生命科學院李建龍教授實驗室在水果保鮮與安全領域又取得重要實用性成果,他們以張家港鳳凰水蜜桃為研究對象,選取食源植物精油經響應曲面法優化和僞三元相圖推導設計,并制備具有良好抑菌與保鮮效果複方精油微乳劑,經多次應用效果顯示,能有效延長水蜜桃保鮮,防腐,貯運和貨架期,從而有效解決了水蜜桃采後難于保鮮,防腐與貯運關鍵技術,開發了一種能用在水蜜桃有效保鮮防腐和貯運的高科技保鮮産品,為我國今後發展農業食品加工工業,促進農業經濟發展和農民增收,提高食品安全,提供了關鍵技術支持與有效安全高科技保鮮産品。該成果以“Component analysis and antifungal activity of three Chinese herbal essential oils and their application of postharvest preservation of peach fruit” (https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112089) 為題在《LWT-Food Science and Technology》重要刊物上發表,第一作者為牟林雲博士,通訊作者為李建龍教授。
Fig. 1. Response surface plots and contour plots showing the effect of (a) A. argyi EOs concentration (X1) and A. officinarum concentration (X2), (b) A. argyi EOs concentration (X1) and C. dictamni EOs concentration (X3), and (c) A. officinarum concentration (X2) and C. dictamni EOs concentration (X3) on the decay index of peach fruits.
由于水蜜桃鮮果味美色佳,營養豐富,具有藥用和食用價值,廣受市場與消費者認可,近年在我國得到廣泛推廣種植;誠然,因水蜜桃本身為躍變呼吸型核果,且生産存在較強季節性,容易在采後迅速腐爛變質,威脅消費者食用安全,并造成巨大經濟損失。随着農業産業及社會經濟不斷發展,人民生活水平提高,果蔬進出口貿易顯著增長,如何延長果蔬采後貯藏時間,減緩其品質變化,避免有害病菌浸染,已成為消費者普遍關心和亟待解決的關鍵問題。加之我國由于薄弱的農業物流現狀與相關技術短缺導緻每年高達1億多噸新鮮果蔬腐爛,直接損失高達上千億,物流通損失率達到30%至50%,其中水蜜桃因特有的生理特性(皮薄多汁,含糖分高)、季節性和地域性限制,保鮮貯運極為困難,是國際上公認的技術難題。以往常規低溫貯藏成本較高、耗能大、質量不穩定;化學殺菌劑雖有良好的抑菌效果,但其濫用已經對生态環境和人類的健康構成了威脅。故此,研究選取天然産物中的綠色、健康的植物精油作為合成化學防腐劑的替代品,将大大提高人們食用對食品安全性的要求和減少人們對食品質量的擔憂。
Fig. 2. Pseudo-ternary diagram of system with water/CP EOs/EtOH/Tween 20 with different weight ratios of CP EOs/EtOH: 4:1, 1:1 and 1:4.
為了有效解決水蜜桃鮮果在高溫高濕夏季防腐保鮮和長期貯藏及其化學殺菌劑帶來的安全性的影響,他們實驗室以張家港鳳凰水蜜桃為研究對象,通過體外抑菌活性篩選出具有良好生物活性的食源植物精油,經響應曲面法優化和僞三元相圖推導設計并制備出具有良好抑菌效果複方精油微乳劑,對水蜜桃采後的防腐保鮮效果進行多軟輪科學評估和安全生試驗後,都取得了良好的防腐保鮮效果。他們經多年研發實驗取得的成果在于:(1) 研究了精油成分與其生境之間的關系,其說明了同一植物的成分相似性和差異性, 為今後工業生産天然防腐劑選擇合适的植物材料提供了理論依據;(2)通過響應面優化設計了具有最佳抑制腐爛指數的複方精油;(3) 通過僞三元相圖推導制備的微乳劑能顯著提高複方精油的防腐保鮮效果;(4) 複方精油微乳防腐保鮮劑的生産開發能減少了人們對合成防腐劑的依賴(圖1-2)。因此,該成果的推廣應用及研發的複方精油微乳防腐保鮮劑,開發了一種能用在水蜜桃有效保鮮防腐和貯運的高科技保鮮産品,經大規模化工廠生産後,可創造可觀銷售利潤,進而改變當地以往粗放式生産的傳統理念,對當地的農業生産和管理方式産生積極的促進作用,結合豐富的生态資源,建立以立體種植和立體旅遊為主的高效生态科技示範園區,從而深入提升水蜜桃市場推廣效果,為我國今後發展農業食品加工工業,促進農業經濟發展和農民增收,提高食品安全,提供了關鍵技術支持與有效安全高科技保鮮産品(圖1-2)。
該研究與成果推廣應用工作得到了蘇州市科技計劃項目[科技支撐計劃-農業項目(SNG201447)]、張家港市2009年重大科技支撐計劃(張家港市鳳凰水蜜桃營養生理、腐爛機理及保鮮綜合技術研究(ZKN1002) 和 江蘇省政府2020年下達重點農業科技自主創新資金項目 “水蜜桃防病,保鮮與貯運關鍵技術研發與産業聯盟建設”(2020JSKJ0018)等項目資助。