中国热科院在呼吸跃变型水果采后常温保鲜方面取得重要进展

中国热科院生物所在呼吸跃变型水果采后常温保鲜、延长货架期研究方面取得重要进展。该研究以蛋白质、多糖、多酚和天然交联剂等食品级原料为主，通过相变和交联反应在水果表面形成双网络凝胶（double network hydrogen, DN）涂层，该DN涂层材料具有均匀致密的网络结构、较高的抗氧化性和抑菌效果，能有效降低果实呼吸和乙烯释放速率，延缓果实后熟、老化和变质，在食品常温保鲜领域具有重要的应用潜力和参考价值。
 
　　牛油果（Persea americana）是一种热带贵族水果，以其独特的味道和丰富的营养而闻名。它含有与坚果相似的各种不饱和脂肪酸，以及植物甾醇、生育酚和其他活性化合物，具有“高能低糖”的特点。牛油果是一种典型的呼吸跃变型水果，收获后呼吸和代谢旺盛。它们在常温条件下保质期只有5~7天，通常采用低温贮藏限制化学和酶促反应来延长果实保质期。然而，当牛油果长时间暴露在低温条件下时会发生“冷害”。据报道，在7±2℃冷藏条件下，75%的牛油果会出现灰色果肉现象。因此，探索室温保鲜方法至关重要，需为减少牛油果过度浪费和降低经济损失提供可行的解决方案。
 
　　本研究在研究团队前期构建功能性双网络水凝胶递送体系的基础之上，重塑蛋白纤维化结构形成淀粉样纤维（amyloid fiber, AF），利用天然多酚EGCG驱动AF自组装形成第一个刚性网络，天然阳离子多糖壳聚糖（chitosan, CS）作为第二个柔性网络，两个网络在天然交联剂京尼平的作用下渗透、缔合、交联形成双网络水凝胶（double network hydrogen, DN））。这两种生物聚合物网络按特定比例进行优化，形成均匀的微观结构，通过液-固相变将其应用于牛油果表面，以提高其室温下的储存性。结果表明，DN涂层具有较低的水蒸气透过率（389.65±3.62 gm-2d-1），可完全阻挡紫外线（0%透过率）。此外，与CS相比，其自由基清除能力（106.97% ~ 116.20%）显著提高。对金黄色葡萄球菌（51.00%）、大肠杆菌（62.12%）、李斯特菌（30.60%）、铜绿假单胞菌（66.24%）等病原菌均有较强的抗菌效果。涂有DN的牛油果常温保质期延长至12 天，与对照组相比，果实的颜色、硬度、失重和可溶性固形物含量保持稳定。此外，DN涂层抑制果实呼吸，减少乙烯释放，提高体内抗氧化酶（SOD和POD）活性来控制和预防氧化，防止果实快速成熟并延缓果实变质。
 
　　DN涂层并不是食品级原料的简单共混或复合，其双层网络形成的均匀致密的结构优势使其发挥了屏障作用，并保持功能活性成分的持续缓慢的释放，具有安全、简单、高效的特点，是一种很有前途的食品保鲜策略，在食品工业的实际应用中具有很大的潜力。
 
　　相关研究成果以“Double network hydrogel coating improved avocado freshness preservation: Preparation, testing and mechanism”为题发表于《Food Hydrocolloids》。中国热科院生物所郑丽丽副研究员、海南大学联合培养硕士研究生田子昂为共同第一作者，加工所盛占武研究员为该论文通讯作者。该研究得到海南省自然科学基金创新研究团队项目、海南省科技人才创新项目等项目的资助。
 
　　论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X25000451



日期：2025-02-16