納他霉素結合ε-聚賴氨酸對火龍果貯藏品質(zhì)的影響

黎曉媚何雪梅李靜戴濤濤王艷華李麗孫健*杜麗清

納他霉素結合ε-聚賴氨酸對火龍果貯藏品質(zhì)的影響

黎曉媚1，何雪梅2，3，李靜1，戴濤濤3，4，王艷華1，李麗2，3，孫健3，4*，杜麗清5

（1.桂林理工大學 化學與生物工程學院，廣西 桂林，541006；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，南寧 530007；3.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，南寧 530007；4.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院，南寧 530007；5.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶果樹生物學重點實驗室/中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所，廣東 湛江 524091）

探究納他霉素與ε-聚賴氨酸復配對火龍果貯藏品質(zhì)的協(xié)同作用，為火龍果保鮮技術提供參考。以紅肉火龍果為材料，采用3個復配濃度（納他霉素與ε-聚賴氨酸的復配比例為1∶1，質(zhì)量濃度分別為400、800、1 200 mg/L，分別記作處理1、處理2、處理3）處理火龍果，于溫度(25±2)℃、相對濕度(75±5)%下貯藏，對火龍果的感官指標、內(nèi)容物和抗氧化酶活性的變化進行分析。貯藏0～12 d，與對照組相比，3個處理組的質(zhì)量損失率明顯降低，降低幅度為45.50%～57.06%（＜0.05）；腐爛率明顯降低，降低幅度為16.31%～38.30%；硬度和*的降低幅度分別為8.88%～21.02%、4.25%～6.24%；可溶性固形物（TSS）含量和呼吸強度的降低幅度分別為3.13%～11.79%、2.41%～46.76%。在貯藏10 d期間，丙二醛（MDA）含量顯著降低（19.47%～33.98%）；超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性分別顯著增加了1.09%～27.59%、1.11%～32.77%。在貯藏8 d內(nèi)，過氧化氫酶（CAT）活性增加了11.52%～36.19%；在貯藏12 d時，抗壞血酸過氧化氫酶（APX）活性顯著提高了1.73%～23.98%。3種處理均可延緩火龍果質(zhì)量損失率和腐爛率的上升，減緩果皮*和硬度的下降速度，降低呼吸強度和MDA含量，提高SOD、CAT、POD、APX活性。其中，處理1（即400 mg/L ε-PL+400 mg/L Natamycin）更好地維持了火龍果的商業(yè)品質(zhì)。

火龍果；納他霉素；ε-聚賴氨酸；貯藏品質(zhì)；酶活性

火龍果是仙人掌科植物，原產(chǎn)于中美洲的熱帶雨林及沙漠地區(qū)[1]。火龍果營養(yǎng)豐富，功能獨特，果形誘人，深受消費者喜愛[2]。作為我國新興發(fā)展的水果產(chǎn)業(yè)，2019年火龍果種植面積約4萬公頃，年產(chǎn)值約為150億元[3]，廣西的火龍果種植面積和產(chǎn)量均為全國第1名[4]?；瘕埞暮粑饔脧?、水分高，其鱗片易失水皺縮、萎蔫，腐爛速度較快，從而縮短了其貯藏時間，每年火龍果的損失率為20%～25%[5]，嚴重影響了火龍果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了延長火龍果的貨架期，增加火龍果產(chǎn)業(yè)的收益，亟須安全、高效、經(jīng)濟的火龍果保鮮技術。

火龍果保鮮技術主要采用低溫貯藏和化學防腐技術[6]。低溫貯藏保鮮技術和化學防腐保鮮技術能抑制火龍果采后病害，但存在成本昂貴、化學殘留等缺點[7]?；瘕埞目估淠芰^弱，過低的溫度會導致其出現(xiàn)冷害現(xiàn)象，在冬季低溫保鮮的優(yōu)勢不突出[8]。化學防腐保鮮劑有多菌靈、二氧化氯等，它們存在殘留量高、易產(chǎn)生抗藥性、對人體健康有風險等缺點[9]。

納他霉素（Natamycin）和ε-聚賴氨酸（ε-polylysine， εPL）在國際上獲得了食品使用許可[10]。Natamycin屬于多烯類抗菌素，具有安全性高、劑量低且抗菌能力強等特點，已應用于蘋果[11]、櫻桃[12]的貯藏保鮮。εPL是ε位點聚合多肽的聚合物，有25～30個賴氨酸[13]。εPL的抑菌范圍較廣、水溶性較好和穩(wěn)定性較好，在贛南臍橙[14]、雞毛菜[15]保鮮上有相關研究報道。

目前，Natamycin結合εPL對火龍果的生物保鮮研究鮮見報道。Natamycin抑制霉菌的質(zhì)量濃度為0.5～6 μg/mL，抑制酵母菌的質(zhì)量濃度為1～5 μg/mL，抑制桃吉爾菌的質(zhì)量濃度為1～10 μg/mL[16]。為了抑制病原菌或霉菌的生長，擴大抑菌范圍，將Natamycin與抗菌劑結合使用成為研究熱點，Natamycin與殼聚糖、1-甲基環(huán)丙烯聯(lián)用較常見[17]。文中實驗以‘紅寶龍’火龍果為研究對象，采用εPL+ Natamycin復配處理火龍果，分析火龍果品質(zhì)的變化規(guī)律，探索復配保鮮對火龍果貯藏品質(zhì)的協(xié)同作用，為火龍果貯藏的生物保鮮提供參考。

1 實驗

1.1 材料

‘紅寶龍’火龍果采摘于廣西隆安縣火龍果種植基地，在采摘后3 h內(nèi)運回實驗室，在(10±1)℃下預冷24 h，以去除田間熱。挑選成熟度均一、無斑點的果實進行處理。

主要試劑：εPL、Natamycin，≥95%，上海源葉生物有限公司；SOD試劑盒、POD試劑盒、PPO試劑盒、CAT試劑盒，北京索萊寶科技有限公司。

主要儀器設備：CT3質(zhì)構儀，上海人和科學儀器有限公司；CM-3600A分光測色計，柯尼卡美達（中國）投資有限公司；Sigma 3-18KS高速冷凍離心機，北京博勱行儀器有限公司；H1650R離心機，長沙高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)湘儀離心機儀器有限公司；UV-6100紫外/可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；UV-1800紫外可見分光光度計，上海美析儀器有限公司；YP臺式電子秤，上海佑科儀器儀表有限公司；日本Atago愛拓 PAL-1/2/3 便攜式水果測糖儀；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州普天儀器制造有限公司。

1.2 方法

將火龍果隨機分為4組，每組33個果實。對照組：在蒸餾水中浸泡。處理1：400 mg/L εPL+400 mg/L Natamycin；處理2：800 mg/L εPL+800 mg/L Natamycin；處理3：1 200 mg/L εPL+1 200 mg/L Natamycin。每組浸泡5 min，充分晾干，于溫度(25±1)℃、相對濕度(75±5)%下貯藏。每2 d取樣，用液氮冷凍樣品，在?80 ℃超低溫保存箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

質(zhì)量損失率和腐爛率均參照巴良杰等的方法[18]，用差量法計算果實的質(zhì)量損失率，分級判斷火龍果的腐爛率。硬度參考劉瑞玲等[19]的方法，用CT3質(zhì)構儀測試，探頭直徑為6 mm（TA41探頭），在火龍果無鱗片的赤道處進行穿刺。采用分光測色計測量果皮的*，*為亮度，*越大表明果實越鮮艷。采用便攜式水果測糖儀測量可溶性固形物（TSS）含量。

呼吸強度、丙二醛（MDA）含量和抗壞血酸過氧化氫酶（APX）活性的測定參照曹建康等[20]的方法。在干燥器中靜置0.5 h后滴定，以測量呼吸強度。在450、532、600 nm處測定吸光值，表示MDA含量。在290 nm處測量吸光度，表示APX活性。

參照試劑盒說明書，分別于560、240、470、410 nm處測量吸光值，表示超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和過氧化氫酶（CAT）的活性。

1.3 統(tǒng)計分析

實驗均重復3次。數(shù)據(jù)用Excel 2010統(tǒng)計，結果用平均值±標準差表示。采用SPSS 25.0的Ducan檢驗差異性（＜0.05為差異性顯著，＞0.05為差異性不顯著）。采用Origin 2021繪圖。

2 結果與分析

2.1 復配保鮮劑對火龍果質(zhì)量損失率、腐爛率、果皮L*和硬度的影響

如圖1a所示，火龍果的質(zhì)量損失率呈現(xiàn)上升趨勢。在貯藏0～12 d，對照組的質(zhì)量損失率從0增至14.44%，且增長速度較快；與對照組相比，3個處理組果實的質(zhì)量損失率分別降低了57.06%、55.40%、45.50%（＜0.05，下同）。其中，處理1組果實的質(zhì)量損失率最低。3種處理方法不同程度地抑制了火龍果質(zhì)量損失率的增加，減緩了火龍果質(zhì)量損失的速度，保持了火龍果的商品價值。

圖1 復配保鮮劑對火龍果質(zhì)量損失率、腐爛率、果皮L*、硬度的影響

注：同一貯藏時間圖柱上小寫字母表示差異顯著（＜0.05），下同。

如圖1b所示，火龍果的腐爛率總體呈上升趨勢。在貯藏12 d時，對照組、處理1組、處理2和處理3組果實的腐爛率分別為100%、84.29%、64.29%、62.14%。3種處理方法均能顯著降低果實的腐爛率，幅度約為16%～38%。3種處理均降低了火龍果的腐爛率，較好地保持了火龍果的商品價值。

如圖1c所示，果皮*的變化呈逐漸下降趨勢。在貯藏2 d時，處理1組果實的*出現(xiàn)最高峰，與對照組存在顯著差異。在貯藏4～8 d，各組果實表皮出現(xiàn)皺縮、顏色光澤暗淡等現(xiàn)象，*的下降率平均在1.92%，且各組的*差異不大（＞0.05，下同）。在貯藏0～12 d，對照組與3個處理組果實的果皮*的降幅分別為7.77%、6.24%、7.60%、4.25%，對照組*的下降率較高，處理3組*的下降率較低。

如圖1d所示，火龍果的硬度在貯藏期內(nèi)呈現(xiàn)下降趨勢。在貯藏0～8 d，對照組火龍果硬度的下降速度較快，3個處理組硬度的下降速度較緩慢。在貯藏8 d時，對照組和3個處理組果實硬度的降幅分別為17.69%、11.81%、14.91%、18.78%，處理1組和處理2組的硬度略比對照組的硬度高，但差異不明顯。

2.2 復配保鮮劑對火龍果TSS含量和呼吸強度的影響

TSS含量是表征果蔬采收時間和耐貯藏性的重要指標[21]。如圖2a所示，火龍果的TSS含量呈現(xiàn)緩慢上升后下降的規(guī)律。在貯藏2 d時，3個處理組果實的TSS含量均高于對照組。在貯藏4～12 d，對照組和3個處理組果實的TSS含量的下降率分別為4.06%、3.13%、6.47%、11.79%，處理3組TSS含量的下降率較高。在貯藏12 d時，處理1組果實的TSS含量與對照組的差異性不大。處理1組對TSS含量的維持效果較好，果實之間的呼吸代謝差異較大。

如圖2b所示，火龍果的呼吸強度呈先上升再下降再上升后下降的趨勢。3個處理組果實的呼吸強度均在貯藏2 d時達到最高峰，處理2組和處理3組果實的呼吸強度較高，這可能是因果實之間的呼吸代謝差異較大。在貯藏2～6 d時，對照組果實的呼吸強度的變化量為45.99%，但在6～8 d時迅速上升，其變化量為78.84%。在貯藏8～12 d時，對照組、處理1組、處理2組和處理3組果實的呼吸強度的變化率分別為88.44%、16.48%、18.97%、45.17%，對照組的呼吸強度與3個處理組之間存在明顯差異。在貯藏12 d時，對照組的呼吸強度顯著低于3個復配保鮮組，這可能是火龍果在衰老腐爛過程中呼吸代謝減慢所致。

2.3 復配保鮮劑對火龍果中MDA含量的影響

MDA是果蔬膜脂氧化的產(chǎn)物之一，將MDA作為脂質(zhì)過氧化指標[22]，反映細胞膜脂過氧化的程度。如圖3所示，火龍果的MDA含量整體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在貯藏10 d時，與對照組相比，3個處理組果實的MDA含量顯著降低了19.48%～ 33.98%，處理1組的MDA含量在10 d和12 d分別顯著下降了40.06%、19.48%，且在12 d時顯著低于其他處理組。

2.4 復配保鮮劑對火龍果酶活性的影響

SOD廣泛存在于動植物及微生物體內(nèi)，是氧自由基的專一清除劑[23]。如圖4a所示，對照組果實的SOD活性在貯藏4 d時略有下降，此后緩慢上升，在8～10 d期間達到最大值。在貯藏10 d時，SOD值從高到低依次是處理2組、處理1組、處理3組、對照組，3個處理組果實的SOD活性均高于對照組。3種復配濃度均可有效保持SOD活性，其中處理1組果實的SOD活性較穩(wěn)定。

圖3 復配保鮮劑對火龍果MDA含量的影響

CAT是植物體內(nèi)活性氧的抗氧化酶之一，CAT活性的變化反映了植物的抗性[24]。如圖4b所示，CAT活性整體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在貯藏0～6 d，各組的CAT活性處于上升階段；在6～12 d，各組的CAT活性處于下降階段。處理3組、對照組和處理1組分別在2、4、6 d達到峰值，分別為33.33、17.18、34.92 U/g。在貯藏2～8 d，3個處理組果實的CAT活性明顯高于對照組的CAT活性。說明復配保鮮劑能夠提高CAT活性，在一定程度上減緩了自由基的積累，延緩了火龍果的衰老進程。

POD在植物組織內(nèi)能消除細胞內(nèi)的氧自由基，起到延緩衰老的作用[25]。如圖4c所示，火龍果的POD活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。在貯藏0～4 d，各處理組果實的POD活性呈上升趨勢。在貯藏0～10 d期間，對照組和3個處理組果實POD活性的下降率分別為37.04%、6.36%、31.48%、36.34%，處理1組果實的POD活性下降幅度較緩慢。處理1在一定程度上維持了火龍果的POD活性。

PPO能催化酚類物質(zhì)產(chǎn)生褐變，即褐變程度與PPO活性和含量存在密切關系[26]。如圖4d所示，火龍果的PPO活性呈先下降再上升后下降的趨勢。在貯藏2～8 d期間，果實的PPO活性呈現(xiàn)上升的趨勢。在貯藏10～12 d期間，果實的PPO活性呈現(xiàn)下降趨勢。在貯藏10 d時，火龍果的PPO值從高到低依次是處理1、處理2、對照、處理3，從PPO活性來看，3個處理對火龍果果肉的抗褐變作用均不大。

APX可以清除活性氧和減少自由基的積累，起到保護植物正常生長的作用[27]。如圖4e所示，果實的APX活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。對照組和處理組的AXP活性在貯藏4 d時出現(xiàn)最大值，組間差異性不大。在貯藏12 d時，與對照組相比，3個處理組果實的APX活性顯著增加了1.74%～23.98%，且處理1和處理2維持火龍果APX活性的效果更好。

圖4 復配保鮮劑對火龍果SOD、CAT、POD、PPO和APX活性的影響

3 討論

隨著貯藏時間的延長，火龍果的表皮逐漸暗淡、鱗片皺縮黃化、果實變軟。此次實驗結果表明，3種處理均延緩了火龍果質(zhì)量損失率的上升，推遲了果實的衰老腐爛進程，說明復配保鮮劑對火龍果水分流失和果實腐爛具有抑制作用，與巴良杰等[3]的研究結果基本一致。果皮*持續(xù)下降，各組之間*的差異性不大，與朱緣君[28]研究的*變化結果一致，這可能是因火龍果在衰老期間果皮顏色的差異不明顯。處理1組果實的TSS含量基本與對照組持平，這可能是因火龍果在腐敗后TSS含量變化不大。3個處理組的呼吸強度在貯藏2 d時出現(xiàn)高峰，這與文獻[3]的呼吸強度結果存在差異，但在貯藏后期，處理1和處理2對火龍果呼吸強度具有一定抑制作用。隨著果實的腐敗，MDA含量逐漸增加，處理1和處理2減少了火龍果MDA含量的積累，這與巴良杰等[21]的研究結果一致，均抑制了MDA含量的上升。

果實體內(nèi)自由基產(chǎn)生和清除的能力被破壞，這加速了果實在貯藏期間的衰老速度，SOD、POD、CAT等抗氧化酶對果蔬體內(nèi)自由基進行清除，減緩了果蔬的衰老[29]。此次實驗的貯藏后期，3個處理組的SOD活性維持在較高水平，這與杜冬冬等[30]的研究結果一致。處理1推遲了CAT活性高峰的出現(xiàn)，這與劉娟[31]的研究結果一致。POD活性越高，對應的MDA含量越低，處理1組和處理2組果實的POD活性與MDA含量的變化相對應，本實驗中POD活性的變化與外源水楊酸提高樟子松的POD等抗氧化酶活性的變化一致，均有效降低了MDA含量的積累[32]；3種復配處理方法均延緩了POD活性峰值的出現(xiàn)，減輕了氧自由基對火龍果的危害。對照組果實的PPO活性低于3個處理組，在貯藏末期處理3組果實的PPO活性略低于對照組，這可能因復配保鮮劑與氯化鈣、乙二胺四乙酸等抑制劑的作用一致，對PPO的抑制效果較小，導致PPO活性較高[33]。高活性APX減輕了氧化物對火龍果細胞膜的損害，對照組和3個處理組火龍果的APX活性均在貯藏4 d時出現(xiàn)峰值，在貯藏后期處理1組和處理2組果實的APX活性仍維持在較高水平。

4 結語

-PL+ Natamycin復配保鮮突破了Natamycin或ε-PL的單一抑菌局限。此次實驗對比了3種復配濃度對火龍果的保鮮效果，結果表明，ε-PL和Natamycin對火龍果品質(zhì)的保持具有一定的協(xié)同作用，減少了火龍果的質(zhì)量損失和MDA積累，減緩了色度*的下降、火龍果軟化的速度，提高了抗氧化酶活性，較好地維持了火龍果的貯藏品質(zhì)。其中處理1的綜合保鮮效果較好，更適宜于火龍果保鮮。-PL+ Natamycin對火龍果的協(xié)同作用還需通過能量代謝或者分子生物學實驗進行深度探索。

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Effects of Natamycin Combined with-polylysine on Storage Quality of Pitaya

LI Xiao-mei1,HE Xue-mei2,3, LI Jing1,DAI Tao-tao3,4,WANG Yan-hua1, LI Li2,3,SUN Jian3,4*,DU Li-qing5

(1. College of Chemistry and Bioengineering, Guilin University of Technology, Guangxi Guilin 541006, China; 2. Agro-Food Science and Technology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China; 3. Guangxi Key Laboratory of Fruits and Vegetables Storage-processing Technology, Nanning 530007, China; 4. Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China; 5. Key Laboratory of Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture & Rural Affairs/South Subtropical Crops Research Institute of Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Guangdong Zhanjiang 524091, China)

The work aims to explore the synergistic effect of natamycin and-polylysine on the storage quality of pitaya to provide reference for the preservation technology of pitaya. The red-fleshed pitaya was used as the material, and the pitaya was treated with three compound concentrations (the ratio of natamycin to ε-polylysine was 1∶1 and the concentrations were 400, 800 and 1 200 mg/L, respectively, which were recorded as treatment 1, treatment 2 and treatment 3, respectively), and stored at (25±2) ℃ and (75±5%) RH. The changes of sensory indexes, contents and antioxidant enzyme activities of pitaya were analyzed. The results showed that compared with the control group, the mass loss rate of the three treatment groups was significantly reduced by 45.50%-57.06% (<0.05), and the decay rate was significantly reduced by 16.31%-38.30%. The hardness and*value of pitaya was decreased by 8.88%-21.02% and 4.25%-6.24%, respectively. The total soluble solids (TSS) content and respiratory intensity of pitaya were decreased by 3.13%-11.79% and 2.41%-46.76%, respectively. During storage of 10 d, the content of malondialdehyde (MDA) was decreased significantly by 19.47%-33.98%. The activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) were significantly increased by 1.09%-27.59% and 1.11%-32.77%, respectively. The activity of catalase (CAT) increased by 11.52%-36.19% within 8 d of storage. The activity of ascorbate catalase (APX) was significantly increased by 1.73%-23.98% at 12 d of storage. Comprehensive analysis shows that the three treatment groups can delay the increase of weight loss rate and decay rate of pitaya, slow down the decrease of peel*value and hardness, reduce respiratory intensity and MDA content, and increase SOD, CAT, POD and APX activities. Among them, treatment 1 (400 mg/L ε-PL+400 mg/L natamycin) can better maintain the commercial quality of pitaya.

pitaya; natamycin;-polylysine; storage quality; enzyme activity

S59

A

1001-3563(2023)17-0033-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.005

2023-02-07

國家自然科學基金（31860579）；廣西自然科學基金創(chuàng)新團隊項目（2021GXNSFGA196001）；廣西農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務費項目（2021YT116）

責任編輯：彭颋