纳他霉素结合ε-聚赖氨酸对火龙果贮藏品质的影响

黎晓媚何雪梅李静戴涛涛王艳华李丽孙健*杜丽清

纳他霉素结合ε-聚赖氨酸对火龙果贮藏品质的影响

黎晓媚1，何雪梅2，3，李静1，戴涛涛3，4，王艳华1，李丽2，3，孙健3，4*，杜丽清5

（1.桂林理工大学 化学与生物工程学院，广西 桂林，541006；2.广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所，南宁 530007；3.广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，南宁 530007；4.广西壮族自治区农业科学院，南宁 530007；5.农业农村部热带果树生物学重点实验室/中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东 湛江 524091）

探究纳他霉素与ε-聚赖氨酸复配对火龙果贮藏品质的协同作用，为火龙果保鲜技术提供参考。以红肉火龙果为材料，采用3个复配浓度（纳他霉素与ε-聚赖氨酸的复配比例为1∶1，质量浓度分别为400、800、1 200 mg/L，分别记作处理1、处理2、处理3）处理火龙果，于温度(25±2)℃、相对湿度(75±5)%下贮藏，对火龙果的感官指标、内容物和抗氧化酶活性的变化进行分析。贮藏0～12 d，与对照组相比，3个处理组的质量损失率明显降低，降低幅度为45.50%～57.06%（＜0.05）；腐烂率明显降低，降低幅度为16.31%～38.30%；硬度和*的降低幅度分别为8.88%～21.02%、4.25%～6.24%；可溶性固形物（TSS）含量和呼吸强度的降低幅度分别为3.13%～11.79%、2.41%～46.76%。在贮藏10 d期间，丙二醛（MDA）含量显著降低（19.47%～33.98%）；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性分别显著增加了1.09%～27.59%、1.11%～32.77%。在贮藏8 d内，过氧化氢酶（CAT）活性增加了11.52%～36.19%；在贮藏12 d时，抗坏血酸过氧化氢酶（APX）活性显著提高了1.73%～23.98%。3种处理均可延缓火龙果质量损失率和腐烂率的上升，减缓果皮*和硬度的下降速度，降低呼吸强度和MDA含量，提高SOD、CAT、POD、APX活性。其中，处理1（即400 mg/L ε-PL+400 mg/L Natamycin）更好地维持了火龙果的商业品质。

火龙果；纳他霉素；ε-聚赖氨酸；贮藏品质；酶活性

火龙果是仙人掌科植物，原产于中美洲的热带雨林及沙漠地区[1]。火龙果营养丰富，功能独特，果形诱人，深受消费者喜爱[2]。作为我国新兴发展的水果产业，2019年火龙果种植面积约4万公顷，年产值约为150亿元[3]，广西的火龙果种植面积和产量均为全国第1名[4]。火龙果的呼吸作用强、水分高，其鳞片易失水皱缩、萎蔫，腐烂速度较快，从而缩短了其贮藏时间，每年火龙果的损失率为20%～25%[5]，严重影响了火龙果产业的发展。为了延长火龙果的货架期，增加火龙果产业的收益，亟须安全、高效、经济的火龙果保鲜技术。

火龙果保鲜技术主要采用低温贮藏和化学防腐技术[6]。低温贮藏保鲜技术和化学防腐保鲜技术能抑制火龙果采后病害，但存在成本昂贵、化学残留等缺点[7]。火龙果的抗冷能力较弱，过低的温度会导致其出现冷害现象，在冬季低温保鲜的优势不突出[8]。化学防腐保鲜剂有多菌灵、二氧化氯等，它们存在残留量高、易产生抗药性、对人体健康有风险等缺点[9]。

纳他霉素（Natamycin）和ε-聚赖氨酸（ε-polylysine， εPL）在国际上获得了食品使用许可[10]。Natamycin属于多烯类抗菌素，具有安全性高、剂量低且抗菌能力强等特点，已应用于苹果[11]、樱桃[12]的贮藏保鲜。εPL是ε位点聚合多肽的聚合物，有25～30个赖氨酸[13]。εPL的抑菌范围较广、水溶性较好和稳定性较好，在赣南脐橙[14]、鸡毛菜[15]保鲜上有相关研究报道。

目前，Natamycin结合εPL对火龙果的生物保鲜研究鲜见报道。Natamycin抑制霉菌的质量浓度为0.5～6 μg/mL，抑制酵母菌的质量浓度为1～5 μg/mL，抑制桃吉尔菌的质量浓度为1～10 μg/mL[16]。为了抑制病原菌或霉菌的生长，扩大抑菌范围，将Natamycin与抗菌剂结合使用成为研究热点，Natamycin与壳聚糖、1-甲基环丙烯联用较常见[17]。文中实验以‘红宝龙’火龙果为研究对象，采用εPL+ Natamycin复配处理火龙果，分析火龙果品质的变化规律，探索复配保鲜对火龙果贮藏品质的协同作用，为火龙果贮藏的生物保鲜提供参考。

1 实验

1.1 材料

‘红宝龙’火龙果采摘于广西隆安县火龙果种植基地，在采摘后3 h内运回实验室，在(10±1)℃下预冷24 h，以去除田间热。挑选成熟度均一、无斑点的果实进行处理。

主要试剂：εPL、Natamycin，≥95%，上海源叶生物有限公司；SOD试剂盒、POD试剂盒、PPO试剂盒、CAT试剂盒，北京索莱宝科技有限公司。

主要仪器设备：CT3质构仪，上海人和科学仪器有限公司；CM-3600A分光测色计，柯尼卡美达（中国）投资有限公司；Sigma 3-18KS高速冷冻离心机，北京博劢行仪器有限公司；H1650R离心机，长沙高新技术产业开发区湘仪离心机仪器有限公司；UV-6100紫外/可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；UV-1800紫外可见分光光度计，上海美析仪器有限公司；YP台式电子秤，上海佑科仪器仪表有限公司；日本Atago爱拓 PAL-1/2/3 便携式水果测糖仪；HH-2数显恒温水浴锅，常州普天仪器制造有限公司。

1.2 方法

将火龙果随机分为4组，每组33个果实。对照组：在蒸馏水中浸泡。处理1：400 mg/L εPL+400 mg/L Natamycin；处理2：800 mg/L εPL+800 mg/L Natamycin；处理3：1 200 mg/L εPL+1 200 mg/L Natamycin。每组浸泡5 min，充分晾干，于温度(25±1)℃、相对湿度(75±5)%下贮藏。每2 d取样，用液氮冷冻样品，在−80 ℃超低温保存箱中保存备用。

质量损失率和腐烂率均参照巴良杰等的方法[18]，用差量法计算果实的质量损失率，分级判断火龙果的腐烂率。硬度参考刘瑞玲等[19]的方法，用CT3质构仪测试，探头直径为6 mm（TA41探头），在火龙果无鳞片的赤道处进行穿刺。采用分光测色计测量果皮的*，*为亮度，*越大表明果实越鲜艳。采用便携式水果测糖仪测量可溶性固形物（TSS）含量。

呼吸强度、丙二醛（MDA）含量和抗坏血酸过氧化氢酶（APX）活性的测定参照曹建康等[20]的方法。在干燥器中静置0.5 h后滴定，以测量呼吸强度。在450、532、600 nm处测定吸光值，表示MDA含量。在290 nm处测量吸光度，表示APX活性。

参照试剂盒说明书，分别于560、240、470、410 nm处测量吸光值，表示超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化氢酶（CAT）的活性。

1.3 统计分析

实验均重复3次。数据用Excel 2010统计，结果用平均值±标准差表示。采用SPSS 25.0的Ducan检验差异性（＜0.05为差异性显著，＞0.05为差异性不显著）。采用Origin 2021绘图。

2 结果与分析

2.1 复配保鲜剂对火龙果质量损失率、腐烂率、果皮L*和硬度的影响

如图1a所示，火龙果的质量损失率呈现上升趋势。在贮藏0～12 d，对照组的质量损失率从0增至14.44%，且增长速度较快；与对照组相比，3个处理组果实的质量损失率分别降低了57.06%、55.40%、45.50%（＜0.05，下同）。其中，处理1组果实的质量损失率最低。3种处理方法不同程度地抑制了火龙果质量损失率的增加，减缓了火龙果质量损失的速度，保持了火龙果的商品价值。

图1 复配保鲜剂对火龙果质量损失率、腐烂率、果皮L*、硬度的影响

注：同一贮藏时间图柱上小写字母表示差异显著（＜0.05），下同。

如图1b所示，火龙果的腐烂率总体呈上升趋势。在贮藏12 d时，对照组、处理1组、处理2和处理3组果实的腐烂率分别为100%、84.29%、64.29%、62.14%。3种处理方法均能显著降低果实的腐烂率，幅度约为16%～38%。3种处理均降低了火龙果的腐烂率，较好地保持了火龙果的商品价值。

如图1c所示，果皮*的变化呈逐渐下降趋势。在贮藏2 d时，处理1组果实的*出现最高峰，与对照组存在显著差异。在贮藏4～8 d，各组果实表皮出现皱缩、颜色光泽暗淡等现象，*的下降率平均在1.92%，且各组的*差异不大（＞0.05，下同）。在贮藏0～12 d，对照组与3个处理组果实的果皮*的降幅分别为7.77%、6.24%、7.60%、4.25%，对照组*的下降率较高，处理3组*的下降率较低。

如图1d所示，火龙果的硬度在贮藏期内呈现下降趋势。在贮藏0～8 d，对照组火龙果硬度的下降速度较快，3个处理组硬度的下降速度较缓慢。在贮藏8 d时，对照组和3个处理组果实硬度的降幅分别为17.69%、11.81%、14.91%、18.78%，处理1组和处理2组的硬度略比对照组的硬度高，但差异不明显。

2.2 复配保鲜剂对火龙果TSS含量和呼吸强度的影响

TSS含量是表征果蔬采收时间和耐贮藏性的重要指标[21]。如图2a所示，火龙果的TSS含量呈现缓慢上升后下降的规律。在贮藏2 d时，3个处理组果实的TSS含量均高于对照组。在贮藏4～12 d，对照组和3个处理组果实的TSS含量的下降率分别为4.06%、3.13%、6.47%、11.79%，处理3组TSS含量的下降率较高。在贮藏12 d时，处理1组果实的TSS含量与对照组的差异性不大。处理1组对TSS含量的维持效果较好，果实之间的呼吸代谢差异较大。

如图2b所示，火龙果的呼吸强度呈先上升再下降再上升后下降的趋势。3个处理组果实的呼吸强度均在贮藏2 d时达到最高峰，处理2组和处理3组果实的呼吸强度较高，这可能是因果实之间的呼吸代谢差异较大。在贮藏2～6 d时，对照组果实的呼吸强度的变化量为45.99%，但在6～8 d时迅速上升，其变化量为78.84%。在贮藏8～12 d时，对照组、处理1组、处理2组和处理3组果实的呼吸强度的变化率分别为88.44%、16.48%、18.97%、45.17%，对照组的呼吸强度与3个处理组之间存在明显差异。在贮藏12 d时，对照组的呼吸强度显著低于3个复配保鲜组，这可能是火龙果在衰老腐烂过程中呼吸代谢减慢所致。

2.3 复配保鲜剂对火龙果中MDA含量的影响

MDA是果蔬膜脂氧化的产物之一，将MDA作为脂质过氧化指标[22]，反映细胞膜脂过氧化的程度。如图3所示，火龙果的MDA含量整体上呈现先上升后下降的趋势。在贮藏10 d时，与对照组相比，3个处理组果实的MDA含量显著降低了19.48%～ 33.98%，处理1组的MDA含量在10 d和12 d分别显著下降了40.06%、19.48%，且在12 d时显著低于其他处理组。

2.4 复配保鲜剂对火龙果酶活性的影响

SOD广泛存在于动植物及微生物体内，是氧自由基的专一清除剂[23]。如图4a所示，对照组果实的SOD活性在贮藏4 d时略有下降，此后缓慢上升，在8～10 d期间达到最大值。在贮藏10 d时，SOD值从高到低依次是处理2组、处理1组、处理3组、对照组，3个处理组果实的SOD活性均高于对照组。3种复配浓度均可有效保持SOD活性，其中处理1组果实的SOD活性较稳定。

图3 复配保鲜剂对火龙果MDA含量的影响

CAT是植物体内活性氧的抗氧化酶之一，CAT活性的变化反映了植物的抗性[24]。如图4b所示，CAT活性整体呈现先上升后下降的趋势。在贮藏0～6 d，各组的CAT活性处于上升阶段；在6～12 d，各组的CAT活性处于下降阶段。处理3组、对照组和处理1组分别在2、4、6 d达到峰值，分别为33.33、17.18、34.92 U/g。在贮藏2～8 d，3个处理组果实的CAT活性明显高于对照组的CAT活性。说明复配保鲜剂能够提高CAT活性，在一定程度上减缓了自由基的积累，延缓了火龙果的衰老进程。

POD在植物组织内能消除细胞内的氧自由基，起到延缓衰老的作用[25]。如图4c所示，火龙果的POD活性呈现先上升后下降的趋势。在贮藏0～4 d，各处理组果实的POD活性呈上升趋势。在贮藏0～10 d期间，对照组和3个处理组果实POD活性的下降率分别为37.04%、6.36%、31.48%、36.34%，处理1组果实的POD活性下降幅度较缓慢。处理1在一定程度上维持了火龙果的POD活性。

PPO能催化酚类物质产生褐变，即褐变程度与PPO活性和含量存在密切关系[26]。如图4d所示，火龙果的PPO活性呈先下降再上升后下降的趋势。在贮藏2～8 d期间，果实的PPO活性呈现上升的趋势。在贮藏10～12 d期间，果实的PPO活性呈现下降趋势。在贮藏10 d时，火龙果的PPO值从高到低依次是处理1、处理2、对照、处理3，从PPO活性来看，3个处理对火龙果果肉的抗褐变作用均不大。

APX可以清除活性氧和减少自由基的积累，起到保护植物正常生长的作用[27]。如图4e所示，果实的APX活性呈现先上升后下降的趋势。对照组和处理组的AXP活性在贮藏4 d时出现最大值，组间差异性不大。在贮藏12 d时，与对照组相比，3个处理组果实的APX活性显著增加了1.74%～23.98%，且处理1和处理2维持火龙果APX活性的效果更好。

图4 复配保鲜剂对火龙果SOD、CAT、POD、PPO和APX活性的影响

3 讨论

随着贮藏时间的延长，火龙果的表皮逐渐暗淡、鳞片皱缩黄化、果实变软。此次实验结果表明，3种处理均延缓了火龙果质量损失率的上升，推迟了果实的衰老腐烂进程，说明复配保鲜剂对火龙果水分流失和果实腐烂具有抑制作用，与巴良杰等[3]的研究结果基本一致。果皮*持续下降，各组之间*的差异性不大，与朱缘君[28]研究的*变化结果一致，这可能是因火龙果在衰老期间果皮颜色的差异不明显。处理1组果实的TSS含量基本与对照组持平，这可能是因火龙果在腐败后TSS含量变化不大。3个处理组的呼吸强度在贮藏2 d时出现高峰，这与文献[3]的呼吸强度结果存在差异，但在贮藏后期，处理1和处理2对火龙果呼吸强度具有一定抑制作用。随着果实的腐败，MDA含量逐渐增加，处理1和处理2减少了火龙果MDA含量的积累，这与巴良杰等[21]的研究结果一致，均抑制了MDA含量的上升。

果实体内自由基产生和清除的能力被破坏，这加速了果实在贮藏期间的衰老速度，SOD、POD、CAT等抗氧化酶对果蔬体内自由基进行清除，减缓了果蔬的衰老[29]。此次实验的贮藏后期，3个处理组的SOD活性维持在较高水平，这与杜冬冬等[30]的研究结果一致。处理1推迟了CAT活性高峰的出现，这与刘娟[31]的研究结果一致。POD活性越高，对应的MDA含量越低，处理1组和处理2组果实的POD活性与MDA含量的变化相对应，本实验中POD活性的变化与外源水杨酸提高樟子松的POD等抗氧化酶活性的变化一致，均有效降低了MDA含量的积累[32]；3种复配处理方法均延缓了POD活性峰值的出现，减轻了氧自由基对火龙果的危害。对照组果实的PPO活性低于3个处理组，在贮藏末期处理3组果实的PPO活性略低于对照组，这可能因复配保鲜剂与氯化钙、乙二胺四乙酸等抑制剂的作用一致，对PPO的抑制效果较小，导致PPO活性较高[33]。高活性APX减轻了氧化物对火龙果细胞膜的损害，对照组和3个处理组火龙果的APX活性均在贮藏4 d时出现峰值，在贮藏后期处理1组和处理2组果实的APX活性仍维持在较高水平。

4 结语

-PL+ Natamycin复配保鲜突破了Natamycin或ε-PL的单一抑菌局限。此次实验对比了3种复配浓度对火龙果的保鲜效果，结果表明，ε-PL和Natamycin对火龙果品质的保持具有一定的协同作用，减少了火龙果的质量损失和MDA积累，减缓了色度*的下降、火龙果软化的速度，提高了抗氧化酶活性，较好地维持了火龙果的贮藏品质。其中处理1的综合保鲜效果较好，更适宜于火龙果保鲜。-PL+ Natamycin对火龙果的协同作用还需通过能量代谢或者分子生物学实验进行深度探索。

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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

国家自然科学基金（31860579）；广西自然科学基金创新团队项目（2021GXNSFGA196001）；广西农业科学院基本科研业务费项目（2021YT116）

责任编辑：彭颋