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生物技术进展 ２０１４ 年 第 ４ 卷 第 １ 期 １２ １６ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＩＳＳＮ ２０９５ ２３４１ Ｒｅｖｉｅｗｓ 进展评述 生物保鲜技术在果蔬防腐中的应用及研究进展 王刚霞１ 席冬华１ 吴忠红３ 高 晶２ 张正方２ 吴 斌３ １ 新疆大学化学化工学院 乌鲁木齐 ８３００４１ ２ 新疆大学理化测试中心 乌鲁木齐 ８３００４６ ３ 新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所 乌鲁木齐 ８３００９１ 摘 要 随着人们对食品安全问题的普遍关注 果蔬保鲜技术发展迅速 寻求一种更安全 高效的生物保鲜剂成为食品 保鲜领域的研究趋势 本文介绍了生物保鲜技术的基本原理 总结了三类主要生物保鲜技术在果蔬防腐中的应用 包括 利用微生物菌体及其代谢产物的保鲜 天然提取物的保鲜以及基因工程保鲜技术 最后讨论了各种生物保鲜技术的不足 及今后发展的方向 关键词 生物保鲜技术 果蔬 研究进展 ＤＯＩ １０ ３９６９ ｊ ｉｓｓｎ ２０９５ ２３４１ ２０１４ ０１ ０３ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｆｒｕｉｔ ａｎｄ Ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＷＡＮＧ Ｇａｎｇ ｘｉａ １ ＸＩ Ｄｏｎｇ ｈｕａ １ ＷＵ Ｚｈｏｎｇ ｈｏｎｇ ３ ＧＡＯ Ｊｉｎｇ ２ ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ ｆａｎｇ ２ ＷＵ Ｂｉｎ ３ １ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｕｒｕｍｑｉ ８３００４１ Ｃｈｉｎａ ２ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｕｒｕｍｑｉ ８３００４６ Ｃｈｉｎａ ３ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｏ ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｕｒｕｍｑｉ ８３００９１ Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｗｉｔｈ ｇｒｅａｔ ｃｏｎｃｅｒｎ ｏｎ ｆｏｏｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｒｅｓｈ ｋｅｅｐｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ａｎｄ ｉｔ ｂｅｃａｍｅ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｒｅｎｄ ｔｏ ｓｅｅｋ ｓａｆｅ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｂｉｏｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ ｆｒｕｉｔｅｓ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｏｇｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｅｘｔｒａｃｔ ａｎｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｈｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｒｕｉｔｓ ａｎｄ ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ ｐｒｏｇｒｅｓｓ 近年来 我国果蔬产业发展较快 市场货源充 重要的食品研究课题 ３ 果蔬在运输或贮存期间容易发生腐烂 果蔬腐烂 藏结合化学杀菌处理 但是这两种方法存在很大 受三个因素的影响 即果品品质 运输过程的机械 的不足 低温贮藏成本高 耗能大 质量不稳定 足 但是由于果蔬生产的季节性和地域性的限制 损伤和贮藏期间采后病害的侵染 １ 病害是导致果蔬腐烂最主要的原因 其中 采后 ２ 据统计 发达国家中由于采后病害导致的果蔬腐烂占 １０ ２５ 发展中国家中这个比例则高达 ４０ ５０ 目前 我国每年约有 ８ ０００ 万 ｔ 的果蔬腐 烂 造成近 ８００ 亿元的经济损失 因此 通过发展 贮藏或防腐技术以延长或保持果蔬品质 已成为 目前 控制果蔬采后贮藏的最有效手段是冷 而化学杀菌处理会使果蔬表面有化学药剂的残 留 危害人类健康 并且化学杀菌剂的长期使用会 使植物病原菌产生抗药性 ４ 从而降低化学杀菌 剂的作用 因此 新型生物保鲜技术成为人们关 注的热点 本文重点阐述了生物保鲜技术的一般 机理 分类及其在果蔬保鲜中的应用及研究进展 为研究新型果蔬生物保鲜技术提供借鉴 收稿日期 ２０１３ １０ ０８ 接受日期 ２０１３ １１ ０５ 基金项目 十二五 农村领域国家科技计划课题子项目 ２０１１ＢＡＤ２７Ｂ０１ ０１ ０２ 资助 作者简介 王刚霞 硕士 研究方向为果蔬采后贮藏保鲜技术的研究与应用 通信作者 吴 斌 副研究员 博士 主要从事农产品贮藏 与加工研究 Ｅ ｍａｉｌ ｘｊｕｗｕｂｉｎ０３２０ ｓｉｎａ ｃｏｍ

王 刚 霞, 等 : 生 物 保 鲜 技 术 在 果 蔬 防 腐 中 的 应 用 及 研 究 进 展 13 1 生 物 保 鲜 技 术 的 一 般 机 理 生 物 保 鲜 技 术 的 一 般 机 理 为 隔 离 果 蔬 与 空 气 的 接 触, 延 缓 氧 化 作 用, 或 者 是 生 物 保 鲜 剂 本 身 具 有 良 好 的 抑 菌 作 用, 从 而 达 到 保 鲜 防 腐 的 效 果 生 物 保 鲜 剂 是 指 从 动 植 物 和 微 生 物 中 提 取 或 利 用 生 物 工 程 技 术 改 造 而 获 得 的 对 人 体 安 全 的 具 有 保 鲜 作 用 的 产 品 [5] 不 同 的 生 物 保 鲜 剂 对 果 蔬 的 保 鲜 机 理 也 不 尽 相 同, 有 些 生 物 保 鲜 剂 能 够 抑 制 或 杀 死 果 蔬 采 后 病 原 菌, 保 持 果 蔬 的 鲜 度 [1] ; 有 些 生 物 保 鲜 剂 具 有 酶 抑 制 活 性, 防 止 果 蔬 褐 变, 保 证 果 蔬 良 好 的 感 官 品 质 [2] ; 有 些 生 物 保 鲜 剂 具 有 诱 导 果 蔬 自 身 产 生 防 御 能 力, 防 止 果 蔬 中 脂 肪 的 氧 化 酸 败, 避 免 造 成 果 蔬 品 质 的 劣 变 [3] 此 外, 经 涂 膜 生 物 保 鲜 剂 的 果 蔬, 能 减 缓 水 分 散 失, 防 止 微 生 物 的 侵 害, 有 效 清 除 自 由 基 [4] 2 生 物 保 鲜 技 术 在 果 蔬 防 腐 中 的 应 用 生 物 保 鲜 技 术 具 有 处 理 费 用 低 贮 藏 条 件 易 控 制 和 符 合 绿 色 环 保 要 求 的 优 点, 主 要 分 为 三 类, 包 括 : 利 用 微 生 物 菌 体 及 其 代 谢 产 物 的 保 鲜 天 然 提 取 物 的 保 鲜 以 及 基 因 工 程 保 鲜 技 术 2.1 利 用 微 生 物 及 其 代 谢 物 保 鲜 果 蔬 2.1.1 利 用 微 生 物 拮 抗 菌 及 其 保 鲜 果 蔬 20 世 纪 80 年 代 中 期, 国 外 研 究 人 员 发 现 从 苹 果 柑 橘 梨 桃 等 水 果 中 筛 选 出 拮 抗 菌 对 水 果 采 后 主 要 病 害 有 明 显 的 防 治 作 用 [6, 7], 可 用 于 果 蔬 保 鲜 国 内 研 究 起 步 较 晚, 多 集 中 在 土 壤 和 植 物 病 害 防 治 方 面,2000 年 以 后, 逐 步 在 柑 橘 [8] 葡 萄 以 及 草 [9] 莓 等 大 宗 水 果 上 展 开 微 生 物 拮 抗 菌 采 后 保 鲜 的 研 究 微 生 物 可 以 产 生 抗 生 素 溶 菌 酶 细 菌 素 蛋 白 酶 过 氧 化 氢 和 有 机 酸 等 生 物 活 性 物 质, 这 些 产 物 都 具 有 很 好 的 抗 菌 效 果, 故 利 用 具 有 拮 抗 作 用 的 微 生 物 可 以 抑 制 或 杀 死 果 蔬 其 他 微 生 物 的 生 长, 从 而 达 到 防 腐 保 鲜 的 目 的 [7] [10] Ippolito 等 研 究 发 现, 黑 酵 母 菌 可 作 为 一 种 生 物 保 鲜 剂 控 制 苹 果 采 后 病 原 菌 灰 葡 萄 孢 和 扩 展 青 霉, 同 时 其 还 可 降 低 葡 萄 糖 酶 和 过 氧 化 酶 的 活 性, 延 缓 果 实 衰 [11] 老 Sharma 等 也 提 出 酵 母 可 作 为 潜 在 的 微 生 [12] 物 拮 抗 剂 Patrıcia 等 采 用 Hyicin 3682 葡 萄 球 菌 素 去 抑 制 不 同 来 源 的 21 株 细 菌 株, 结 果 表 明, Hyicin 3682 葡 萄 球 菌 素 几 乎 可 以 抑 制 所 有 待 测 菌 株, 包 括 蜡 样 芽 胞 杆 菌 单 增 性 李 斯 特 菌 和 金 黄 色 葡 萄 球 菌 等, 说 明 Hyicin 3682 葡 萄 球 菌 素 可 作 为 生 物 保 鲜 剂 在 食 品 防 腐 领 域 具 有 较 好 的 应 用 潜 [13] 力 Liu 等 用 拮 抗 酵 母 菌 对 采 后 葡 萄 的 灰 霉 病 进 行 控 制, 结 果 表 明, 在 没 有 损 害 葡 萄 果 实 营 养 成 分 ( 可 溶 性 固 形 物 抗 坏 血 酸 等 ) 的 情 况 下, 拮 抗 酵 母 菌 可 较 好 的 控 制 采 后 葡 萄 的 灰 霉 病 害 2.1.2 利 用 菌 体 次 级 代 谢 产 物 保 鲜 果 蔬 微 生 物 能 够 产 生 多 种 次 级 代 谢 产 物, 包 括 抗 生 素 激 素 生 物 碱 毒 素 和 维 生 素 等, 其 中 很 多 物 质 具 有 抑 菌 抗 氧 化 等 功 能, 可 应 用 于 果 蔬 保 鲜 通 过 微 生 物 发 酵 获 得 次 级 代 谢 产 物 具 有 生 产 周 期 短 不 受 季 节 地 域 和 病 虫 害 条 件 的 限 制 等 特 点 因 此, 从 微 生 物 的 次 生 代 谢 产 物 中 研 制 生 物 保 鲜 剂, 具 有 广 阔 的 发 展 前 景 [14] 陈 峥 等 筛 选 出 的 一 株 具 有 龙 眼 保 鲜 功 能 的 微 生 物 Brevibacillus brevis FJAD0809 GLX 生 产 的 龙 眼 微 生 物 保 鲜 剂 果 立 鲜, 不 仅 对 龙 眼 等 多 种 水 果 具 有 很 好 的 保 鲜 作 用, 同 时 具 有 特 殊 的 香 [15] 气 Rosalia 等 研 究 发 现 从 新 鲜 果 蔬 中 分 离 得 到 乳 酸 菌 可 以 抑 制 多 种 食 源 性 病 菌, 比 如 大 肠 杆 菌 绿 脓 杆 菌 以 及 金 黄 色 葡 萄 球 菌 结 果 表 明, 经 过 乳 酸 菌 处 理 的 苹 果 能 有 效 地 降 低 被 沙 门 氏 菌 和 大 肠 杆 菌 感 染 的 几 率, 同 时 单 核 增 生 李 斯 特 菌 被 完 全 抑 制 因 此, 乳 酸 菌 可 作 为 一 种 有 效 控 制 食 源 性 病 菌 的 生 物 保 鲜 剂, 应 用 于 鲜 食 水 果 和 蔬 菜 [16] 产 品 Gustavo 等 采 用 植 物 乳 杆 菌 对 鲜 荔 枝 进 行 保 鲜 作 用 研 究, 将 一 定 浓 度 的 细 菌 喷 洒 到 荔 枝 上, 结 果 表 明, 经 植 物 乳 酸 酐 处 理 的 荔 枝 失 重 率 明 显 降 低 色 泽 度 较 好, 同 时 在 处 理 过 的 荔 枝 皮 中 发 [17] 现 了 高 含 量 的 酚 类 化 合 物 杨 胜 远 等 对 芒 果 病 原 菌 的 拮 抗 微 生 物 芽 胞 杆 菌 Bacillus sp. X 98 2 产 抑 苗 活 性 物 质 的 发 酵 条 件 及 其 对 芒 果 保 鲜 作 用 进 行 了 研 究 结 果 表 明, 其 发 酵 液 对 芒 果 炭 疽 病 原 菌 和 蒂 腐 病 原 菌 都 有 抑 制 作 用, 可 防 止 芒 果 果 柄 脱 落 延 缓 果 皮 转 黄, 抑 制 新 陈 代 谢, 降 低 呼 吸 强 度 和 延 长 保 存 期 2.1.3 利 用 抗 菌 肽 保 鲜 抗 菌 肽 是 由 多 种 生 物 细 胞 特 定 基 因 编 码 经 外 界 条 件 诱 导 产 生 的 一 类 具 有 广 谱 抗 细 菌 真 菌 病 毒 原 虫 抑 杀 肿 瘤 细 胞 等

14 生 物 技 术 进 展 Current Biotechnology 活 性 作 用 的 多 肽, 尤 其 对 部 分 真 菌 具 有 极 强 的 杀 伤 力 [18] 乳 酸 链 球 菌 素, 亦 称 乳 链 菌 肽 (nisin) 是 一 种 天 然 生 物 活 性 抗 菌 肽, 利 用 生 物 技 术 提 取 的 一 种 纯 天 然 高 效 安 全 的 多 肽 活 性 物 质 杨 霞 [19] 等 用 不 同 浓 度 的 nisin 溶 液 结 合 柠 檬 酸 在 低 温 下 对 鲜 莲 藕 片 进 行 处 理 结 果 表 明, 用 0.5% 柠 檬 酸 和 250 mg / kg nisin 混 合 保 鲜 液 对 鲜 莲 藕 片 进 [20] 行 处 理, 保 鲜 效 果 良 好 邱 芳 萍 等 从 吉 林 林 蛙 干 皮 中 纯 化 得 到 抗 菌 肽, 对 草 莓 具 有 良 好 的 保 鲜 [21] 效 果 刘 毅 等 比 较 了 不 同 来 源 的 抗 菌 肽 的 分 子 结 构 和 作 用 方 式, 展 望 了 抗 菌 肽 在 食 品 保 鲜 中 的 应 用 前 景 2.2 天 然 提 取 物 质 及 其 复 合 保 鲜 剂 天 然 提 取 物 保 鲜 剂 是 利 用 天 然 提 取 物 中 的 活 [22] 性 物 质 来 抑 制 果 蔬 表 面 微 生 物 的 活 性 以 及 果 蔬 中 酶 的 活 力, 从 而 降 低 果 蔬 的 生 理 活 动 强 度 早 期 对 天 然 提 取 物 质 保 鲜 的 研 究 应 用 主 要 集 中 于 普 通 的 天 然 植 物 水 提 液 对 水 果 蔬 菜 浸 泡 后 的 保 鲜 效 果 [23~ 26] 天 然 提 取 物 保 鲜 剂 无 毒 无 害, 从 而 起 到 绿 色 保 鲜 的 效 果 [27] 天 然 提 取 物 与 其 他 有 效 活 性 物 质 进 行 复 配, 使 其 既 具 有 良 好 的 成 膜 性, 形 成 复 合 保 鲜 剂, 不 仅 可 以 抑 制 采 后 病 菌, 还 可 防 止 水 分 散 失, 延 缓 果 实 衰 老 [28~ 31] 天 然 提 取 物 质 及 其 复 合 保 鲜 剂 应 用 的 主 要 方 式 包 括 : 用 保 鲜 剂 浸 泡 涂 膜 熏 蒸 喷 洒 和 保 鲜 纸 [32] 等 何 首 林 等 采 用 浸 泡 法 研 究 了 28 种 提 取 物 对 苹 果 番 茄 的 采 后 防 腐 保 鲜 效 果, 结 果 表 明, 八 角 茴 香 油 对 富 士 苹 果 具 有 显 著 的 防 腐 保 鲜 效 果 ; 肉 桂 醛 八 角 茴 香 油 香 叶 醇 及 薄 荷 丹 参 提 取 物 对 番 茄 的 防 腐 保 鲜 效 果 显 著 优 于 对 照 药 剂 1 MCP [33] 0.25 μl / L 胡 军 华 等 报 道 了 47 种 植 物 提 取 物 对 3 种 柑 橘 常 见 贮 藏 病 害 病 原 菌 活 性 抑 制 的 研 [34] 究 Ana 等 研 究 了 绿 茶 提 取 物 对 现 摘 莴 苣 的 保 鲜 作 用, 采 用 了 不 同 的 浓 度 和 温 度 进 行 处 理 研 究 表 明, 在 绿 茶 提 取 物 浓 度 为 2.5 g / L(20 ) 时, 其 对 莴 苣 的 保 鲜 效 果 与 120 mg / L 的 二 氧 化 氯 (20 ) 相 当, 同 时 经 绿 茶 提 取 物 处 理 的 莴 苣 还 保 持 了 较 强 的 抗 氧 化 活 性 ; 高 浓 度 的 绿 茶 提 取 物 反 而 促 进 了 样 品 的 褐 变, 可 能 与 其 含 有 的 多 酚 物 质 [35] 有 关 Asgar 等 将 阿 拉 伯 树 胶 配 制 成 不 同 浓 度 的 保 鲜 液, 对 现 摘 的 番 茄 进 行 处 理, 贮 藏 (20, RH 为 80% ~ 90%)20 d 后, 发 现 不 同 浓 度 的 阿 拉 伯 树 胶 保 鲜 液 对 番 茄 均 有 保 鲜 效 果, 以 10% 的 阿 拉 伯 树 胶 溶 液 对 番 茄 的 保 鲜 效 果 最 好, 可 明 显 提 [36] 高 采 后 番 茄 的 品 质, 延 长 保 质 期 Meng 等 以 具 有 成 膜 效 果 和 抑 菌 效 果 的 壳 聚 糖 溶 液 为 保 鲜 剂, 分 别 在 采 前 和 采 后 对 葡 萄 进 行 了 喷 洒, 然 后 进 行 保 鲜 效 果 的 评 估 结 果 表 明, 采 前 喷 洒 和 采 后 喷 洒 壳 聚 糖 溶 液 对 葡 萄 均 有 较 好 的 保 鲜 效 果, 采 后 喷 洒 保 鲜 效 果 更 佳 ; 经 处 理 葡 萄 的 腐 烂 率 超 氧 化 物 歧 化 酶 等 明 显 降 低, 可 溶 性 固 形 物 和 可 滴 定 酸 的 含 量 较 高, 说 明 壳 聚 糖 在 葡 萄 采 后 贮 藏 中 有 [37] 良 好 的 防 腐 效 果 Xu 等 以 葡 萄 籽 提 取 物 对 现 摘 绿 色 蔬 菜 的 保 鲜 效 果 进 行 了 研 究 A. Perdones [38] 等 采 用 壳 聚 糖 (1%) 与 柠 檬 精 油 (3%) 复 配 保 鲜 剂 对 草 莓 的 的 贮 藏 保 鲜 效 果 ( 贮 藏 温 度 为 5 ) 进 行 了 研 究, 同 时 测 定 了 保 鲜 液 的 粘 度 透 湿 性 及 其 抑 菌 性 结 果 表 明, 复 合 保 鲜 剂 抑 菌 保 湿 效 果 良 好, 对 其 可 溶 性 固 形 物 和 酸 度 没 有 明 显 的 影 响, 说 明 这 种 复 合 保 鲜 剂 可 降 低 腐 烂 率, 防 止 水 分 散 [39] 失, 延 缓 草 莓 果 实 的 衰 老 Chauhan 等 选 用 虫 胶 和 芦 荟 凝 胶 溶 解 在 柠 檬 酸 中 配 制 保 鲜 剂, 并 对 苹 果 进 行 了 贮 藏 保 鲜 试 验 结 果 表 明, 用 该 保 鲜 剂 保 鲜 的 苹 果 在 感 官 品 质 色 泽 等 方 面 明 显 优 于 空 白 对 照, 同 时 降 低 了 乙 烯 多 酚 氧 化 酶 过 氧 化 物 酶 等, 可 见 虫 胶 - 芦 荟 凝 胶 保 鲜 剂 对 保 鲜 苹 果 有 明 显 的 效 果 2.3 基 因 工 程 保 鲜 剂 技 术 近 年 来, 利 用 基 因 工 程 技 术 对 果 蔬 进 行 保 鲜 的 应 用 已 经 取 得 了 显 著 的 成 效, 其 保 鲜 机 理 是 控 制 果 蔬 生 理 成 熟 期 内 源 乙 烯 的 生 成 [40] 乙 烯 是 国 际 公 认 的 果 实 成 熟 衰 老 激 素, 在 许 多 果 蔬 的 成 熟 及 衰 老 过 程 中 起 重 要 的 调 控 作 用, 是 造 成 果 蔬 采 摘 后 腐 烂 的 根 本 原 因 乙 烯 能 够 促 进 细 胞 壁 降 解 酶 即 纤 维 素 酶 的 合 成, 并 且 控 制 纤 维 素 酶 由 原 生 质 体 释 放 到 细 胞 壁 中, 从 而 促 进 细 胞 衰 老 和 细 胞 壁 的 分 解 1 氨 基 环 丙 烷 1 羧 酸 ( ACC) 是 植 物 体 内 乙 烯 生 物 合 成 的 直 接 前 体, 阻 止 或 降 低 ACC 的 产 生, 就 能 抑 制 乙 烯 的 生 物 合 成, 进 而 减 少 纤 维 素 酶 的 合 成, 从 而 延 缓 果 蔬 在 后 期 成 熟 过 程 的 软 化 使 得 果 实 延 熟 保 鲜 因 此, 利 用 基 因 工 程 控 制 内 源 乙 烯 的 生 成 和 抑 制 乙 烯 的 作 用 成 为 农 产 品 采 后 贮 藏 保 鲜 的 重 要 研 究 课 题 [41] [42] 刘 菊 花 等 对 经 乙 烯 和 1 甲 基 环 丙 烯 处 理 的 香 蕉 果 实 采 后 乙 烯 释 放 量 Ⅲ 类 酸 性 几 丁 质 酶

王 刚 霞, 等 : 生 物 保 鲜 技 术 在 果 蔬 防 腐 中 的 应 用 及 研 究 进 展 15 基 因 (MaCH Ⅲ) 表 达 以 及 几 丁 质 酶 活 性 进 行 了 测 定 研 究 表 明,MaCH Ⅲ 基 因 可 能 与 香 蕉 果 实 采 [43] 后 成 熟 呈 负 相 关 Munoz Robredo 等 为 了 研 究 杏 子 果 实 中 乙 烯 合 成 过 程 关 键 基 因 的 表 达, 将 黄 绿 期 的 杏 子 采 用 乙 烯 抑 制 剂 甘 氨 酸 和 1 MCP 处 理, 测 定 其 基 因 表 达 结 果 表 明, 乙 烯 抑 制 剂 的 使 用 显 著 的 影 响 了 ACS2 基 因 的 表 达, 因 此 ACS2 被 认 为 是 乙 烯 合 成 过 程 中 最 关 键 的 基 因 Klee [ ] 等 培 育 出 一 种 抑 制 ACC 合 成 酶 的 转 基 因 番 茄, 乙 烯 的 生 物 合 成 被 抑 制 了 97% 左 右, 其 果 实 成 熟 [44] 比 对 照 推 迟 了 至 少 6 周 Yin 等 研 究 了 乙 酰 水 杨 酸 (ASA) 对 猕 猴 桃 果 实 中 乙 烯 生 物 的 合 成 和 信 号 表 达 的 影 响 结 果 表 明,ASA 可 抑 制 果 实 成 熟 主 要 是 抑 制 了 乙 烯 生 物 的 合 成, 影 响 乙 烯 合 成 的 关 键 基 因 AdERF1 AdERF3 和 AdERF12 的 表 达 国 内 选 育 成 功 的 华 番 一 号 番 茄 品 种 在 常 温 下 [ ] 可 贮 藏 45 d 左 右, 宋 俊 岐 等 研 究 发 现, 利 用 基 因 工 程 技 术 将 ACC 脱 氨 酶 基 因 转 入 番 茄 内, 乙 烯 合 成 量 降 低 了 80%, 采 后 果 实 能 保 鲜 75 d 左 右 目 前, 研 究 人 员 已 成 功 地 从 南 瓜 番 茄 拟 南 芥 等 多 种 植 物 中 分 离 出 乙 烯 合 成 的 关 键 酶 ACC 合 成 酶 基 因, 控 制 ACC 合 成 酶 基 因 的 表 达 或 其 降 解, 从 而 抑 制 乙 烯 的 生 物 合 成 3 存 在 的 问 题 及 展 望 随 着 越 来 越 多 的 消 费 者 拒 绝 具 有 化 学 残 留 的 果 蔬 产 品, 生 物 保 鲜 剂 的 需 求 量 将 会 大 幅 度 增 长 目 前, 国 内 外 已 研 制 出 多 种 生 物 保 鲜 专 利 产 品, 但 是 这 些 生 物 保 鲜 技 术 还 存 在 着 很 大 的 局 限 性 目 前 对 微 生 物 拮 抗 保 鲜 技 术 的 研 究 还 处 于 初 始 阶 段, 尽 管 乳 酸 菌 细 菌 素 的 研 发 取 得 了 突 破 性 的 进 展, 但 细 菌 素 具 有 交 叉 性, 限 制 了 其 应 用 范 围, 另 外, 微 生 物 拮 抗 菌 受 果 蔬 基 体 环 境 ( 成 分 温 度 和 酶 活 性 等 ) 的 影 响, 许 多 微 生 物 拮 抗 菌 在 果 蔬 保 鲜 应 用 中 抑 菌 活 性 不 太 稳 定 因 此, 今 后 对 微 生 物 拮 抗 保 鲜 菌 技 术 的 研 究 可 致 力 于 开 发 广 谱 高 效 和 稳 定 的 细 菌 素 我 国 在 天 然 提 取 物 保 鲜 剂 作 用 机 理 的 研 究 上 仍 存 在 较 大 的 问 题, 首 先 在 提 取 方 面 的 研 究 相 对 落 后, 多 针 对 天 然 动 植 物 的 粗 提 取 物, 对 有 效 保 鲜 成 分 的 提 取 和 纯 化 都 不 够 精 细 其 次, 目 前 天 然 提 取 物 保 鲜 剂 研 究 较 多 的 是 植 物 精 油, 而 对 动 物 提 取 物 植 物 生 物 碱 酚 类 和 抗 生 素 的 研 究 比 较 欠 缺, 且 精 油 使 用 量 的 确 定 还 有 待 完 善 因 此, 将 来 研 究 者 将 致 力 于 寻 求 高 效 便 捷 环 保 的 分 离 技 术 对 成 分 复 杂 的 原 料 进 行 有 效 的 纯 化, 同 时 还 应 减 少 研 究 的 盲 目 性 基 因 工 程 在 保 鲜 方 面 的 应 用 具 有 无 可 比 拟 的 优 势, 但 是 也 存 着 不 足, 例 如 基 因 操 作 往 往 很 难 直 接 提 高 果 蔬 的 风 味 和 口 感 尽 管 乙 烯 生 物 合 成 基 因 工 程 的 研 究 非 常 活 跃, 但 是 真 正 实 现 商 品 化 生 产 的 基 因 工 程 品 种 却 又 少 之 又 少 综 上 所 述, 我 国 生 物 保 鲜 技 术 的 开 发 和 应 用 仍 然 任 重 道 远, 将 各 种 生 物 保 鲜 技 术 结 合 起 来, 发 展 新 型 的 无 污 染 的 可 降 解 的 生 物 保 鲜 技 术, 将 是 人 们 研 究 的 一 个 重 要 方 向 参 考 文 献 [1] Ramos B, Miller F A, Brandão T R S, et al.. Fresh fruits and vegetables An overview on applied methodologies to improve its quality and safety [ J ]. Inno. Food Sci. Emerg. Technol., 2013, DOI:http: / / dx.doi.org / 10.1016 / j.ifset.2013.07.002. [2] Giuseppe A, Di Renzo G C, Genovese F, et al.. A new method for the postharvest application of imazalil fungicide to citrus fruit [ J]. Biosyst. Engin., 2013, 115(4):434-443. [3] Ersus B S, Turantaş F. Decontamination efficiency of high power ultrasound in the fruit and vegetable industry [J]. Inter. J. Food Microbiol.,2013, 166 (1):155-162. [4] Sunil P, Yahia E M, Pareek O P, et al.. Postharvest physiology and technology of Annona fruits [ J]. Food Res. Inter., 2011, 58(1):1741-1751. [5] Luca S, Corsetti A. Application of bacteriocins in vegetable food biopreservation [ J]. Inter. J. Food Microbiol., 2008, 121 (2):123-138. [6] Antonio I, Nigro F. Impact of preharvest application of biological control agents on postharvest diseases of fresh fruits and vegetables [ J]. Crop Protect.,2000, 19:715-723. [7] Jennifer C, Montville T J, Nes I F, et al.. Bacteriocins: safe, natural antimicrobials for food preservation [ J]. Inter. J. Food Microbiol.,2001,71(4):1-20. [8] 黄 丽 婵, 欧 阳 莲, 刘 文 群, 等. 拮 抗 菌 对 柑 橘 霉 变 及 其 抗 性 的 影 响 [J]. 食 品 科 学, 2008, 28(11):641-644. [9] 裘 纪 莹, 王 未 名, 陈 建 爱, 等. 拮 抗 菌 在 果 蔬 保 鲜 中 的 应 用 研 究 进 展 [J]. 食 品 工 业 科 技, 2009,(4):334-336. [10] Antonio I, Ghaouth A E, C L Wilson, et al.. Control of postharvest decay of apple fruit by Aureobasidium pullulans and induction of defense responses [ J]. Postharv. Biol. Technol., 2000, 19(1):265-272. [11] Sharma R R, Singh D, Singh R. Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables by microbial antagonists [ J]. Biol. Control, 2009, 50(1):205-221. [12] Carlin F P, Ceotto H, Potter A, et al.. Hyicin 3682, a bioactive peptide produced by Staphylococcus hyicus 3682 with

16 生 物 技 术 进 展 Current Biotechnology potential applications for food preservation [ J ]. Res. Microbiol., 2011, 162(10):1052-1059. [13] Liu H M, Guo G H, Cheng Y J, et al.. Control of gray mold of grape by Hanseniaspora uvarum and its effects on postharvest quality parameters [ J]. Ann. Microbiol., 2010, 60 ( 1): 31-35. [14] 陈 峥, 刘 波, 车 建 美, 等. 龙 眼 微 生 物 保 鲜 剂 挥 发 性 物 质 分 析 [J]. 中 国 农 学 通 报, 2011, 27(20):115-118. [15] Rosalia T, Bañeras L, Badosa E, et al.. Bioprotection of golden delicious apples and iceberg lettuce against foodborne bacterial pathogens by lactic acid bacteria [ J]. Int. J. Food Microbiol.,2008, 123(2):50-60. [16] Gustavo M C, Pelayo Zaldívara C, Pérez Floresb L J, et al.. Postharvest litchi ( Litchi chinensis Sonn.) quality preservation by Lactobacillus plantarum [ J ]. Postharv. Biol. Technol., 2011, 59(2):172-178. [17] 杨 胜 远, 陈 桂 光, 肖 功 年, 等. 芽 孢 杆 菌 Bacillus sp.x 98 2 对 芒 果 保 鲜 作 用 [J]. 食 品 科 学, 2004, 25(3):180-183. [18] Hou L X, Shi Y H, Zhai P, et al.. Inhibition of foodborne pathogens by Hf 1, a novel antibacterial peptide from the larvae of the housexy (Musca domestica) in medium and orange juice [ J]. Food Control,2007, 18(1):1350-1357. [19] 杨 霞, 王 大 平. 天 然 生 物 保 鲜 剂 Nisin 不 同 处 理 对 鲜 切 莲 藕 的 保 鲜 效 果 [ J]. 贵 州 农 业 科 学, 2012, 40 ( 12): 178-180. [20] 邱 芳 萍, 周 杰, 李 向 晖, 等. 天 然 食 品 保 鲜 防 腐 剂 - 林 蛙 皮 抗 菌 肽 [J]. 食 品 科 学, 2002, 23(8):279-282. [21] 刘 毅, 宁 正 祥. 天 然 食 品 防 腐 剂 抗 菌 肽 [ J]. 食 品 与 机 械, 1999, (3): 9-11. [22] Robya M H H, Mohamed A S, Khaled A H S, et al.. Antioxidant and antimicrobial activities of essential oil and extracts of fennel ( Foeniculum vulgare L.) and chamomile (Matricaria chamomilla L.) [ J]. Ind. Crops Prod., 2013, 44 (2):437-445. [23] 吴 小 虎, 艾 启 俊, 肖 艺. 天 然 中 草 药 果 蔬 防 腐 保 鲜 剂 的 研 究 与 应 用 [J]. 保 鲜 与 加 工, 2006, 4(2):4-6. [24] 关 文 强, 李 淑 芬. 天 然 植 物 提 取 物 在 果 蔬 保 鲜 中 应 用 研 究 进 展 [J]. 农 业 工 程 学 报, 2006, 22(7):200-204. [25] 马 丽 娜, 胡 军 华, 雷 慧 德. 草 本 植 物 提 取 物 在 果 蔬 贮 藏 中 的 研 究 进 展 [J]. 农 药, 2009, 48(4):239-241. [26] 高 桂 丽, 冀 晓 磊, 刘 心 雨, 等. 不 同 保 鲜 剂 对 圣 女 果 保 鲜 效 果 的 研 究 [J]. 农 产 品 加 工, 2008, (9):68-69. [27] Hannah C, Noll U, Stormann J, et al.. Broad spectrum activity of the volatile phytoanticipin[ J]. Physiol. Mol. Plant Pathol., 2004, 65(2):79-89. [28] Ji L L, Luo Y M, Yan G L. Studies on the antimicrobial activities of extracts from Eupatorium lindleyanum DC against food spoilage and food borne pathogens [ J ]. Food Control, 2008, 19(2):995-1001. [29] González Gómez D, Cardoso V, Bohoyo D, et al.. Application of experimental design and response surface methodology to optimize the procedure to obtain a bactericide and highly antioxidant aqueous extract from orange peels [ J ]. Food Control, 2014, 35(2):252-259. [30] 杨 永 利, 郭 守 军, 陈 涌 程, 等. 刺 槐 豆 胶 复 合 涂 膜 保 鲜 剂 低 温 保 鲜 荔 枝 的 研 究 [ J]. 食 品 研 究 与 开 发, 2009, 30 ( 2): 150-153. [31] Krishna D D, Dutta H, Mahanta C L. Development of a rice starch based coating with antioxidant and microbe barrier properties and study of its effect on tomatoes stored at room temperature[ J]. LWT Food Sci. Technol., 2013, 50( 1):272-278. [32] 何 首 林, 何 军, 高 保 卫, 等. 28 种 植 物 提 取 物 对 苹 果 番 茄 防 腐 保 鲜 活 性 研 究 [ J]. 西 北 林 学 院 学 报, 2012, 27( 6): 115-119. [33] 胡 军 华, 马 丽 娜, 贺 磊, 等. 47 种 植 物 提 取 物 对 3 种 柑 桔 常 见 贮 藏 病 害 病 原 菌 活 抑 制 作 用 研 究 [ J]. 中 国 南 方 果 树, 2010, 39(2):1-48. [34] Barry Ryan C, Martín Diana A B, Rico D. Green tea extract as a natural antioxidant to extend the shelf life of fresh cut lettuce [ J]. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 2008, 9 ( 3 ): 593-603. [35] Asgar A, Maqbool M, Ramachandran S, et al.. Gum arabic as a novel edible coating for enhancing shelf life and improving postharvest quality of tomato ( Solanum lycopersicum L.) fruit [ J]. Postharv. Biol. Technol., 2010, 58(1):42-47. [36] Meng X H, Li B Q, Liu J, et al.. Physiological responses and quality attributes of table grape fruit to chitosan preharvest spray and postharvest coating during storage[ J]. Food Chem., 2008, 106(2):501-508. [37] Xu W T, Qu W, Huang K L, et al.. Antibacterial effect of grapefruit seed extract on food borne pathogens and its application in the preservation of minimally processed vegetables[j].postharv. Biol. Technol.,2007,45(1):126-133. [38] Perdonesa A, Sánchez Gonzáleza L, Chiralta A, et al.. Effect of chitosan lemon essential oil coatings on storage keeping quality of strawberry[ J]. Postharv. Biol. Technol., 2012, 70 (1):32-41. [39] Chauhan O P, Raju P S, Singh A, et al.. Shellac and aloe gel based surface coatings for maintaining keeping quality of apple slices[ J]. Food Chem., 2011, 126:961-966. [40] Saltveit M E. Effect of ethylene on quality of fresh fruits and vegetables[ J]. Postharv. Biol. Technol., 1999, 15:279-292. [41] Yang X T, Song J, Campbell Palmer L, et al.. Effect of ethylene and 1 MCP on expression of genes involved in ethylene biosynthesis and perception during ripening of apple fruit[ J]. Postharv. Biol. Technol., 2013, 78:55-66. [42] 刘 菊 华, 徐 碧 玉, 张 建 斌, 等. 香 蕉 一 个 Ⅲ 类 酸 性 几 丁 质 酶 基 因 与 果 实 成 熟 关 系 的 研 究 [J]. 西 北 植 物 学 报, 2010, 30 (10):2022-2027. [43] Muñoz Robredo P, Rubio P, Infante R, et al.. Ethylene biosynthesis in apricot: identification of a ripening related 1 aminocyclopropane 1 carboxylic acid synthase ( ACS ) gene [ J]. Postharv. Biol. Technol., 2012, 63(1):85-90. [44] Xue Ren Y, Zhang Y, Zhang B, et al.. Effects of acetylsalicylic acid on kiwifruit ethylene biosynthesis and signaling components[ J]. Postharv. Biol. Technol., 2013, 83 (2):27-33.