《Food Control》:Trans-2-hexenal improves cherries postharvest quality by inhibiting
Botrytis cinerea growth and modulating surface fungal communities
编辑推荐:
•1.TH通过破坏细胞膜的完整性来抑制灰葡萄孢菌的生长。•樱桃经TH处理后,腐烂率显著降低。•3.TH处理减少了主要腐烂菌的数量。•4.TH处理对樱桃品质无不良影响(如降低MDA含量)。引言樱桃果实(Prunus spp.)是一种重要的水果作物,2024年全球产量约为490万
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1.TH通过破坏细胞膜的完整性来抑制灰葡萄孢菌的生长。
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樱桃经TH处理后,腐烂率显著降低。
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3.TH处理减少了主要腐烂菌的数量。
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4.TH处理对樱桃品质无不良影响(如降低MDA含量)。
引言
樱桃果实(Prunus spp.)是一种重要的水果作物,2024年全球产量约为490万吨(美国农业部数据)。樱桃因其独特的感官特性和较高的营养价值而受到全球消费者的广泛喜爱[1]。樱桃富含抗氧化多酚、类黄酮、有机酸、多糖、蛋白质及多种微量元素,这些成分协同作用,赋予其公认的健康功效[2]。然而,樱桃极易受到灰葡萄孢菌、扩展青霉、褐腐云纹盘梗菌等真菌病原体的侵染[3]。这些病原体主要通过果皮或伤口侵入樱桃果实。在储存过程中,真菌迅速增殖,初期表现为果实表面出现小而浅水渍状斑点。这些斑点逐渐扩大并发展为白色或灰绿色菌丝体群落,同时伴随果实软化、组织腐烂和汁液渗出。此类劣变加速了果实腐烂,最终导致樱桃因萎缩、褐变和异味产生而失去商品价值。
许多化学化合物已被用于防止樱桃受病原体感染。羟丙基甲基纤维素与蜂蜡和精油复配成可食用纳米乳涂膜,可在樱桃表面形成屏障,减少果实水分流失和呼吸消耗,同时延缓果实硬度、色泽以及酚类成分等营养风味成分的劣变[4]。氯化钙处理可以抑制活性氧物种的合成,维持细胞的完整性和稳定性,从而延长樱桃的货架期并改善其采后品质[5]。二氧化氯通过干扰灰葡萄孢菌和青霉属等腐烂菌的蛋白质合成来抑制其生长,从而降低腐烂发生率并延长货架期[6]。然而,某些化学物质(如二氧化氯)存在环境和人体健康风险。相比之下,天然抗菌化合物为控制樱桃采后腐烂提供了一种有前景的环保替代方案。
反式-2-己烯醛(C6H10O,TH)是一种天然存在于烟草、茶叶和萝卜叶等植物中的挥发性化合物,具有固有的抗菌活性[7]。在小麦上,TH通过诱导细胞功能障碍、促进活性氧积累和破坏细胞膜完整性来抑制禾谷镰刀菌[8]。在亚致死浓度下,TH通过改变单核细胞增生李斯特菌、大肠杆菌和肠沙门氏菌的细胞膜脂肪酸组成和挥发性分子谱,破坏膜完整性、膜功能并诱导微生物应激来抑制其生长[9]。在番茄上,TH破坏灰葡萄孢菌的细胞膜和细胞壁完整性,导致活性氧过度积累,从而抑制菌丝生长并导致细胞死亡[10]。TH还通过增强抗氧化系统来减轻氧化损伤、维持活性氧稳态,以及调节与细胞壁代谢相关的酶活性来调控细胞壁组成并延缓软化,从而保持鲜豆(Phaseolus vulgaris L.)的采后品质[11]。TH也被应用于草莓[12]和梨[13]的采后保鲜。考虑到其实际应用潜力,TH是一种成本效益高的天然化合物,可通过化学合成或从植物中提取获得。然而,尽管TH是一种安全且具有良好抗真菌潜力的天然生物防腐剂,其在樱桃保鲜中的应用尚未得到充分探索。鉴于TH的优良特性和水果行业对天然采后处理日益增长的需求,亟需进一步研究其在樱桃上的保鲜效果。
本研究评估了TH对樱桃果实的保鲜效果,重点在于抑制真菌生长和维持采后品质。从症状果中分离并鉴定了主要腐烂真菌灰葡萄孢菌。通过测定最小抑菌浓度(MIC)并监测菌丝生长随时间的变化来量化TH的抗真菌活性。此外,还进行了菌丝膜完整性、关键代谢过程以及菌丝形态特征的分析。在接种和自然条件下,监测了不同浓度TH处理的樱桃的理化、感官和营养指标,以评估其保鲜效果。分析了储存前后樱桃表面真菌群落的变化,以确认TH的抗真菌效果。研究结果为实现TH作为天然生物防腐剂在果实储存中的有效应用提供了依据。
章节摘要
材料与试剂
樱桃果实(Prunus avium '美早')采自北京市昌平区润金樱桃采摘园(北纬40.24°,东经116.22°,海拔81.5米)。TH(纯度≥98%)由源叶生物技术(中国上海)提供,价格为每升260元人民币。无水乙醇、氯化钠、三氯乙酸、琼脂、硫代巴比妥酸和抗坏血酸(均为分析纯)购自麦克林生化(中国上海)。其余所有化学品均为分子生物学或
储存樱桃表面真菌种类的鉴定及TH对灰葡萄孢菌菌丝生长的抑制活性
在12天的储存期内,这些属的优势地位和社区结构发生了显著变化。在第0天,Vishniacozyma(14.06%)是最丰富的属,其次是灰葡萄孢属,占7.70%(图1A)。樱桃表面还分布有一些其他真菌属,占总真菌相对丰度的较小比例,如红隐球酵母、色二孢菌等。相比之下,在储存12天后,灰葡萄孢属占绝对优势(91%)。The
结论
在本研究中,TH有效抑制了灰葡萄孢菌的生长,并显著降低了樱桃的采后腐烂率。TH处理保持了果实的品质特性,包括硬度、色泽、可溶性固形物、酸度和抗坏血酸含量,同时通过抑制病原真菌和促进有益菌群重塑了果实表面微生物群落。这些发现表明TH是一种有前景的樱桃天然生物防腐剂。然而,在樱桃保鲜中应用TH
作者贡献声明
Shu Chang:方法学、资源、验证。Jing Zhou:验证、方法学、资源。Lingling Zhang:论文撰写—审阅与编辑、论文撰写—初稿、数据整理、形式化分析、调查研究。Siwen Wang:可视化、数据整理、形式化分析、论文撰写—审阅与编辑。Huijuan Zhang:监督指导、方法学、概念构思、经费获取、项目管理、论文撰写—审阅与编辑。Ruotong Liu:数据整理、可视化、形式化分析、论文撰写
数据可用性
本研究的所有原始数据可通过联系通讯作者获取。
伦理审批与参与同意
不适用。本研究未涉及人类参与者或动物。樱桃果实(Prunus avium '美早')采自当地果园,真菌菌株(灰葡萄孢菌)分离自患病樱桃果实。
资金支持
本研究得到国家重点研发计划(2024YFD2101400)和北京市农业科技创新体系项目(BAIC01)的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系,这些因素可能对本论文所报告的工作产生影响。
致谢
本研究得到国家重点研发计划(2024YFD2101400)和北京市农业科技创新体系项目(BAIC01)的资助。
张玲玲|王思文|舒昌|周静|张红梅|刘若彤|陈湘宁|张会娟