《Journal of the Science of Food and Agriculture》：Preharvest supplemental lighting enhances productivity and modulates postharvest quality in hydroponically grown Apulian unripe melon ‘Scopatizzo’ (Cucumis melo L.)
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背景：采前光管理越来越多地用于提高无土系统的产量和果实品质，但其对未熟甜瓜果实的影响仍知之甚少。本研究评估了在闭式循环水培系统中栽培期间补充红蓝发光二极管（LED）光照对阿普利亚甜瓜地方品种‘Scopatizzo’（Cucumis melo L.）的生产力、矿
背景：采前光管理越来越多地用于提高无土系统的产量和果实品质，但其对未熟甜瓜果实的影响仍知之甚少。本研究评估了在闭式循环水培系统中栽培期间补充红蓝发光二极管（LED）光照对阿普利亚甜瓜地方品种‘Scopatizzo’（Cucumis melo L.）的生产力、矿物质组成和采后行为（4°C，长达17天）的影响，该品种作为未熟果实替代黄瓜（Cucumis sativus L.）食用。结果：主成分分析（PCA）突出了黄瓜和‘Scopatizzo’样品之间的明显分离。在‘Scopatizzo’中，LED补光使单株果实数量增加约29%（每株14个果实对11个果实），而不影响采摘时的果实矿物质组成。在冷藏期间，LED生长的果实在储存结束时比对照果实保持约18%更高的硬度。水分含量、pH和可滴定酸度的变化主要由储存时间驱动，且不受光照条件影响。LED生长的果实在采摘时比对照显示出高达12%更高的叶绿素和28%更高的葡萄糖浓度，而总酚和类胡萝卜素在两种处理的储存期间均增加（分别+80%和+22%），表明采后期间冷诱导代谢反应的主导效应。结论：采前LED光照提高了‘Scopatizzo’的生产力并改善了特定的采后品质特性，而未改变其矿物质谱，支持整合光管理和无土栽培以提升甜瓜地方品种的价值并延长其作为新鲜全可食产品的市场性。? 2026作者。《Journal of the Science of Food and Agriculture》由John Wiley & Sons Ltd代表Society of Chemical Industry出版。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
‘Scopatizzo’是意大利阿普利亚地区特有的一种甜瓜（Cucumis melo L.）地方品种，其果实于未成熟阶段采收，作为黄瓜（Cucumis sativus L.）的替代品鲜食，因其优越的感官和消化特性、较高的生物活性化合物（如多酚和生育酚）含量以及不含导致葫芦科果实苦味的葫芦素而受到青睐。该产品在产区之外的市场（如北欧）认可度日益提升，因此其采后行为引起特别关注。这些果实作为“全可食”果实销售，消费者不仅食用中果皮，还包括外果皮和胎座部分，后者富含多酚和生育酚（尤其是α-生育酚），具有心血管益处。此前研究已证明‘Scopatizzo’果实优于普通黄瓜，并被列入阿普利亚传统农产品（TAP）名录。然而，该品种通常春季夏季在露天种植，为突破季节性限制并满足全年供应，研究人员前期已证明在岩棉无土系统中辅以发光二极管（LED）光照可有效实现非自然生长季栽培，且产量与商业黄瓜杂交种相当。此外，‘Scopatizzo’与营养膜技术（NFT）系统兼容，可利用中度盐水栽培而不影响产量和品质。尽管如此，关于未熟甜瓜全果实在采后冷藏期间生理品质变化的研究仍属空白。为此，本研究的主要目的是评估在闭式循环NFT系统下两种光照条件（自然光与红蓝LED补光）生长的‘Scopatizzo’果实在采后冷藏期间的性能，探究采前光照条件如何影响果物理化、结构和营养品质，并通过与黄瓜（Babystar RZ F1，外部商业参考）比较，明确‘Scopatizzo’的采后行为。论文发表在《Journal of the Science of Food and Agriculture》。
**研究主要内容与结论**
研究人员在意大利巴里国家研究委员会食品生产科学研究所实验农场未加热的聚甲基丙烯酸甲酯温室中，于2023年9月至11月种植‘Scopatizzo’幼苗。采用闭式循环NFT系统，设置3个处理（各3个重复）：对照（C，自然光无补光）和LED处理（L，红蓝LED补光，光合有效光子通量密度PPFD为170 μmol m
-2 s
-1，光周期16 h d
-1，自动控制开启当环境PPFD低于200 μmol m
-2 s
-1）。果实于28天移植后（DAT）开始采收，重量约160–180 g。采后评估：将采收的C和L果实以及从阿普利亚农场（F.lli Lapietra）水培获得的黄瓜样品（CTR）置于4°C储存17天，在T0（采收）、T1（4天）、T2（8天）、T3（12天）和T4（17天）进行多项测定。主要关键方法包括：产量与生长分析（记录果实数量、鲜重、干物质）；宏量与微量矿物质分析（采用电感耦合等离子体光学发射光谱（ICP-OES）测定镁、磷、钾、钙等元素）；采后理化特性测定（水分含量采用AOAC法，pH和可滴定酸度采用滴定法）；质地分析（穿刺试验与质地剖面分析测量硬度、弹性、咀嚼性）；颜色测定（色差计测L*、a*、b*并计算白度指数WI）；生物活性化合物与色素提取测定（总酚含量TPC采用Folin-Ciocalteu法，抗氧化活性采用ABTS法，叶绿素和类胡萝卜素采用分光光度法，葡萄糖和果糖采用高效液相色谱-示差折光检测HPLC-RID系统）；数据采用主成分分析（PCA）和方差分析（ANOVA）进行统计。
**研究结果**
**温室试验——产量与生理参数**：通过产量记录和方差分析得出，LED补光使单株果实数量较对照增加约29%（14.2对10.9个果实），单果重无显著差异，果实干物质含量无显著变化。LED处理植株的营养液（NS）消耗量与对照相似，但水分利用效率（WUE）提高26%（75对101 L kg
-1果实），表明LED处理提高了资源利用效率，将更多光合产物分配至生殖器官。
**宏量与微量矿物质含量**：通过ICP-OES测定42和61 DAT的果实矿物质发现，镁、磷、钾、钙等宏量元素及硼、铜、铁、锰、锌等微量元素在两种光照处理和两个采样时间点间均无显著差异，仅钠离子（Na
+）含量从42到61 DAT增加约16%，但仍在安全范围内。这表明采前LED补光未改变果实矿物质组成，均衡的离子状态为采后行为提供了解释基础。
**采后评价——视觉检查与探索性分析**：通过视觉观察和PCA发现，黄瓜和‘Scopatizzo’样品在PCA得分图上沿第一主成分（PC1，解释69.5%方差）明显分离，表明种间差异是主要区分因素；第二主成分（PC2，18.7%方差）反映储存时间效应。黄瓜样品在T4（17天）出现可见霉菌，失去商业可接受性，而‘Scopatizzo’样品在17天内保持可接受水平，说明其采后行为与黄瓜相当，商业货架期可设定为17天。
**采后理化特性**：通过水分、pH、可滴定酸度、质地和颜色测定发现，水分含量在储存期间轻微下降（约1 g 100 g
-1 FW），pH下降同时可滴定酸度上升，但均不受光照处理影响。硬度方面，LED果实在17天内保持相对恒定（17–18 N），而对照果实从T2开始下降，结束时为15.10 N；咀嚼性LED处理保持稳定，对照下降。皮肤白度指数WI在LED处理中储存期间稳定，而对照先降后升。表明LED补光可减缓细胞壁降解，维持组织完整性。
**采后化学特性**：通过分光光度法和HPLC-RID测定发现，总酚含量（TPC）在两种处理中均随储存时间增加（T0最低，T4最高），LED处理与对照间无显著差异；ABTS抗氧化活性在LED处理T0时略高（6%），但储存期间变化复杂。叶绿素a和总叶绿素在LED果实在T0和T1时更高（14%和12%），但随后对照反超；叶绿素b在储存中下降。类胡萝卜素在储存后期（T4）显著增加（+22%），不受光照影响。葡萄糖浓度在LED处理T0时更高（10.3对8.0 mg g
-1 FW），果糖浓度LED处理平均高14%。储存期间糖分升高部分归因于水分损失浓缩效应。
**讨论与结论**
讨论部分指出：采前LED补光提高产量而不改变矿物质组成，为未熟甜瓜的可持续生产提供了支持；在采后冷藏中，LED处理显著维持了果实硬度和咀嚼性，可能通过减少细胞壁降解酶活性或增强原果胶积累；叶绿素和糖分的初始差异源自光调控的光合作用增强，而储存期间总酚和类胡萝卜素增加主要由冷胁迫诱导的次生代谢重新激活所致，表明冷诱导反应在采后品质演变中占主导作用。研究结论：本研究首次提供了全未熟甜瓜地方品种‘Scopatizzo’的采后行为证据，证明采前红蓝LED光照可在不改变矿物质谱的情况下，提高产量并在4°C储存17天内改善硬度保持率。LED生长果实表现出更高的初始叶绿素和糖水平，但酚类物质和类胡萝卜素在两种处理储存期间均增加，显示冷诱导反应的主导效应。总体支持整合LED光照和无土栽培以提升地方甜瓜品种的生产力和采后性能，并确认‘Scopatizzo’作为鲜食黄瓜替代品的潜力，在测试条件下货架期可达17天。需进一步研究阐明潜在的生化机制并评估更广泛储存条件下的商业可行性。
