微孔包装结合壳聚糖活性涂膜对百香果的保鲜效果及作用机制

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百香果营养价值丰富、药用价值突出,由于其采后生理代谢活动剧烈,水分流失严重,导致其品质劣变迅速。当前常用的单一保鲜技术难以同时解决百香果室温贮藏期间失重和微生物生长的问题。因此,寻求合适的复合处理手段对百香果进行保鲜具有十分重要的意义。微孔包装(MP)因其具有特定的气体和水分渗透扩散性能可在包装内建立稳定的气体环境及合适的湿度环境,以调控百香果营养物质消耗和抑制水分流失。壳聚糖具有天然的抑菌和成膜特性,联合其他天然活性物质制备而成的壳聚糖活性涂膜(CH)在百香果抑菌保鲜方面具有巨大的潜力。基于此,本课题创建了一种基于微孔包装和壳聚糖活性涂膜(MP-CH)的双重气调微环境,将其应用于百香果的室温贮藏保鲜并评价其效果;具体结果如下:1、研究室温贮藏期间对照(CK)、壳聚糖活性涂膜(CH)、无孔包装(NP)、微孔包装(MP)和微孔包装结合壳聚糖活性涂膜(MP-CH)组百香果生理生化品质的变化。无孔和微孔包装处理均可有效维持环境湿度从而抑制百香果严重失水,其中微孔包装通过调节气体浓度有效抑制百香果无氧呼吸和高二氧化碳伤害。但包装处理同时导致微生物快速繁殖,通过壳聚糖活性涂膜的加入可有效抑制微生物的生长,两者结合使百香果在失水和微生物生长问题上建立平衡。结果显示,与对照组相比,CH、NP、MP和MP-CH处理均可有效抑制百香果皱缩、失重率升高、pH上升和硬度下降。CH处理可调节百香果的呼吸速率,基于MP和CH形成的双重气调微环境则进一步抑制百香果呼吸速率的上升。此外,MP-CH处理在延缓百香果TSS、Vc和TPC含量下降方面具有最佳的效果,在贮藏末期MP-CH组百香果的TSS、Vc和TPC含量分别为对照组的1.23、2.25和1.92倍,百香果货架期从常温3天有效延长至12天。2、通过测定活性氧含量、抗氧化酶活性、细胞膜脂过氧化产物含量、细胞壁构成物质含量和细胞壁降解酶活性的变化来研究不同处理对百香果活性氧和细胞壁代谢的影响。结果显示,对照组百香果活性氧代谢失调,活性氧和过氧化产物含量持续升高,受到严重的氧化损伤;细胞壁构成物质也不断降解导致百香果细胞壁正常结构被破坏。MP-CH处理则通过提高SOD、CAT和POD活性来延缓O2-·产生速率、H2O2和MDA含量的上升,从而增强百香果的抗氧化能力。此外,MP-CH处理还通过降低百香果PME、PG和CEL的活性来抑制原果胶、纤维素、半纤维素的降解以及可溶性果胶的增加,从而维持百香果细胞壁结构的稳定。3、对贮藏第0天的新鲜百香果(F)、贮藏12天后的对照组(CK)和MPCH组百香果的差异蛋白进行鉴定,得到5201个可信蛋白。从中筛选出730个差异蛋白,其中MP-CH/CK组一共有359个差异蛋白(上调蛋白179个,下调蛋白180个)。以MP-CH/CK组差异蛋白为研究对象,GO分析结果显示,差异蛋白主要参代谢、生物调节和应激反应过程。其中,上调蛋白参与了细胞过程、小分子代谢、L-抗坏血酸生物合成工艺、含花青素化合物的生物合成工艺、天冬氨酸家族氨基酸生物合成过程和蛋白质稳定性的调节等过程;也与氧化还原酶活性、结构分子活性和连接酶活性有关。下调蛋白参与草酰乙酸代谢、碳水化合物代谢、有机物分解代谢、细胞脂质代谢、果胶分解代谢和半乳糖醛酸代谢等过程,与水解酶活性和果胶酯酶活性有关。KEGG分析结果显示,关键蛋白参与苯丙烷生物合成、内质网中的蛋白质加工、淀粉和蔗糖代谢、氰基氨基酸代谢以及戊糖和葡萄糖醛酸相互转化等代谢通路。同时,MP-CH处理通过提高DHAR、NADH脱氢酶、POD、L-半乳糖脱氢酶和GST等蛋白的表达量,进而增强百香果抗氧化能力;分子伴侣HtpG表达量的增加,提高了百香果的应激保护能力,从而增强抗逆性。此外,MP-CH处理降低了β-Glu、PME、PG和葡聚糖内切1,3-β-葡萄糖苷酶等蛋白的表达量,有助于延缓果胶、纤维素和半纤维素等物质的降解,从而维持百香果细胞壁结构的稳定。
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