超声辅助提取的牛油果籽精华,可直接用于活性乳液制备中,从而实现新鲜柑橘的可持续采后保鲜

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》:Ultrasound-assisted avocado seed extract for direct application and incorporation into active emulsions for sustainable postharvest preservation of fresh mandarins

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月31日 来源:Innovative Food Science & Emerging Technologies 6.9

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  摘要利用超声波辅助提取(UAE)技术从牛油果种子中提取生物活性化合物,并开发出新型抗真菌溶液,用于新鲜柑橘的采后保鲜。研究评估了牛油果种子提取物(AVS)作为直接浸泡处理方法,以及作为基于生物聚合物的可食用乳液 active 成分的应用效果。这些乳液由羧甲基纤维素(CMC)或阿拉

  

摘要

利用超声波辅助提取(UAE)技术从牛油果种子中提取生物活性化合物,并开发出新型抗真菌溶液,用于新鲜柑橘的采后保鲜。研究评估了牛油果种子提取物(AVS)作为直接浸泡处理方法,以及作为基于生物聚合物的可食用乳液 active 成分的应用效果。这些乳液由羧甲基纤维素(CMC)或阿拉伯胶(GA)基质与丁香酚(EU)和蜂蜡(BW)组成。研究了乳液组成对抗真菌效果、涂层性能以及柑橘在储存期间的品质的影响。在20°C下储存7天或5°C下储存长达4周的情况下,AVS水溶液的浸泡处理显著降低了由Penicillium digitatum和Penicillium italicum引起的青霉和蓝霉的发生率,降低了60–70%。在所有涂层乳液中,CMC + AVS + EU组合在5°C下储存4周后,在20°C下再储存1周的情况下,提供了最佳的疾病控制与果实品质平衡。虽然蜂蜡提升了乳液的屏障性能,但降低了其抗真菌效果,表明配方成分决定了所含生物活性化合物的可用性和功能。这些结果证明了AVS作为多功能成分在可食用生物聚合物涂层乳液中的潜力,并强调了配方设计在平衡屏障性能和生物活性方面的关键作用。此外,这项工作还推动了牛油果加工副产品的价值利用,减少了柑橘的采后损失,并减少了对抗真菌剂的依赖。

引言

超声波辅助提取(UAE)已成为从农业食品副产品中回收高价值生物活性化合物的合适且高效的技术,支持其在循环经济框架内的价值转化(Lima de Souza, Pérez-Gago, & Palou, 2026; Mir-Cerdà et al., 2023)。与传统提取方法相比,UAE通过声空化作用增强了传质效率,提高了提取效率,同时减少了处理时间、能源和溶剂消耗(Gil-Martín et al., 2022; Kumar et al., 2021)。这些天然的化合物通常毒性较低,可被归类为“一般认为安全”(GRAS)物质,可通过多种机制对抗不同的病原体,显示出其在鲜食园艺产品采后使用的巨大潜力(Chen et al., 2025; Palou et al., 2016)。由于鳄梨产业的发展,牛油果种子或果核作为农业副产品的数量不断增加,其在农业系统中的使用可以显著提升可持续性和循环生物经济性。其丰富的植物化学成分和适合UAE提取的特点使其成为开发新型、可持续的基于生物的技术以保护园艺产品的理想来源(Bangar et al., 2022; Salazar-López et al., 2020)。
柑橘属作物是全球最具经济价值的园艺产品之一。在欧洲,西班牙是新鲜柑橘的主要生产和出口国(FAOSAT, 2025)。柑橘因其感官品质而备受重视,但特别容易受到Penicillium digitatum(Pers.:Fr.)和Penicillium italicum Wehmer)引起的青霉和蓝霉的影响(Devi et al., 2025)。在适宜条件下,这些真菌病原体会在供应链中造成严重的果实损失。传统的防霉策略依赖于合成杀菌剂。然而,日益严格的法规限制和消费者对更安全、更可持续做法的需求正在挑战这一方法(Chen et al., 2019; Lima de Souza, Pérez-Gago, & Palou, 2026)。因此,诸如“从农场到餐桌”战略这样的举措正在推动非污染性的集成采后病害管理(NPIPDM)策略的发展,目标是在2030年前将农药使用量减少50%(Wesseler, 2022; Zacarias et al., 2020)。
基于生物聚合物的可食用涂层已从调节果实呼吸和水分流失的半透性屏障发展到能够携带和释放抗菌生物活性化合物的多功能递送系统,从而同时保持果实品质和控制采后腐烂(Alvarez et al., 2022; Montes-Ramírez et al., 2024; Ribeiro et al., 2020; Xu et al., 2024)。然而,这些活性涂层系统的成功性能取决于其成分之间的相互作用,这些成分影响生物活性化合物的保留、分布、扩散和可用性(Kunz et al., 2022; Lavoine et al., 2016)。通常会将蜂蜡(BW)等脂质成分加入亲水生物聚合物基质中,形成具有更好防水屏障和视觉特性的复合涂层(Alvarez et al., 2022; Sahithi-Reddy et al., 2025)。然而,引入脂质相会增加结构的复杂性(Hosseini et al., 2023),这可能会影响聚合物网络的排列并影响生物活性化合物的释放。
许多研究报道了富含植物提取物或精油的可食用涂层的抗菌活性(Alvarez et al., 2022; Martínez-Zamora et al., 2025; Montes-Ramírez et al., 2024; Vargas-Torrico et al., 2022; Wang et al., 2025; Yousuf et al., 2021)。牛油果种子提取物(AVS)和丁香酚(EU)已被证明对影响橙子的主要柑橘病原体具有抗真菌作用(Alvarez et al., 2022; Lima de Souza, Pérez-Gago, García-Rodríguez, & Palou, 2026)。然而,AVS作为单独处理方法控制柑橘上的青霉和蓝霉的潜力尚未得到充分研究。此外,尚未探讨将AVS、EU及其组合作为基于生物聚合物的可食用涂层中的抗真菌成分的应用。结合多种化学结构的抗真菌化合物可以提供互补的作用机制和更广的作用范围,从而增强病害控制效果(El Khetabi et al., 2022; Nikkhah & Hashemi, 2020)。然而,所制备的抗真菌乳液的有效性可能取决于最终配方成分和目标病原系统。
在这方面,关于配方成分(特别是脂质相)如何调节所添加抗真菌生物活性化合物的可用性和功能的关注有限。因此,理解这些依赖配方的相互作用对于设计能有效平衡生理性能和抗真菌性能的多功能可食用涂层至关重要。特别是在含有蜂蜡(BW)作为脂质相的抗真菌复合乳液的情况下,其对天然抗真菌成分(如AVS、EU或其组合)的功能以及所得可食用涂层性能的影响尚不完全清楚。因此,本研究旨在:(i)评估UAE AVS水溶液处理对‘Orri’柑橘上青霉和蓝霉的控制效果;(ii)评估AVS单独使用或与EU结合作为基于羧甲基纤维素(CMC)或阿拉伯胶(GA)的可食用涂层乳液的成分时的兼容性和抗真菌活性;(iii)确定蜂蜡的加入如何影响抗真菌可食用涂层的功能性能及其对‘Orri’柑橘在长期冷藏期间的品质影响。

章节摘录

样品制备、提取和表征

牛油果(Persea americana Mill. cv. ‘Hass’)种子来自西班牙阿利坎特省巴尼奥萨(Bonyssa, Mutxamel)的一家当地鳄梨加工厂。首先用自来水清洗种子以去除外部残留物和杂质,然后用含0.5%次氯酸钠的水溶液消毒,接着用自来水彻底冲洗并风干过夜。第二天,用刀将牛油果种子切成小块后冷冻。

结果与讨论

由于牛油果种子中含有丰富的酚类化合物和其他植物化学物质,其在食品工业中有广泛的应用潜力,因此从牛油果种子中回收生物活性化合物引起了越来越多的兴趣(Bangar et al., 2022; Salazar-López et al., 2020)。先前的研究表明UAE技术适用于从牛油果副产品中回收酚类化合物(Martínez-Zamora et al., 2025; Salazar-López et al., 2020; Vargas-Torrico et al., 2022)。在本研究中,使用UAE技术

结论

本研究展示了UAE技术在将牛油果种子废弃物转化为高价值生物活性成分以用于新鲜柑橘采后保鲜方面的潜力,从而为循环生物经济做出贡献。AVS作为一种单独的浸泡处理方法和活性可食用涂层系统的成分,显著减少了‘Orri’柑橘上的青霉和蓝霉,同时保持了冷藏储存期间的果实品质。

CRediT作者贡献声明

Ricardo Lima de Souza: 撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 原稿,可视化,方法论,研究,数据分析,概念化。Lluís Palou: 撰写 – 审稿与编辑,监督,方法论,数据分析,概念化。Cristina Peris-Peris: 资源,方法论。María Bernardita Pérez-Gago: 撰写 – 审稿与编辑,监督,资源管理,项目运作,方法论,资金获取,数据分析,概念化。

资金支持

本研究得到了2021–2027年瓦伦西亚自治区欧洲区域发展基金(ERDF)和IVIA项目(项目编号:52201)的支持。同时,也感谢西班牙国家研究机构(AEI)(项目编号:PID2024-159548OR-I00)的财政支持。Ricardo Lima de Souza的博士前研究项目得到了瓦伦西亚自治区(ACIF/2021/470)的奖学金支持。

利益冲突声明

作者声明没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文所述的工作。
Ricardo Lima de Souza|Lluís Palou|Cristina Peris-Peris|María Bernardita Pérez-Gago
Unitat de Tecnologia Postcollita (UTP), Centre d'AgroTecnologies Avan?ades (CATA), Institut Valencià d'Investigacions Agràries (IVIA), 46113 Montcada, València, Spain
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