中國熱科院生物所在呼吸躍變型水果采后常溫保鮮、延長貨架期研究方面取得重要進展。該研究以蛋白質、多糖、多酚和天然交聯(lián)劑等食品級原料為主，通過相變和交聯(lián)反應在水果表面形成雙網(wǎng)絡凝膠（double network hydrogen, DN）涂層，該DN涂層材料具有均勻致密的網(wǎng)絡結構、較高的抗氧化性和抑菌效果，能有效降低果實呼吸和乙烯釋放速率，延緩果實后熟、老化和變質，在食品常溫保鮮領域具有重要的應用潛力和參考價值。
牛油果（Persea americana）是一種熱帶貴族水果，以其獨特的味道和豐富的營養(yǎng)而聞名。它含有與堅果相似的各種不飽和脂肪酸，以及植物甾醇、生育酚和其他活性化合物，具有“高能低糖”的特點。牛油果是一種典型的呼吸躍變型水果，收獲后呼吸和代謝旺盛。它們在常溫條件下保質期只有5~7天，通常采用低溫貯藏限制化學和酶促反應來延長果實保質期。然而，當牛油果長時間暴露在低溫條件下時會發(fā)生“冷害”。據(jù)報道，在7±2℃冷藏條件下，75%的牛油果會出現(xiàn)灰色果肉現(xiàn)象。因此，探索室溫保鮮方法至關重要，需為減少牛油果過度浪費和降低經(jīng)濟損失提供可行的解決方案。
本研究在研究團隊前期構建功能性雙網(wǎng)絡水凝膠遞送體系的基礎之上，重塑蛋白纖維化結構形成淀粉樣纖維（amyloid fiber, AF），利用天然多酚EGCG驅動AF自組裝形成第一個剛性網(wǎng)絡，天然陽離子多糖殼聚糖（chitosan, CS）作為第二個柔性網(wǎng)絡，兩個網(wǎng)絡在天然交聯(lián)劑京尼平的作用下滲透、締合、交聯(lián)形成雙網(wǎng)絡水凝膠（double network hydrogen, DN））。這兩種生物聚合物網(wǎng)絡按特定比例進行優(yōu)化，形成均勻的微觀結構，通過液-固相變將其應用于牛油果表面，以提高其室溫下的儲存性。結果表明，DN涂層具有較低的水蒸氣透過率（389.65±3.62 gm-2d-1），可完全阻擋紫外線（0%透過率）。此外，與CS相比，其自由基清除能力（106.97% ~ 116.20%）顯著提高。對金黃色葡萄球菌（51.00%）、大腸桿菌（62.12%）、李斯特菌（30.60%）、銅綠假單胞菌（66.24%）等病原菌均有較強的抗菌效果。涂有DN的牛油果常溫保質期延長至12 天，與對照組相比，果實的顏色、硬度、失重和可溶性固形物含量保持穩(wěn)定。此外，DN涂層抑制果實呼吸，減少乙烯釋放，提高體內(nèi)抗氧化酶（SOD和POD）活性來控制和預防氧化，防止果實快速成熟并延緩果實變質。
DN涂層并不是食品級原料的簡單共混或復合，其雙層網(wǎng)絡形成的均勻致密的結構優(yōu)勢使其發(fā)揮了屏障作用，并保持功能活性成分的持續(xù)緩慢的釋放，具有安全、簡單、高效的特點，是一種很有前途的食品保鮮策略，在食品工業(yè)的實際應用中具有很大的潛力。
相關研究成果以“Double network hydrogel coating improved avocado freshness preservation: Preparation, testing and mechanism”為題發(fā)表于《Food Hydrocolloids》。中國熱科院生物所鄭麗麗副研究員、海南大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生田子昂為共同第一作者，加工所盛占武研究員為該論文通訊作者。該研究得到海南省自然科學基金創(chuàng)新研究團隊項目、海南省科技人才創(chuàng)新項目等項目的資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0268005X25000451
