采收前的壳聚糖寡糖和苯并噻二唑处理可调节Cabernet Gernischt葡萄中的酚类化合物积累及莽草酸代谢途径

《Postharvest Biology and Technology》：Preharvest chitosan oligosaccharide and benzothiadiazole treatments modulate phenolic compound accumulation and shikimate pathway in Cabernet Gernischt grapes

草莓和樱桃番茄后收获真菌病害的无机盐保鲜剂研究。通过体外和体内试验，评估了锌、铜和碳酸氢盐对主要病原菌（Alternaria alternata、Botrytis cinerea等）的抑制效果及毒素产生影响。结果表明，1g/L的钾和钠碳酸氢盐及铜盐显著降低病原菌繁殖和毒素产量，其中钾碳酸氢盐在草莓上腐烂抑制率达100%，且对果实质地无负面影响。锌盐（如ZnCl?）和铜盐（CuSO?、CuCl?）在樱桃番茄上同样有效。这些盐类作为食品添加剂安全且GRAS认证，可替代化学农药用于包装或直接处理，符合欧盟低残留法规要求。

　　### 植物病理学与食品保存的可持续解决方案

在农业和食品供应链中，后熟期的植物病害控制对于减少农产品浪费和损失至关重要。随着对作物保护产品的监管日益严格，寻找高效、安全且环保的替代方案已成为迫切需求。本研究聚焦于两种高价值的园艺作物——樱桃番茄和草莓，探索了多种盐类在抑制其主要后熟病原菌方面的潜力。这些盐类不仅可用于后熟处理，还可能作为活性包装材料的组成部分，提供长期的防腐效果。

### 研究背景与意义

全球范围内的食品浪费问题日益严重，2022年欧洲联盟产生的食品废弃物超过5900万吨，相当于每人每年约132公斤。家庭垃圾是其中的主要来源，占总废弃物的54%。其他阶段的食品供应链，如加工、餐饮服务和零售环节，也贡献了大量废弃物。微生物污染，尤其是真菌感染，是食品腐败和食品安全问题的重要原因之一。为了减少这些损失，研究者们不断寻找更安全的替代品，特别是那些可应用于储存和运输过程中的材料。

### 选定的盐类及其特性

本研究中选择了七种盐类进行测试，其中包括两种碳酸盐（钾碳酸和钠碳酸）和五种铜盐（铜硫酸、铜葡萄糖酸盐、铜氯化物、锌氯化物和锌硝酸盐）。这些盐类被选中，主要是因为它们在食品工业中已有广泛应用，并且具有良好的抗菌性能。此外，一些盐类还被认为是安全的食品添加剂，符合欧盟和美国的食品安全标准。例如，锌氯化物在饮用水中允许的浓度为1.3 ppm，这表明其在环境中的安全性较高。

### 实验方法与设计

为了评估这些盐类的抗真菌效果，研究人员进行了**体外实验**和**体内实验**。在体外实验中，盐溶液被加入到土豆葡萄糖琼脂（PDA）中，以评估其对不同真菌菌落生长的影响。在体内实验中，研究人员对草莓和樱桃番茄进行了伤口接种，并使用盐溶液进行处理，以评估其在实际产品上的效果。实验还涉及对盐溶液处理后水果的品质分析，包括质地、可滴定酸度、pH值和可溶性固形物含量等。

### 体外实验结果

在体外实验中，研究人员发现铜盐对**Botrytis cinerea**、**Penicillium expansum**和**Rhizopus stolonifer**具有显著的抑制作用，尤其是在0.1 g/L的浓度下即可完全阻止菌落生长。相比之下，碳酸盐对**Alternaria alternata**和**Colletotrichum acutatum**的抑制效果较弱，其生长抑制率在最高浓度下也未超过50%。这些结果表明，不同真菌对盐类的敏感性存在差异，铜盐在某些情况下表现出更强的抗真菌能力。

### 体内实验与实际应用效果

在体内实验中，研究人员进一步评估了这些盐类在实际产品上的效果。实验分为两种类型：**治疗性实验**（在感染后使用盐溶液处理）和**预防性实验**（在感染前使用盐溶液处理）。结果显示，治疗性处理比预防性处理更有效，尤其是在草莓和樱桃番茄上。在治疗性实验中，锌盐和钾碳酸盐表现出良好的效果，尤其是锌氯化物在5天内可将疾病发生率降低至0%。而在预防性实验中，锌盐和钾碳酸盐同样表现出显著的抗真菌效果。

此外，研究还发现，**钾碳酸盐**在所有测试中表现最为突出，无论是治疗性还是预防性处理，都能有效阻止真菌的生长和腐烂。这表明钾碳酸盐可能是一种理想的后熟处理材料，尤其是在草莓和樱桃番茄的储存过程中。相比之下，**铜盐**在某些情况下虽然有效，但其对植物的潜在毒性也需进一步评估。

### 盐类对真菌毒素的影响

除了对真菌生长的抑制，研究人员还关注了盐类对真菌毒素生产的影响。真菌毒素，如**Alternaria毒素**和**Patulin**，是食品和饲料中的有害物质，可能对人类和动物健康造成威胁。在体外实验中，钾碳酸盐几乎完全阻止了**Alternaria毒素**的产生，而铜盐和锌盐也显著降低了毒素的产量。这些结果表明，盐类不仅能够控制真菌的生长，还能有效减少其对食品的潜在危害。

### 对水果品质的影响

研究还分析了盐类处理对水果品质的影响，包括质地、酸度、pH值和可溶性固形物含量。结果显示，**锌盐**和**钾碳酸盐**在保持水果质地方面表现良好，尤其是在草莓的储存过程中。而**铜盐**和**钠碳酸盐**在某些情况下对水果质地的保持效果不如锌盐和钾碳酸盐。然而，所有处理均未对水果的酸度和pH值产生显著影响，表明这些盐类在不影响水果自然代谢的前提下，能够有效延长其货架期。

### 潜在的应用前景

考虑到这些盐类的高效性和安全性，它们在食品保存领域的应用前景广阔。特别是钾碳酸盐，由于其在食品工业中的广泛应用和良好的抗菌性能，被认为是最具潜力的后熟处理材料。此外，锌盐由于其在水中的安全浓度和良好的抗真菌效果，也可能成为一种有效的活性包装材料。

在包装材料方面，钾碳酸盐因其与食品的兼容性，可能被用于**可食用涂层**，以延长水果的储存期。而锌盐则可能被用于**主动包装材料**，在消费者使用过程中，即使包装受损，也能提供持续的抗菌保护。这些盐类的使用不仅符合食品安全标准，还能减少化学农药的使用，降低对环境和人体健康的潜在影响。

### 未来研究方向

尽管本研究取得了显著成果，但仍有一些问题需要进一步探讨。例如，不同盐类对不同真菌的抗性差异是否可以通过调整浓度或配方来优化？此外，盐类处理对水果的长期储存效果是否能进一步提升？这些都需要更多的实验和数据支持。

同时，研究者们还提到，未来的研究可以结合**生物活性膜**等新型包装材料，探索盐类在更广泛范围内的应用。这不仅能提高水果的保存效果，还能推动可持续农业的发展，减少食品浪费，提高资源利用效率。

### 总结

本研究为减少后熟期的食品浪费和提升食品安全性提供了新的思路。通过选择适合的盐类作为抗真菌剂，不仅可以有效控制真菌的生长和毒素的产生，还能在不损害水果品质的前提下，延长其储存时间。这些盐类的应用前景广阔，尤其是在**可持续农业**和**环保包装**领域。随着人们对食品安全和环境保护的关注不断增加，这类自然来源的抗真菌剂有望成为未来食品保存的重要组成部分。