20 ℃冰箱中保存，用于生理指标的测定。每项指标测定重复3次。
1.2 仪器与设备
TA.XT Plus型质构仪（英国Stable Micro System公司）；TU-1810紫外可见分光光度计（北京谱析仪器有限公司）；梅特勒-托利多PL202-L多功能酸度计（梅特勒-托利多上海有限公司）；Ultra-Turrax Ika-T18 basic 打浆机（德国IKA公司）；Agilent Technologies 7820A气相色谱仪（美国 Agilent 公司）。
1.3 方法 1.3.1 呼吸强度 参照胡花丽等的方法[15]略有修改，取各处理鲜切网纹甜瓜称量后置于6.14 L真空干燥器中，每个处理3组重复，于室温下密闭1 h后用注射器取样气，抽取 20 mL 样气用气相色谱测定，色谱条件：FID检测器，柱温 70 ℃，汽化室温度150 ℃，转化炉温度300 ℃，N2压力 0.5 MPa，H2压力0.3 MPa，空气压力0.5 MPa，重复3次。外标法定量。
1.3.2 失重率 采用重量法，失重率=（贮藏前质量-测定时质量）/贮藏前质量×100%。
1.3.3 感官评价 参照王建清等的方法[16]略有修改。感官品质评分标准为：8～10分：色泽鲜艳、外观优、有光泽、水果香气浓郁；6～8分：色泽稍淡、外观良好、有小部分失水、有轻微水果香；4～6分：果实变为暗黄色、稍有光泽、出现萎蔫现象、有轻微霉变、有轻微酸腐味；2～4分：暗黄色加深、大面积萎蔫、部分腐烂、出现霉变、有较严重酸腐味道；0～2分：暗斑大面积出现、几乎全部腐烂、大面积霉变、有严重霉味。
1.3.4 硬度 采用TA.XT Plus质构仪进行测定，将样品固定在质构仪平台上，鲜切网纹瓜内表面正对探头，探头直径为5 mm，下压力度为25 N，穿刺速度为5 mm/s，下压深度为 20 mm，单果重复4次。
1.3.5 可溶性糖 可溶性糖含量采用蒽酮比色法[17]进行测定。采用80%乙醇提取可溶性糖，上清液与0.2%硫酸蒽酮反应，于630 nm波长处测定吸光度。样品的可溶性总糖含量换算为鲜样中葡萄糖的含量（%）。
1.3.6 可滴定酸 参照王亚楠等的方法[18]测定。
1.3.7 可溶性蛋白 可溶性蛋白含量采用Bradford的方法[19]进行测定。取0.1 mL样品上清液与5 mL考马斯亮蓝反应，于595 nm处测定吸光度。样品的可溶性蛋白含量换算为 1 g 鲜样中牛血清蛋白的含量（mg/g）。
1.3.8 维生素C 维生素C含量采用2，6-二氯靛酚法[20]测定。称取5 g果肉样品，加20 mL 2%的草酸溶液，研磨匀浆后，离心（10 000 r/min、20 min、4 ℃）。取上清液15 mL，用1%草酸溶液将样品液移入50 mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。取20 mL滤液，置于50 mL三角瓶中，用已标定的2，6-二氯靛酚染料溶液滴定，直至溶液呈微红色，且 15 s 不褪色为止，重复3次。同时，以20 mL 2%草酸溶液作为空白对照按同样方法进行滴定。果实中维生素C含量以μg/g表示。
1.3.9 总酚 参照Ghasemnezhad等的方法[21]略有改动。采用80%乙醇提取总酚，0.1 mL上清液与0.4 mL Folin试剂25 ℃反应3 min，再加入1 mL饱和Na2CO3溶液，25 ℃反应 1 h，于760 nm波长处测定吸光度，以没食子酸作为标准物质，重复3次测定，计算总酚含量（mg/g）。
1.3.10 类黄酮 称取5 g样品，加无水乙醇25 mL，摇匀后，超声提取20 min，放置，吸取上清液1 mL于蒸发皿中，加1 g聚酰胺粉吸附，水浴挥去乙醇，然后转入层析柱。先用甲苯洗，弃去甲苯液，然后用甲醇洗脱黄酮，定容至25 mL。此液于波长360 nm处测定吸收度。以芸香苷为标准品绘制标准曲线。类黄酮含量以μg/g表示。
1.3.11 丙二醛（malondialdehyde，MDA） 参照李合生的方法[22]略有改动。称取1 g样品，加入5%三氯乙酸10 mL，研磨后所得匀浆在3 000 r/min下离心10 min，取上清液 2 mL，加入2 mL 0.67%硫代巴比妥酸，混合后水浴煮沸 30 min，冷却后离心，分别取上清液测定在450、532、600 nm处的吸光度，计算MDA含量（μg/g）。
1.3.12 超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性 SOD活性测定采用光照法[22]。取5 g样品，加入0.1 mol/L磷酸缓冲液（pH值7.2）10 mL，离心（10 000 r/min，20 min，4 ℃）。反应需在透明度好、质地相同的试管中进行。反应体系包括：130 mmol/L甲硫氨酸、750 μmol/L氮蓝四唑、20 μmol/L 核黄素、100 μmol/L EDTA、粗提液1 mL。混匀后，将对照管完全遮光，与样品管同时置于光照培养箱内反应60 min。反应结束后，用黑布罩盖上试管终止反应。以遮光的对照管作为空白调零，在560 nm波长处测定吸光度。以 1 min 内ΔD560 nm减少0.1为1个酶活单位，以U/g FW表示SOD活性的单位。
1.3.13 过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性 POD测定采用愈创木酚法[22]。粗酶液制备同SOD测定中粗酶液制备方法。将0.2 mL粗酶提取液加入2 mL 0.05 mol/L愈创木酚中，在30 ℃水浴中平衡5 min，然后加入1 mL 0.2%的H2O2，混匀，1 min后扫描470 nm波长处吸光度变化，以1 min内ΔD470 nm减少0.01为1个酶活单位，以U/g FW表示POD活性的單位。
1.3.14 过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性 CAT测定采用过氧化氢法[23]。粗酶液制备同SOD测定中粗酶液制备方法。取0.1 mL粗酶液和2 mL 0.05 mol/L磷酸缓冲液（pH值 7.0）在25 ℃水浴下预热5 min，加入1 mL 0.2% H2O2，立即于240 nm处扫描，以1 min内ΔD240 nm减少0.1为1个酶活单位，以U/g FW表示CAT活性的单位。
1.4 数据统计与分析
试验数据使用SPSS 20.0进行t测验单因素方差分析（P<0.05）、相关性分析和主成分分析，使用Simca-p 11.5和DPS 7.5分别进行偏最小二乘回归分析和通径分析。 2 结果与分析
2.1 单因素方差分析
由表1可知，UV-C处理和CK网纹瓜的呼吸强度在货架期内随时间延长呈先下降（0～2 d）后上升（2～8 d）趋势，货架期8 d时，UV-C处理网纹瓜的呼吸强度仅为CK的67.4%，显著低于CK（P<0.05），说明UV-C处理可有效抑制网纹瓜的呼吸强度。UV-C处理和CK网纹瓜的失重率在货架前期（0～4 d）差异不显著，后期（4～8 d）UV-C处理的失重率显著低于CK（P<0.05），由此可知，UV-C处理可有效减缓果实失重。UV-C处理的硬度显著高于CK（P<0.05），表明UV-C照射处理可显著延缓网纹瓜的衰老。UV-C 处理和CK网纹瓜的蛋白质含量在货架期间均呈先上升后下降趋势，但UV-C处理网纹瓜的蛋白质含量在货架期 4～8 d 内显著高于CK（P<0.05）。
果实糖酸比是评价甜瓜食味好坏的依据。网纹瓜的可溶性总糖含量在货架期内变化不大，UV-C处理的网纹瓜可溶性总糖含量在9.12%～11.14%之间，CK的总糖含量在10.00%～11.23%之间；货架期内，UV-C处理和CK网纹瓜的可滴定酸总体均呈上升趋势，且UV-C处理的可滴定酸含量显著低于CK（P<0.05）。由果实糖酸比可知，货架期0～4 d 内网纹瓜糖酸比变化不大，UV-C处理的糖酸比维持在102.26～105.17 之间，CK组的糖酸比在96.48～105.17之间，后期糖酸比迅速下降，且UV-C处理和CK网纹瓜的糖酸比无明显差异。可见，UV-C处理网纹瓜货架前期的糖酸比变化较小，较好地保持了果实的口感。货架期8 d，UV-C处理网纹瓜的感官评分略有下降，得分为7.00，具有一定的商品价值，而CK此时的感官评分已降到5.50，说明此时的网纹瓜几乎完全丧失商品性。
由表2可知，货架期内，UV-C处理的网纹瓜CAT活性随时间延长呈先上升后下降趋势，CK网纹瓜的CAT活性在货架期4 d时达到峰值，之后急剧下降，而UV-C处理的CAT活性在货架期6 d时才开始下降，可见，UV-C处理有效延缓了CAT活性的下降。POD活性的变化也呈先上升后下降趋势，但UV-C处理网纹瓜的POD活性6～8 d内显著高于CK（P<0.05）。表2显示，CK果实的SOD活性随时间推进呈先下降后上升趋势，而UV-C处理的果实SOD活性整体呈上升趋势，且显著高于CK（P<0.05）。由货架期内网纹瓜抗氧化组分的变化情况可知，UV-C处理网纹瓜的总酚、维生素C和类黄酮含量在4～8 d内均显著高于CK（P<0.05），且UV-C处理有效减缓了MDA含量的上升。由此可见，UV-C处理可使网纹瓜维持较高的抗氧化活性。
2.2 主成分分析
对不同货架时间，UV-C处理和CK网纹瓜样本进行主成分分析，得到PC1、PC2、PC3这3个主成分的累积贡献率为86.97%，因此设定这3个主成分即能够代表整体数据的信息特征。由图1、图2可知，PC1、PC2、PC3分别解释了变量的 53.33%、22.31%、11.33%。
可溶性糖、糖酸比、硬度及感官品质在PC1的正坐标处有较高的载荷，而可滴定酸、失重率、蛋白质及呼吸强度在PC1的负坐标处有较高的载荷，所以PC1主要反映的是网纹瓜的感官品质。PC1很好地区分了UV-C处理和CK货架前期（0、2、4 d）与货架后期（6、8 d）的样本差异，即货架前期样本都集中在PC1正坐标处，货架后期样本都集中在PC1负坐标处。说明货架后期可溶性总糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、蛋白质含量及感官品质发生了较大的变化。
此外，PC1还较好地区分了同一天内UV-C处理和CK的样本，表明UV-C处理对网纹瓜的感官品质影响较大。
在PC2的正坐标上维生素C、POD、CAT及SOD载荷较高，货架期6、8 d时UV-C处理和CK在PC2较好地分开，表明UV-C处理对货架末期网纹瓜的维生素C含量，POD、CAT、SOD活性的影响较为显著。
类黄酮在PC3的正坐标处有较高的载荷，而总酚在PC3的负坐标处载荷较高。此外，PC3较好地区分了网纹瓜初始品质与货架期4 d品质的差異，说明到货架期4 d时，UV-C处理和CK网纹瓜的总酚和类黄酮均有较大变化。同时，PC3把货架期6、8 d UV-C处理和CK的样本较好地分开，表明UV-C处理对货架后期网纹瓜的总酚、类黄酮含量的影响显著。
2.3 相关性分析
由表3可知，货架期间网纹瓜的感官品质与糖酸比、类黄酮含量、CAT活性及硬度显著正相关（P<0.05），与可滴定酸、MDA含量、呼吸强度及失重率显著负相关（P<0.01）。可滴定酸含量与糖酸比及硬度显著负相关（P<0.05），与蛋白质含量、MDA含量、呼吸强度及失重率的正相关性也达到显著水平（P<0.05）。糖酸比与蛋白质含量、MDA含量、维生素C含量及失重率显著负相关（P<0.05）；果实硬度与呼吸强度及失重率显著负相关（P<0.01）。维生素C含量与可滴定酸含量、糖酸比及蛋白质含量的相关性也达到显著水平（P<0.05），但与其他指标相关性不显著。MDA含量与类黄酮含量、CAT活性为负相关关系，其中与CAT活性显著相关（P<0.05），CAT活性与总酚含量显著正相关（P<0.05）。
2.4 偏最小二乘回归分析
为了分析网纹瓜的感官评价指标以及抗氧化指标对感官评分的影响，选取感官评分为因变量（Y），其他指标为自变量（X），建立偏最小二乘回归模型。由图3可知，前2个因子解释了X变量的50.13%及Y变量的15.88%。其中，可溶性糖含量、糖酸比、硬度、总酚含量、类黄酮含量、CAT活性位于因子1的正坐标处，表明其与网纹瓜感官评分呈正相关，而可滴定酸含量、失重率、呼吸强度、MDA含量、SOD活性与感官评分呈负相关。此外，感官评分位于因子2正坐标处，与维生素C含量、蛋白质含量相关性较强。 2.5 通径分析
由表4可知，各物质对感官评分的直接通径系数由大到小依次为失重率、CAT活性、总酚含量、硬度、呼吸强度、可溶性糖含量。其中，失重率对网纹瓜感官评分的直接通径系数高达 -1.008 9，表明失重率对感官评分具有较大的负直接作用，同时硬度、可溶性糖含量通过失重率对感官评分产生较大正间接作用，而呼吸强度通过其产生较大负间接作用。此外，CAT活性、SOD活性对感官评分有负直接作用，而可溶性糖含量、硬度、呼吸强度、总酚含量对其起一定正直接作用。
3 讨论
本研究结果表明，网纹瓜经UV-C处理后，货架期8 d仍具有一定的商品性，而CK此时几乎丧失商品性，可见网纹瓜的感官品质在UV-C处理后得到了良好的保持，这与Manzocco等的研究结果[11]一致。单因素方差分析结果表明，与CK相比，UV-C处理可有效抑制网纹瓜的呼吸强度，显著减缓网纹瓜失重以及蛋白质含量和硬度下降。Lamikanra等的研究也表明UV-C处理能够降低切分甜瓜酯酶的活性，降低其呼吸强度，延缓硬度下降，进而提高果实的货架期[24]。同时，杨震峰等的研究也表明UV-C处理能够显著抑制草莓果实失重率的增加和硬度的下降，从而保持果实的感官和食用品质[25]。
果实糖酸比是构成果实风味品质的重要因素之一[26]。试验结果表明，甜瓜果实可滴定酸含量较可溶性糖含量低，货架前期（0～4 d）二者波动均小，但在货架后期（4～8 d）变化较大，但UV-C处理与CK相比，能够显著维持货架后期网纹瓜较低的可溶性总糖和可滴定酸含量，有效减缓货架前期网纹瓜糖酸比的变化，保持了甜瓜较好的风味。此外，货架期 4 d 开始，可溶性糖含量与可滴定酸含量产生的较大变化可能与甜瓜较强的呼吸以及微生物的活动有关[27-28]。可溶性蛋白质含量的下降是果实品质劣变的另一表现[29]，本试验结果表明UV-C处理显著抑制了网纹瓜蛋白质的降解。总酚和类黄酮是植物体内重要的抗氧化物质，维生素C是重要的抗氧化剂，同时也是植物采后衰老的标志性指标[30]。UV-C处理显著保持了货架后期（4～8 d）网纹瓜较高的维生素C、总酚及类黄酮的含量，延缓了货架期间的损失。此外，UV-C处理显著抑制了网纹瓜MDA含量的上升，减缓了其对甜瓜果实组织的伤害。UV-C处理在不同程度上诱导了活性氧代谢相关酶POD、CAT及SOD活性的上升，从而维持活性氧代谢的平衡，延缓甜瓜货架期品质的劣变，这与自由基伤害学说是一致的。
主成分分析是从多个因子之间的相互关系入手，利用降维思想，将多个因子化为少数几个互不相关的综合因素的统计方法[31]。本研究运用主成分分析法，从网纹瓜15个品质因子中提取出3个主成分，得到甜瓜品质86.97%的信息。分析结果表明，UV-C处理主要影响了货架期内甜瓜可溶性总糖含量、可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、蛋白质含量及感官评分的变化，其中对感官评分的影响最为显著；而维生素C含量、总酚含量、类黄酮含量、POD活性、CAT活性、SOD活性可以较好地区分货架期6、8 d时UV-C处理和CK的样本差异，表明网纹瓜的抗氧化性从6 d起下降较快，且UV-C处理能够有效地维持网纹瓜的抗氧化活性。Jiang等采用4 kJ/m2的UV-C照射处理香菇也得到了类似的结果[32]。
相关性分析及偏最小二乘回归分析结果表明，糖酸比、类黄酮含量、CAT活性、硬度与感官评分显著正相关，而可滴定酸含量、MDA含量、呼吸强度、失重率与感官评分显著负相关。果实硬度与呼吸强度及失重率呈显著负相关，这与周任佳等的研究[33]相符。此外，类黄酮和MDA含量，总酚含量和POD、CAT活性，维生素C含量、POD或称、SOD活性的相关性也较强，表明类黄酮、总酚以及维生素C在网纹瓜抗氧化体系中发挥了一定作用，这与Kim等对李果实[34]和Banerjee等对海南蒲桃果实[35]的研究结果一致。
通径分析是在相关分析与回归分析的基础上，进一步研究因变量与自变量之间的数量关系，通过直接作用和间接作用揭示了各个因素对因变量的相对重要性[36]。结果表明，失重率是影响感官评分的最主要因素，它主要通过自身的直接作用和对硬度、呼吸强度、可溶性糖含量的间接作用对网纹瓜的感官评分产生影响。总酚含量、CAT活性、SOD活性也对甜瓜的感官评分有较大的直接作用。
單因素方差分析、主成分分析、相关性分析、偏最小二乘回归分析、通径分析这5种多变量分析方法的综合结果表明，与对照相比，UV-C处理可以显著维持网纹瓜感官品质，主要对可滴定酸含量、糖酸比、硬度、失重率、呼吸强度、MDA含量、总酚含量、类黄酮含量影响较为明显。感官评分与糖酸比、类黄酮含量、CAT活性、硬度显著正相关，而与可滴定酸含量、MDA含量、呼吸强度、失重率显著负相关，其中，失重率通过自身的直接作用和对硬度、呼吸强度、可溶性糖含量的间接作用对鲜切网纹甜瓜货架期商品性造成最直接、最显著的影响。
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