《食品科学》：福州大学严芬副教授等：解淀粉芽孢杆菌PTL16对采后黄金百香果活性氧代谢和抗性代谢的影响

黄金百香果（

Passiflora edulis

生防菌是能够抑制病原菌对果实侵害的一类微生物，理想的生防菌剂具备广谱性、稳定性、实用性、安全性等特点，近年来利用生防菌对采后果实的保鲜技术广受学者青睐。其中芽孢杆菌由于其抗逆性强、绿色安全、生产成本低、无抗药性、高效等特点，而成为果蔬采后病害控制的研究热点。有研究表明，芽孢杆菌可与病原菌直接发生拮抗作用，或通过分泌次级代谢产物以及产生挥发性气体物质抑制甚至杀死病原菌，同时还可以通过平衡果实活性氧代谢，诱导果实启动自身抗性系统，这也是生防菌发挥高效防治作用的方式。

在采后贮藏过程中，当果实受到外界各种条件的胁迫下会迅速产生大量的活性氧，而活性氧含量的增加并积累会损害自身组织细胞，这时能够激发体内分泌各种清除活性氧的相关酶，启动活性氧的清除系统维持组织细胞内的活性氧代谢平衡，延长果实的贮藏期。

福州大学生物科学与工程学院的洪健渠、张帆、严芬*等首先探究解淀粉芽孢杆菌PTL16对黄金百香果病原菌的抑制效果，并进一步探究其对黄金百香果的保鲜效果及其活性氧代谢和抗性代谢的影响。

1 解淀粉芽孢杆菌PTL16对黄金百香果病原菌体外抑菌效果

1.1病原菌抑制效果

如图1所示，与B孔中的对照组相比，A孔中的实验组均形成了明显的抑菌圈。此外，从抑菌圈的大小可看出解淀粉芽孢杆菌PTL16发酵上清液对

C. gloeosporioides

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1.2

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gloeosporioides

如图2所示，解淀粉芽孢杆菌PTL16菌悬液（1.0×10 4 、1.0×10 6 cells/mL和1.0×10 8 cells/mL）均能显著抑制 C . gloeosporioides BG7的孢子萌发，且浓度为1.0×10 8 cells/mL的菌悬液可完全抑制 C . gloeosporioides BG7的孢子萌发。

2 解淀粉芽孢杆菌PTL16对黄金百香果的生防效果

如图3所示，解淀粉芽孢杆菌PTL16能够抑制炭疽病的发生并延长果实的贮藏期。在贮藏第8天时，对照组果实已出现明显的炭疽病斑且腐烂较为严重，而实验组果实未出现明显病斑。第12天，对照组果实腐烂情况加剧，实验组虽有病斑出现，但病斑覆盖面积较小。第16天，对照组果实已完全腐烂，而实验组果实腐败情况相对较轻。这表明解淀粉芽孢杆菌PTL16菌悬液可显著抑制黄金百香果采后炭疽病的发生，保持果实良好的外观品质，从而有效延长其贮藏期。

3 解淀粉芽孢杆菌PTL16对黄金百香果活性氧代谢的影响

如图4所示，解淀粉芽孢杆菌PTL16在黄金百香果保鲜过程中表现出显著的生理调节作用，可有效延缓果实衰老并维持其品质。从图4A可知，实验组的超氧阴离子自由基产生速率显著低于对照组（P＜0.01），且在2～16 d内保持较低水平，表明解淀粉芽孢杆菌PTL16可显著减少活性氧积累。从图4B可知，随着贮藏时间延长，黄金百香果的MDA含量逐渐升高。实验组的MDA含量显著低于对照组（P＜0.01），说明解淀粉芽孢杆菌PTL16可显著减缓果皮膜脂过氧化程度，延缓细胞膜结构的破坏。从图4C可知，实验组的SOD活力在0～4 d快速上升，在贮藏4～16 d期间均显著高于对照组（P＜0.05、P＜0.01）。对照组的SOD活力在0～2 d迅速上升后，在2～16 d迅速下降。从图4D可知，实验组的CAT活力在第10天达到峰值，显著高于对照组（P＜0.01）。对照组的CAT活力在0～6 d先上升，随后下降并一直在较低水平，说明解淀粉芽孢杆菌PTL16可显著增强果实抗氧化防御能力。从图4E可知，实验组的APX活力在0～6 d快速上升，第14天达到峰值，显著高于对照组（P＜0.01）。从图4F可知，实验组的GSH含量在第12天达到峰值，显著高于对照组（P＜0.01）。对照组的GSH含量一直处于较低水平。实验结果表明，解淀粉芽孢杆菌PTL16可通过降低活性氧积累、减缓膜脂过氧化并同步提升抗氧化酶活力及抗氧化物水平，维持黄金百香果活性氧代谢稳态，延长果实的贮藏期，为解淀粉芽孢杆菌PTL16在保鲜中的应用提供了科学依据。

4 解淀粉芽孢杆菌PTL16对黄金百香果抗性代谢的影响

如图5所示，解淀粉芽孢杆菌PTL16可显著提高黄金百香果果实中多种关键酶活力，增强果实的抗病性。从图5A可知，在贮藏期间，实验组的PAL活力在第16天达到峰值，显著高于对照组（

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生防菌可以通过直接抑制或干扰病原真菌的生长，也能通过诱导防御反应促进果实体内活性氧清除酶（APX、CAT和SOD）与内源性抗氧化物质GSH水平升高，增强果实抗氧化能力，从而抵御病原真菌的侵害。活性氧是果实代谢过程中的重要信号分子，当果实受到外界环境胁迫或者致病菌的侵害时，自身会快速产生大量的活性氧进行应答。当果实体内活性氧大量堆积时，会造成其细胞膜透性增加，造成MDA与超氧阴离子自由基的累积，从而对细胞造成损伤。已有研究采用微孔包装和壳聚糖涂膜构建一种双重气调微环境，能有效提升百香果果实的抗氧化水平，并减少MDA和过氧化氢的积累。本研究发现当黄金百香果受到病原真菌侵染时，会爆发产生大量的活性氧，此外，随着贮藏时间的延长，黄金百香果果实的MDA含量增加。实验组的超氧阴离子自由基产生速率与MDA含量在贮藏后期均低于对照组。这说明解淀粉芽孢杆菌PTL16可通过减少黄金百香果的MDA与超氧阴离子自由基累积维持活性氧代谢平衡，从而进一步稳定生理代谢。当活性氧在果实体内过量堆积时，会对正常的组织细胞造成损伤，破坏组织细胞与质膜，最终造成细胞死亡。果实为了减少氧化胁迫带来的损伤，并维持活性氧的代谢平衡，会启动体内一个复杂的活性氧平衡系统，这一系统包含非酶清除系统与酶清除系统。其中果实体内内源性抗氧化物质GSH组成非酶清除系统，能够调节并清除细胞内过量的活性氧，从而维持活性氧的代谢平衡。而酶清除系统则包含APX、CAT和SOD，有研究表明可以通过提高APX、CAT和SOD活力平衡过量的活性氧，从而提高果实对病原真菌的抵御能力。本研究发现经解淀粉芽孢杆菌PTL16处理后，黄金百香果的APX、CAT和SOD活力均显著提高，表明其抗氧化能力显著提升。此外，实验组的GSH含量均显著高于对照组，表明解淀粉芽孢杆菌PTL16可引起GSH含量变化，提高黄金百香果的抗氧化能力，进一步稳定其生理代谢。

同时，诱导果实产生抗病性是控制果蔬采后病害的重要机制，生防菌能够通过诱导果蔬抗病性提高其对外来病原菌的侵染。PAL是苯丙烷途径的关键酶，酶活力的升高可以促进苯丙氨酸催化生成抗病物质，进而提高果实的抗病性。因此PAL在次生代谢合成与抗逆过程中具有十分重要的作用。POD是一种氧化还原酶，广泛存在于果实体内，它能分解并减少由活性氧代谢产生的过氧化氢，清除过量活性氧，降低组织细胞受到的氧化损伤，并且POD还可参与木质素的合成过程，增强果实细胞壁韧性，提高果实抗病性。实验结果显示实验组的PAL、POD活力显著提高，从而提高黄金百香果抵抗病原菌侵染的能力，保持果实品质，延长黄金百香果的货架期。CHI与GLU是果实采后抗性代谢中的重要抗性蛋白，这两者之间存在协同作用，GLU能够水解真菌细胞壁的多聚糖化合物，CHI能降解真菌细胞壁中的几丁质，从而破坏真菌细胞壁以抑制病原菌的生长繁殖，降低病原菌的致病力。经解淀粉芽孢杆菌PTL16处理后，黄金百香果的GLU与CHI活力都呈现不同程度的提高，并且保持较高水平。说明解淀粉芽孢杆菌PTL16可以通过提高抗性酶GLU与CHI的活力提高黄金百香果抵抗病原菌的能力。C4H是苯丙烷途径中的关键酶，能够参与果实发育、诱导果实抗病性和防御反应。4-CL则促进苯丙烷途径中总黄酮类化合物、香豆素和木质素等化合物的合成，同样也是苯丙烷途径的关键酶。实验结果显示，经解淀粉芽孢杆菌PTL16处理其C4H与4-CL抗性酶活力均显著提高，并保持较高水平，说明解淀粉芽孢杆菌PTL16可以通过调节这两个关键酶激活苯丙烷代谢途径，增加果实抗病物质的生成，提高果实抵抗病原菌的能力。经壳聚糖处理后百香果果实中PAL、C4H、4-CL等活性也有所提高，进而提高果实抗病性，抑制果实病害发生，延长果实保鲜期。

总之，本研究结果表明解淀粉芽孢杆菌PTL16能够显著提高黄金百香果的抗氧化酶活力与抗氧化物质的含量，从而提高黄金百香果的抗氧化能力，控制超氧阴离子自由基的产生与累积，减少MDA的累积，减少活性氧对细胞的损伤，还可通过诱导果实PAL、POD、CHI、GLU、C4H、4-CL等抗性酶活性，维持采后黄金百香果的品质，延长果实的贮藏期。这些结果为解淀粉芽孢杆菌PTL16作为生防菌的潜力提供了有力证据。

引文格式：

洪健渠, 张帆, 牛晓旭, 等. 解淀粉芽孢杆菌PTL16对采后黄金百香果活性氧代谢和抗性代谢的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(21): 267-274. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250525-159.

HONG Jianqu, ZHANG Fan, NIU Xiaoxu, et al. Effect of

Bacillus amyloliquefaciens

Passiflora edulis

flavicarpa

实习编辑：林安琪；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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