红贝贝小番茄果实属于品质优良的鲜食番茄品种,在贮藏过程中易发生软化、腐烂、口味变淡以及质量损失等一系列品质下降问题。可食性抗菌涂膜为果实和蔬菜提供了物理和生物特性屏障,能够降低呼吸作用强度和乙烯释放量,延缓成熟衰老引起的软化腐烂和品质劣变。
乳酸链球菌素(Nisin)作为靶向天然抗菌剂,其作用原理是与革兰氏阳性细菌表面特异性识别酯质II进行靶向结合,形成跨膜通道使离子泄漏,抑制细菌细胞壁形成,起到杀菌和抑制孢子萌发的作用。研究表明褪黑素(MT)可以激活果实主要的抗氧化系统,包含酶系统和主要非酶抗氧化剂(总酚、抗坏血酸、谷胱甘肽)等。
将天然活性成分与成膜剂和靶向抗菌剂结合后,依靠缓释技术延长抗菌时效和抗菌膜发挥作用的稳定性,尤其适合需精准控制抗菌剂释放的场景。
邯郸学院生命科学与工程学院的李丹、张献忠、杨史奥等人将Nisin和MT结合,添加到多糖成膜剂CTS中制备成可食性抗菌涂膜,并应用于鲜食红贝贝小番茄的保鲜研究,测定处理10 d内果实的质构特性、色泽、品质、抗氧化及果实软化腐烂等相关指标,旨在为开发具有高效控释作用的鲜食果实抗菌保鲜涂膜提供理论依据。
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1 可食性抗菌涂膜结合MT处理对红贝贝小番茄质量损失率、感官评分和腐烂率的影响
贮藏期间各组质量损失率均呈显著上升趋势,其中对照组在第8天达到最大值。贮藏前4 d,CTS组、CTS+Nisin组及CTS+Nisin+MT组的质量损失率始终低于对照组。其中CTS+Nisin+MT组在第1天比CTS组低68.92%;第2天,CTS+Nisin组和CTS+Nisin+MT组分别比CTS组低27.10%和32.11%(图1A)。
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感官评分变化规律显示,3 组处理均有效延缓了番茄感官评分的下降速率,各处理组间未出现显著差异(图1B)。在抑制果实腐烂率方面,贮藏中后期(4~10 d)处理组表现出显著优势,至第10天时,CTS+Nisin组和CTS+Nisin+MT组的腐烂率分别较CTS组低44.44%和22.22%,其中CTS+Nisin组的防腐效果最明显,并将货架期延长至10 d(图1C、2)。
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2 可食性抗菌涂膜结合MT处理对红贝贝小番茄质构特性和果胶含量的影响
如图3A所示,对照组果实硬度在贮藏前8 d呈波动下降趋势,至第10天出现异常回升。相比之下,CTS处理组硬度保持相对稳定,整个贮藏期内未发生显著波动。CTS+Nisin及CTS+Nisin+MT处理组则表现出先降后升的趋势,初始1 d硬度均下降,其中CTS+Nisin组在10 d时硬度明显回升(图3A)。与对照组相比,所有处理组在6~8 d均表现出较高硬度(P<0.05)。其中CTS组在第6天时硬度分别是CTS+Nisin和CTS+Nisin+MT组的1.1 倍和1.12 倍。
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如图3B所示,对照组与CTS+Nisin组均表现为早期(2 d)黏附性升高,中期(6 d)降至最低值的趋势。而CTS及其复配MT处理组则整体呈现先升后降的趋势,其中CTS组峰值出现在第4天,CTS+Nisin+MT组提前至第1天达到最大值。与对照组相比,CTS+Nisin+MT处理在贮藏初期(1 d)即表现出显著优势,其黏附性是对照组的1.58 倍(P<0.05)。至贮藏中期(6 d),CTS组黏附性维持能力优于CTS+Nisin组,较其高出92.7%(P<0.05)。
如图3C所示,对照组早期弹性较大,在贮藏第1天达到最高,随后持续下降至第8天。CTS+Nisin与CTS+Nisin+MT组分别在2 d和1 d出现弹性最大值,但最低值较对照组延迟至第10天出现;而CTS组则在1 d时弹性升高且持续保持至贮藏末期。与对照组相比,CTS+Nisin+MT组在1 d时弹性显著提高6%(P<0.05);至4 d时CTS组及CTS+Nisin+MT组的弹性优势维持在7%(P<0.05);CTS组在8 d时仍保持6%的弹性优势,而此时其他处理组已进入下降阶段。各处理组间弹性变化模式存在显著差异:CTS组在4 d出现峰值,其后期(8~10 d)弹性维持能力优于CTS+Nisin组。如图3D所示,对照和3 组处理间的咀嚼性无显著差异。
如图4A所示,不同处理组可溶性果胶含量呈现显著差异。对照组峰值最早出现在第4天,而CTS处理组推迟至第6天,CTS+Nisin及其复配MT组进一步延迟至第8天。在贮藏前期(1~4 d),所有处理组可溶性果胶含量均低于对照组,其中CTS+Nisin组在第6天低于CTS+Nisin+MT组。与对照组相比,CTS组在第6天时表现出独特的代谢特征,其可溶性果胶含量较对照组提升37.6%,同时依次比CTS+Nisin组和CTS+Nisin+MT组显著高出112%和35.2%(P<0.05)。至贮藏中期(8 d),处理组间出现代谢差异,CTS+Nisin及其复配MT组含量分别较对照组提高85.3%和79.4%,且较CTS组提升1.8 倍和1.71 倍(P<0.05)。
如图4B所示,所有处理组与对照组均随贮藏时间延长持续下降,但处理组表现出明显差异。对照组原果胶降解速率最快,而CTS+Nisin及其复配MT组在贮藏前期(1~6 d)维持较高水平。至第8天,CTS+Nisin组展现出显著优势,其原果胶含量较对照组、CTS组及CTS+Nisin+MT组分别提高94.01%、91.2%和67.09%(P<0.05)。
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3 可食性抗菌涂膜结合MT处理对红贝贝小番茄色泽的影响
如图5A所示,对照组与CTS+Nisin组L*值整体呈持续下降趋势,而CTS组在贮藏第1天迅速升至峰值,在贮藏期间整体维持在较高水平。CTS+Nisin+MT组则在1 d时短暂升高。与对照组相比,CTS组在贮藏中期(6~8 d)维持显著优势,L*值分别提高3.84%和3.61%(P<0.05)。至贮藏末期(10 d),CTS及其CTS+Nisin+MT组较对照组仍保持3.52%和3.54%的亮度优势(P<0.05)。CTS组在1~2 d期间L*值显著高于CTS+Nisin组,其中4 d时比CTS+Nisin组高5.42%(P<0.05)。CTS与CTS+Nisin+MT组在贮藏前期(1~2 d)协同作用显著,二者L*值较CTS+Nisin组分别提升7.15%和5.84%、5.17%和3.95%(P<0.05)。
如图5B所示,对照组a*值在贮藏第2天显著升高。处理组呈现共同特征:CTS、CTS+Nisin及CTS+Nisin+MT组均未呈现显著变化,a*值在整个贮藏期保持稳定。与对照相比,在关键时间点(2 d),CTS组和CTS+Nisin组a*值较对照组分别降低20.64%和19.83%(P<0.05)。3 组处理间a*值差异不显著。
如图5C所示,贮藏第1~2天,对照组b*值呈现升高趋势,提示早期色泽代谢响应。CTS组1 d时出现b*值上升;CTS+Nisin组第1天发生显著代谢抑制,b*值骤降后回升;CTS+Nisin+MT组维持稳定代谢状态,b*值无显著波动。第1天时CTS+Nisin组b*值较对照组、CTS组及CTS+Nisin+MT组分别降低55.3%、57.5%和52.1%(P<0.05)。
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4 可食性抗菌涂膜结合MT处理对红贝贝小番茄品质的影响
如图6A所示,对照组贮藏初期(1 d)可滴定酸质量分数即达峰值,呈现典型单峰模式。CTS组与对照组同步,1 d时达峰值;CTS+Nisin组代谢峰值延迟至贮藏中期(6 d);CTS+Nisin+MT组呈现双峰特征,分别在1 d和10 d出现高峰。CTS+Nisin+MT组在1 d和10 d的可滴定酸质量分数均显著高于对照组及另两处理组;CTS+Nisin组峰值出现时间较对照组延迟5 d。贮藏中期(6 d),CTS+Nisin组可滴定酸质量分数较CTS组提高8 倍,其复配MT组较CTS组提高5.2 倍(P<0.05);CTS+Nisin+MT组较单峰处理组(CTS、CTS+Nisin)多出10 d的高峰,此时CTS+Nisin+MT组较CTS组提高1.36 倍。
如图6B所示,对照组VC含量呈现双峰规律,在贮藏初期(1 d)和中期(6 d)分别达到峰值。CTS组与对照组同步呈现双峰特征;CTS+Nisin和CTS+Nisin+MT组同步延迟至10 d VC含量升至最高,且在4~6 d维持较高含量。与对照相比,贮藏4~6 d,CTS+Nisin+MT组VC含量显著高于对照组及另两组处理;贮藏8~10 d,所有处理组VC含量均高于对照组。10 d时CTS+Nisin+MT组VC含量分别较CTS和CTS+Nisin组升高70.9%和29.6%(P<0.05);CTS+Nisin组较CTS组升高31.9%。CTS+Nisin+MT组在4~10 d期间维持含量优势,较其他处理组维持周期延长。
如图6C所示,对照组贮藏中期(6 d)SSC显著下降,呈现典型代谢消耗特征。CTS、CTS+Nisin及CTS+Nisin+MT组均未发生显著变化,SSC在整个贮藏期保持稳定。与对照组相比,6 d为关键节点,CTS组与CTS+Nisin组SSC分别较对照组显著升高(P<0.05),表明处理对代谢消耗具有抑制作用。3 组处理间SSC无显著差异。
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5 可食性抗菌涂膜结合MT处理对红贝贝小番茄抗氧化品质的影响
如图7A所示,对照组呈现双峰模式,总酚含量在贮藏第4、8天分别达到峰值。CTS组与CTS+Nisin组在6~8 d呈现快速积累特征,进入含量持续较高时期;CTS+Nisin+MT组呈单峰响应模式,8 d达最大值;所有处理组总酚含量在贮藏末期(10 d)均发生回落。贮藏早期(2~4 d),3 组处理总酚含量均显著低于对照组;中期阶段(6 d),CTS组和CTS+Nisin组总酚含量分别达到对照组的1.28 倍和1.22 倍(P<0.05)。中期阶段(6 d),CTS组和CTS+Nisin组总酚含量分别为CTS+Nisin+MT组的1.22 倍和1.16 倍(P<0.05);8 d时,CTS+Nisin+MT组总酚含量较CTS+Nisin组提升11.1%(P<0.05);CTS+Nisin+MT组呈单峰模式,区别于另两组处理的持续积累特征。CTS+Nisin+MT处理在贮藏后期(10 d),其总酚含量较CTS+Nisin处理提高11.8%。
如图7B所示,对照组黄酮在贮藏前期(1~4 d)快速积累,含量形成单峰特征,末期(10 d)显著下降。CTS、CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT组均呈现“阶梯式积累-末期回落”的动态特征,但具体代谢规律存在显著差异。处理组中,初期阶段(1~4 d),CTS+Nisin组积累较多,4 d时达峰值;稳定阶段(6~8 d),CTS+Nisin+MT组出现滞后性峰值;衰减阶段(10 d),所有处理组黄酮含量均下降。在1、4 d各处理组黄酮含量均显著低于对照(P<0.05)。2 d时CTS+Nisin组较对照提升34.6%,较CTS组高42.05%(P<0.05)。CTS+Nisin组在2~4 d黄酮含量在处理组中最高。8 d时CTS+Nisin+MT组黄酮含量最高。处理组间黄酮含量优势地位随时间发生转换,2 d时CTS+Nisin组>对照和CTS组;8 d时CTS+Nisin+MT组>CTS+Nisin组,揭示不同处理体系对黄酮代谢通路的作用具有时效差异。
如图7C所示,对照组DPPH自由基清除率与总酚含量呈现显著同步波动特征,具体表现为在贮藏前期(2 d)和中期(8 d)分别形成2 个显著峰值。CTS、CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT组均维持总酚-清除率协同变化关系,各处理组在特定贮藏阶段展现出优于对照组的抗氧化活性。与对照相比,早期第1天时,CTS+Nisin组和CTS+Nisin+MT组DPPH自由基清除率分别比对照组高31%和16%(P<0.05),形成处理组初始优势;第4天时CTS组和CTS+Nisin组分别比对照高15%和20.21%(P<0.05)。中期第6天时,CTS与CTS+Nisin组DPPH自由基清除率显著高于CTS+Nisin+MT组及对照(P<0.05)。第8天时对照组出现次高峰,各处理组已进入稳定期。后期第10天时,CTS组优势持续,较对照提升17%,较其他两处理组分别高18%和6%,显示单一涂膜处理的后期优势。CTS与Nisin的协同增效作用集中体现在1~6 d,后期效果衰减。CTS+Nisin+MT组始终处于中间水平,效果优于对照组。CTS+Nisin+MT组在贮藏后期(10 d)DPPH自由基清除率较CTS+Nisin组提高11.5%。
如图7D所示,对照组呈现迟滞型代谢特征:FRAP在贮藏中期(8 d)达到峰值后显著下降。CTS组展现持续积累优势,FRAP在10 d贮藏期内总体呈上升趋势。CTS+Nisin组呈现阶段性积累特征,6 d前与CTS组同步增长,6 d后降低。CTS+Nisin+MT组代谢模式趋近对照组,峰值出现时间较其他处理组延迟2 d。与对照相比,贮藏6 d,CTS组与CTS+Nisin组FRAP分别比对照组高20%和19%(P<0.05),显示涂膜处理对铁离子还原能力的显著提升作用。贮藏8 d时,对照组与CTS+Nisin+MT组达峰值,CTS组和CTS+Nisin组FRAP较对照组已分别下降34.1%和46.2%(P<0.05),反映不同处理体系代谢进程的异步性。10 d时CTS组成为唯一保持FRAP正向增长的处理组,较其他组形成显著后期优势。CTS+Nisin组前中期协同增效(1~6 d),MT的添加改变代谢节奏,使峰值延迟出现。该动态特征表明,不同处理通过调控氧化还原平衡路径,形成差异化铁离子还原能力维持机制,其中CTS处理在延缓抗氧化成分损耗方面表现出独特优势,而复合处理体系的协同作用具有明显时效性特征。
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6 相关性分析
如表2所示,腐烂率与感官评分(相关系数r=-0.761)和原果胶含量(r=-0.701)呈显著负相关,表明腐烂率升高会导致感官评分下降,同时原果胶含量减少可能导致细胞结构破坏,加速腐烂。质量损失率与弹性(r=-0.401)、黏附性(r=-0.371)呈显著负相关,说明质量损失会直接降低果实的弹性和黏附性,影响口感。感官评分与L*值(r=0.388)、弹性(r=0.579)和SSC(r=0.274)呈正相关,表明外观更亮、质地更弹且甜度更高的果实感官评分更高。原果胶作为细胞壁代谢标志物,其含量与感官评分呈正相关(r=0.734),与腐烂率呈负相关(r=-0.701)。可溶性果胶含量与腐烂率呈正相关,但与感官评分呈负相关,反映细胞壁降解的双面效应。总酚含量与DPPH自由基清除率(r=0.701)和FRAP(r=0.662)呈正相关,提示酚类物质是主要抗氧化成分。而黄酮含量与可溶性果胶含量呈正相关(r=0.373),可能反映其在果胶代谢中的协同作用。
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7 讨论与结论
本研究发现,红贝贝小番茄采后贮藏期间伴随质量损失率和腐烂率的上升,感官评分明显下降(图1)。另有研究发现CTS结合甜橙精油抑制了番茄黑霉病和桔青霉感染率,使其货架期延长至9 d。CTS和香草醛结合通过诱导防御相关酶(苯丙氨酸解胺酶、多酚氧化酶和过氧化物酶)活性的升高降低尖孢镰刀菌引起的番茄腐烂。原因是CTS涂膜处理降低了氧气在果实表面的渗透率,并通过与细胞壁结合发生级联反应诱导宿主防御系统进而增强物理屏障,起到抗真菌并延长果实货架期和提高感官评分的作用。同时CTS涂膜在果实表面减少了果实内部的营养消耗。本研究也表明CTS处理在贮藏前期(前4 d)降低番茄质量损失率和在整个贮藏期抑制番茄腐烂率上升方面有显著作用(P<0.05)。
另外,研究表明CTS与抗真菌脂肽结合能够明显降低樱桃番茄软腐病和灰霉病的发生率。含Nisin的大豆醇溶蛋白水性膜在低温和模拟22 ℃货架期实验中均有效降低嘎啦苹果和油桃单核细胞增生李斯特菌数量。研究发现Nisin、ε-聚赖氨酸和CTS组合对胡萝卜鲜切后表面酵母、霉菌、总活菌数、总大肠菌群数、金黄色葡萄球菌和假单胞菌的生长有明显抑制作用(P<0.05)。以上研究结果说明CTS、大豆蛋白等成膜剂与天然抗菌物质Nisin结合能够有效扩大原有涂膜的抑菌范围,提高其抗菌性。本研究也发现CTS作为使Nisin稳定的成膜介质,两者结合可增强膜的抗菌效果。第10天时CTS+Nisin处理中果实腐烂率的抑制效果明显高于单一CTS处理。
MT对于采后果蔬的抗衰老和抑菌作用主要是通过启动ROS清除和防御机制。如MT通过降低ROS积累和启动几丁质酶和苯丙烷途径酶防御机制,降低番石榴炭疽病和黄瓜霉霜病的发病率,并减缓果实软化。本研究中CTS+Nisin+MT处理在贮藏后期(4~10 d)降低红贝贝小番茄腐烂率的效果优于CTS处理,说明MT起到一定增加抗菌涂膜抑菌性的作用。有研究表明MT降低果实质量损失率是通过关闭其表面气孔实现的,本研究也发现贮藏前期(1 d时),CTS+Nisin+MT处理的质量损失率显著低于对照和CTS处理。
贮藏期间伴随对照组质量损失率升高,其可溶性果胶含量先于3 组处理在第4天达到峰值,并且前6 d其原果胶含量明显低于CTS+Nisin组和CTS+Nisin+MT组,进而引起番茄果实硬度在前期(前4 d)明显下降。CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT组延迟可溶性果胶含量峰值至后期(8 d)出现,并且减缓果实细胞壁原果胶的酶解进程,相比对照在后期(6 d后)提高了红贝贝番茄的果实硬度。对照组1 d时可溶性果胶上升和原果胶下降,硬度明显下降。而CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT组虽然第1天硬度下降,但由于成膜剂CTS的机械支撑作用以及Nisin和MT的双重作用,后期硬度回升,且高于对照(6~8 d),硬度的提升间接提高了两组VC含量。研究表明MT处理通过延缓细胞壁成分原果胶、纤维素和半纤维素含量的降低,以及可溶性果胶的积累,同时抑制细胞壁降解酶的活性,进而通过调节细胞壁代谢抑制芒果果实软化。另外MT通过诱导细胞壁成分山梨醇合成基因的表达和其合成,同时抑制哈密瓜和秋葵细胞壁降解酶基因的表达,减少细胞壁多糖的分解,从而维持哈密瓜和秋葵果实硬度。本研究中CTS作为天然多糖,用于稳定番茄细胞壁成分和结构,并通过与Nisin和MT结合,进一步提高其发挥作用的稳定性。
黏附性表征果实组织在探头上的附着能力,是判断果实肉质紧实程度的指标,本研究发现,1 d时相比对照和另外两组处理,CTS+Nisin+MT组细胞壁中原果胶分解速度和可溶性果胶生成速度减缓,在前期(1 d)共同作用改善了果实弹性,并引起黏附性的协同升高。另外4~6 d,CTS组黏附性和弹性也同步达到了峰值。弹性是水果质地剖面分析(texture profile analysis,TPA)测试中第2次压缩后样品恢复的高度(长度2)和第1次压缩变形量(长度1)比值,用于衡量果实在一定压力下发生形变,撤去压力后恢复形变时的能力。果实采后通过有机酸分解、可溶性糖积累及次级代谢产物转化,风味和香气等品质显著改善,蔗糖和果糖快速积累可能改变细胞渗透压,增强细胞壁张力,从而增加果实弹性。但后期随着果实衰老,细胞壁胞间层多糖组分原果胶向可溶性果胶转变,其弹性明显下降。伴随初期(1 d)果实细胞壁中较高的原果胶积累,CTS+Nisin+MT处理提高了果实弹性;另外在中期(前4 d)可溶性果胶积累高峰前,CTS处理组弹性升高至最大值。CTS和CTS+Nisin+MT处理在延缓果实细胞壁中原果胶向可溶性果胶的转变、协同增加红贝贝番茄果实弹性和黏附性,提高果实L*值、降低腐烂率和质量损失率、改善果实质构特性方面发挥重要作用。
随果实衰老果面颜色变暗,CTS膜本身有提亮红贝贝小番茄果面色泽的作用,另外CTS+Nisin+MT处理也在贮藏后期(10 d)对亮度提升有明显促进作用,这一改善作用主要得益于贮藏期间CTS和CTS+Nisin+MT处理减缓了原果胶分解速度,提高果实弹性、黏附性和咀嚼性等质构特性从而维持果实表面亮度。番茄贮藏过程中随衰老进程加速,果实颜色由亮红色转变为暗红色,伴随对照组前期(2~4 d)可溶性果胶积累达到峰值和原果胶含量迅速降低,其a*值也在第2天达到最大,引起番茄果面红色变深。但CTS和CTS+Nisin处理在前期(2 d)a*值低于对照是因为可溶性果胶生成速度降低;此外,在贮藏末期(10 d)处理组a*值均低于对照,这说明CTS成膜剂、Nisin和MT均通过减缓细胞壁成分变化起到延缓果实颜色变暗的作用。贮藏期间,CTS+Nisin的组合在保持番茄果实色泽中发挥的作用更大。也有研究表明MT处理提高了甜樱桃收获时的色泽、硬度和可滴定酸含量。
采后呼吸跃变启动后,会轻度胁迫促进苹果酸合成,使总酸含量升高;贮藏期间番茄VC和可滴定酸含量的短暂升高可能与果胶降解(半乳糖醛酸释放)及逆境诱导的抗氧化响应有关,但后期随果实衰老,呼吸作用增强,有机酸和VC消耗增加,总量仍下降。通过精准控制贮藏条件,可协同调控质地软化与保持营养,延长货架期。CTS涂膜可以降低氧气渗透率,降低对风味和营养物质的消耗。研究表明MT通过减少细胞壁多糖(果胶和纤维素)的分解,以及糖类组分(淀粉、山梨醇和蔗糖等)合成,进一步稳定细胞壁结构,从而延缓可滴定酸下降引起的品质劣变。在贮藏中期(6 d)CTS组可溶性果胶峰值升至最高,其原果胶含量也同步降至最低。Nisin和MT协同作用使引起果实软化的可溶性果胶生成速度减缓,其中CTS+Nisin+MT组合对于可滴定酸和VC含量的提升和延缓效果优于单独使用CTS或者CTS+Nisin组合,最终提升果实品质。4~8 d时,CTS+Nisin和CTS+Nisin+MT组合中原果胶含量降解速率被延缓,此时两个处理中VC含量却明显上升。另外6~8 d,相比对照组,CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT组中可滴定酸含量的升高与两种处理中原果胶的变化呈动态相关。说明硬度的变化影响果实内在品质,两种处理均延缓了可滴定酸和VC指标下降引起的品质劣变。
酚类物质存在会提高果实抗氧化性,本研究中DPPH自由基清除率、FRAP、黄酮均与总酚相关性较高(r=0.701、r=0.662、r=0.405)。伴随可溶性果胶前4 d急剧升高,对照组总酚和黄酮也高于3 组处理;贮藏后期CTS、CTS+Nisin、CTS+Nisin+MT处理可溶性果胶、总酚含量以及DPPH自由基清除率和FRAP较高。说明3 组处理均降低果实感知衰老和品质劣变的敏感度,延迟果实抗氧化调控的响应。Nisin包埋果胶微胶囊增强了与抗氧化相关酶的活性,抑制了引起果实软化酶的活性,进而降低芒果腐烂率和质量损失率,并维持SSC、可滴定酸、硬度在较高水平。另有研究表明MT结合CTS提高樱桃可滴定酸、SSC、硬度及抗氧化物质(总酚、总花青素、AsA)含量,降低腐烂发生。说明Nisin和MT均可提高果实抗氧化性。本研究中Nisin与MT协同作用引起抗氧化的时序性调控,缓释发挥CTS-Nisin-MT涂膜的抗氧化作用:早期阶段(1~4 d)发挥作用主要是CTS+Nisin处理引起黄酮(4 d)、总酚含量(1 d)和DPPH自由基清除率(1 d)升高;中期(6 d),CTS+Nisin组总酚含量、DPPH自由基清除率和FRAP达到峰值;末期(8~10 d),CTS+Nisin+MT组总酚含量、DPPH自由基清除率和FRAP达到峰值。
研究发现外源MT处理可以提高MT合成基因FaTDC、FaT5H等的表达和内源MT含量,通过增强抗氧化酶(过氧化氢酶、AsA过氧化物酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和GSH还原酶活性)、防御酶系统(几丁质酶、4-香豆酸辅酶A连接酶和苯丙氨酸解氨酶)活性和非酶抗氧化物质(AsA、GSH、总酚、黄酮、花青素)积累,减少因ROS代谢物H2O2和MDA积累而引起的氧化损伤,提高巨型黑莓产量、单果质量和体积,改善高丛蓝莓和芒果的贮藏品质,延缓木瓜果实软化和炭疽病的进程。MT喷施樱桃叶片或者浸泡番茄种子,均可使长成后的果实SSC、VC、番茄红素、钙、柠檬酸和磷含量显著提高,并促进DPPH自由基清除能力、FRAP等果实抗氧化能力的协同提升,说明MT对生物活性物质抗氧化特性的提高有明显促进作用。
相比CTS处理,CTS+Nisin和CTS+Nisin+MT处理(尤其是3 种组合)通过延缓番茄果实细胞壁多糖组分原果胶分解速度,减少可溶性果胶积累,延迟总酚含量、DPPH自由基清除率、FRAP高峰出现时间并升高其峰值,实现Nisin和MT协同参与的抗氧化系统的时序性调控,提高果实的抗氧化性,延缓贮藏期间果实硬度、弹性和黏附性等质构特性和L*值的下降;在后期使可滴定酸含量和VC含量峰值延迟至6~10 d,其中可滴定酸含量峰值升高8 倍和1.36 倍,VC峰值升高31.9%和70.9%,贮藏初期使果实质量损失率降低27.10%和32.11%,后期腐烂率降低44.44%和22.22%,货架期由4 d延长至10 d,提升红贝贝小番茄的感官和营养品质。本研究可为将天然抗氧化物质、靶向抗菌剂与天然聚合物结合用于提高采后新鲜产品的质量方面提供思路。
作者简介
第一作者
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李丹,河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所/河北师范大学联合培养博士,现任邯郸学院生命科学与工程学院副教授。博士阶段专注于果实采后生物学与功能成分调控机制研究,系统探究乙烯信号通路对梨果实蜡质合成及品质形成的调控作用(涉及抗氧化物质、风味物质等营养功能成分的积累)。工作期间,聚焦农产品营养品质保持与功能成分开发,主导多个品种梨(含商品化套袋处理)采前与贮藏期表面保护屏障(蜡质/细胞壁多糖)的代谢调控网络研究,为功能性农产品的品质优化提供理论基础。基于果实表面保护屏障与功能成分的协同作用机制,拓展至食品保鲜技术与营养功能协同调控领域:创新性开发番茄复合涂膜保鲜技术(整合物理屏障、靶向缓释与激素信号调控),揭示其对果实细胞壁代谢(如果胶多糖转化)与抗氧化系统的协同调控机制,为功能性食品的保鲜-营养协同技术提供新思路。目前以第一作者在
Postharvest Biology and Technology(IF 6.8)、
Frontiers in Plant Science(IF 4.8)、
Journal of the Science of Food and Agriculture(IF 3.5)、
PeerJ(IF 2.4)、《AQUATIC ECOLOGY》(IF 1.8)、《食品科学》、《食品工业科技》、《中国酿造》、《保鲜与加工》等SCI/EI期刊发表10 篇论文。主持课题有河北省教育厅高等科学研究项目(QN2024170)、邯郸市科技计划项目(21422012185)、校级育苗工程等5 项课题。
本文《可食性抗菌涂膜结合褪黑素处理对红贝贝小番茄品质和软化的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第18期279-290页,作者:李丹, 张献忠, 杨史奥, 关军锋, 郑萌萌, 杜鸿宇, 张冉。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250226-144。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:安宏琳;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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