肉桂醛纳米结构脂质载体结合羧甲基纤维素涂层对鲜食开心果保鲜效果的影响机制研究

【字体: 时间:2025年07月28日 来源:Scientia Horticulturae 3.9

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  为解决鲜食开心果因高水分含量易腐败变质的问题,研究人员开发了含肉桂醛(CA)纳米结构脂质载体(NLC)和游离CA、水杨酸(SA)的羧甲基纤维素(CMC)可食用涂层。结果表明:该涂层可减少50%微生物污染,提升50%总酚含量(TPC),降低44%多酚氧化酶(PPO)活性,显著延长货架期。该研究为坚果保鲜提供了天然高效的解决方案。

  

鲜食开心果因其高达55%的含油量和丰富营养成分备受青睐,但高含水量使其在采后易发生霉变、氧化劣变和品质下降。特别是黄曲霉污染产生的致癌物黄曲霉毒素B1(AFB1),已成为制约国际贸易的关键问题。传统干燥工艺会导致营养流失,而现有化学保鲜剂存在安全风险。如何通过绿色保鲜技术延长鲜果货架期,成为产业亟待突破的难题。

伊朗克尔曼省扎兰德商业果园的研究团队在《Scientia Horticulturae》发表研究,创新性地将肉桂醛(CA)封装于纳米结构脂质载体(NLC),并与水杨酸(SA)共同嵌入羧甲基纤维素(CMC)基质,开发出多功能可食用涂层。该研究通过测定理化指标、酶活性和微生物动态,系统评估了该涂层对Ahmad-Aghaei品种鲜食开心果的保鲜效果。

研究采用动态光散射法表征NLC粒径(75.4 nm),通过喷雾涂覆技术处理样品,在4°C下进行30天贮藏实验。关键检测包括:色差仪分析果壳色泽变化,滴定法测定油脂过氧化值(PV)和游离脂肪酸(FFA),分光光度法检测总酚含量(TPC)和氧化应激指标(H2O2和MDA),酶联法测定过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等活性,平板计数法监控微生物菌落总数(TBC/TFC)。

3.1 重量损失
EC-NLC/CA和含SA处理组表现最优,30天失重率较对照组降低23%。NLC的疏水特性有效阻隔水汽传输,而SA通过调节气孔运动抑制呼吸消耗。

3.2 色泽指标
涂层显著维持果壳亮度(L*值),EC-NLC/CA组比对照高15%。SA通过抑制PPO(降低44%)和PAL活性,减少酚类物质转化为褐色色素。

3.3 油脂氧化
所有涂层均显著抑制FFA和PV上升,对照组PV达0.35 meq O2/kg时,处理组维持在0.2 meq以下。CMC与柠檬酸的交联网络有效阻氧。

3.4 酚类代谢
ECSA-CA组TPC提升20.9%,SA激活苯丙烷代谢途径使PAL活性提高33%,促进防御性次生代谢物积累。

3.5 氧化应激
处理组H2O2和MDA含量仅为对照的50%,SA通过调控抗氧化酶系统减轻膜脂过氧化损伤。

3.6 酶活调控
发现SA的"双刃剑"效应:虽抑制过氧化氢酶(CAT)活性以维持H2O2信号功能,但使POD活性提升90%,强化ROS清除能力。

3.7 抑菌效果
ECSA-CA使需氧菌(TBC)和霉菌(TFC)仅增长0.6 log和0.52 log,显著优于对照。游离CA直接破坏微生物膜结构,而SA通过干扰真菌酶系统协同增效。

该研究证实CMC基涂层搭载2000 ppm游离CA与2 mM SA的组合最具应用潜力,其通过三重机制发挥作用:物理阻隔性降低呼吸消耗,抗氧化系统维持氧化还原平衡,抗菌成分抑制病原微生物。特别值得注意的是,NLC在冷藏条件下控释效果有限,这为后续剂型优化指明方向。该技术无需复杂设备即可实施,为坚果产业提供了一种兼顾营养保留与安全保障的绿色解决方案,对推动鲜食开心果国际贸易具有重要实践价值。

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