納他霉素納米粒子對軟棗弼猴桃的保鮮效果研究

中圖分類號：S663.4 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-1038（2025）10-0007-07

DOI： 10.19590/j.cnki.1008-1038.2025.10.002

Preservation Effectof Natamycin Nanoparticles on Actinidia arguta Kiwifruit

YANG Lu，WU Rui， JIAO Yuren， GONGHansheng，ZHANG Aidi* （Collegeof Food Engineering，LudongUniversity，Yantai 264O25， China）

Abstract： Fungal infection was the maincause of fruit decay，which in turn led to significant economic losses during the postharvest storage of Actinidia arguta kiwifruit.In order to reduce postharvest losses，prolong storage life，natamycin nanoparticles were prepared byantisolvent method，and the efects of 1OO mg/L，300 mg/L and 500mg/L concentrations on the firmness，ethylene release，soluble solid content， titratable acid content，and sensory evaluation of kiwifruit were studied.The results indicated that at the endof storage，the postharvest kiwifruit treated with 300mg/L natamycin nanoparticles had a slower decrease in firmness，with a firmness of 1.33N，which was 3.O8 times that of the control group.This treatment also inhibited ethylene biosynthesisand resulted in a high sensory evaluation score of 7 for overall preference.Consequently，it delayed the decay process caused by fungal infection.This study provided a new method and strategy for the postharvest preservation of Actinidia arguta kiwifruit.

Keywords：Natamycin;nanoparticles;Actinidiaarguta;postharvestpreservation

軟棗獼猴桃（Actinidiaarguta）別名軟棗子、奇異莓等，是獼猴桃科、獼猴桃屬的大型落葉藤本植物。其果實獨特，色澤鮮綠，表皮光滑無毛，口感酸甜可口，是自然界中氨基酸、維生素及膳食纖維等營養(yǎng)元素的寶庫。同時，果實內(nèi)含有多種活性物質(zhì)，如多糖、多酚及生物堿等，均具有良好的生物活性，對人體健康有益。此外，它還具有良好的抗寒性與抗蟲害能力，常被作為農(nóng)業(yè)育種中理想的抗性親本以及綠色景觀植物，因此，極具栽培價值。然而，軟棗弼猴桃皮薄，導(dǎo)致其貯藏穩(wěn)定性差，極易在采后貯運環(huán)節(jié)發(fā)生軟化與腐敗，因此，亟待開發(fā)高效、安全的采后保鮮技術(shù)。

目前，軟棗獼猴桃采后保鮮方法主要是低溫貯藏，低溫通過抑制呼吸作用及乙烯合成，延緩果實后熟衰老，延長貯存期與貨架期4。此外，1-甲基環(huán)丙烯5、茉莉酸甲酯回、水楊酸等化學(xué)保鮮劑也被廣泛研究，但軟棗弼猴桃的采后保鮮問題仍然突出。納他霉素也稱游鏈霉素，屬于天然的多烯大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，能有效抑制霉菌、酵母菌等真菌的生長繁殖，具有安全性、高效性以及環(huán)境友好性，可用于食品（如水蜜桃%櫻桃火龍果藍莓葡萄[4等）表面處理以延長食品保質(zhì)期，并取得了良好的保鮮效果。目前，關(guān)于納他霉素對軟棗弼猴桃采后保鮮效果的研究較為鮮見，因此，分析納他霉素對軟棗弼猴桃的處理方法和保鮮效果具有一定的創(chuàng)新意義。納他霉素水溶性較差，光穩(wěn)定性不足，使其在實際應(yīng)用中存在諸多問題。因此，提高納他霉素的分散性與穩(wěn)定性，是納他霉素分散劑研究的主要方向。在此背景下，納米技術(shù)作為21世紀(jì)的標(biāo)志性技術(shù)之一，通過精密的納米級制備工藝，將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為納米粒子[5。納米粒子具有更大的表面積、微小的尺寸、高強度和延展性，因此它們能夠被各行業(yè)所應(yīng)用。 Wu 等7利用反溶劑法將納他霉素與醇溶蛋白制備成納米顆粒，其粒子直徑為 211nm 。衛(wèi)賽超等[8將納他霉素與殼聚糖/玉米醇溶蛋白一起使用，研究了其對芒果的保鮮作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，納他霉素/殼聚糖膜能夠顯著提高芒果的保鮮效果，延緩果實衰老，保持果實較好的品質(zhì)。因此，本研究利用反溶劑法將納他霉素制成納他霉素納米粒子，應(yīng)用于軟棗弼猴桃保鮮，以期延緩軟棗弼猴桃的后熟軟化，為其采后保鮮提供新思路和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與試劑

本研究以‘龍成2號'軟棗獼猴桃為材料，采自山東省威海市文登區(qū)。選取無機械損傷、果形周正、大小均一的果實。

納他霉素，分析純，上海麥克林生化科技有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（PVP），分析純，上海阿拉丁生化科技股份有限公司；甲醇，分析純，北京國藥集團化學(xué)試劑有限公司；超純水，實驗室自制。

1.2儀器與設(shè)備

千分秤，PX224ZH/E，奧豪斯儀器有限公司；超聲波儀，PL-S40，康士潔超聲波清洗儀；冷凍干燥機，LGJ-18，北京松源華興科技發(fā)展有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，SY-2000，上海亞榮生化儀器廠；納米粒度分析儀， 90Plus PALS，美國BrooKhaven公司；質(zhì)構(gòu)儀， CT3 10K ，美國Brookfield公司；手持式折光儀，PAL-BXACID12，日本愛拓公司；手持式酸度計，PAL-EasyACID5，日本愛拓公司；廣口瓶、稱量試紙等。

1.3試驗方法

1.3.1納他霉素納米粒子制備

2mg 納他霉素和 3mg 聚乙烯吡咯烷酮（分子量1萬）混合于 5mL 甲醇中， 25^°C 超聲處理 15min 使其全部溶解（正溶劑）。用注射泵緩慢將之注入 50mL 的去離子水中（反溶劑），以 600r/min 的速度攪拌，反應(yīng)體系溫度為 30^c 。反應(yīng)結(jié)束后，旋蒸去掉甲醇和大部分去離子水，再分別配成濃度為 100?300?500mg/L 的納他霉素納米粒子溶液。

1.3.2 傅里葉變換紅外光譜測定

將配制的納他霉素納米粒子溶液，先放置在 -80°C 冰箱中冷凍保存 24h ，隨后進行 36h 的冷凍干燥處理，得到納他霉素納米粒子粉末。稱取一定量的納他霉素納米粒子，與氫溴酸 Π（HBr） 混合后進行充分研磨至粉碎。然后用光譜儀采集納他霉素納米粒子的紅外光譜，掃描范圍為 4000cm^-1～400cm^-1 。

1.3.3 粒徑的測定

利用納米粒度分析儀測定納他霉素納米粒子的平均粒徑，為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，防止出現(xiàn)散射，測定前將原液稀釋10倍，設(shè)置儀器測定波長為 659nm ，散射角度為 133^° ，測定溫度為 （25±1）‰ ，平衡時間為 2min^[20] 0

1.3.4 實驗處理

試驗分為對照組和實驗組，每組約200個果實，實驗組分為三組，分別用 100?300?500mg/L 的納他霉素納米粒子懸液噴施兩次，對照組不作任何處理。分別在0、1、4、7、9d進行取樣，用液氮速凍，立即放入 -80^°C 冰箱進行后續(xù)實驗。

1.3.5 硬度的測定

為了評估果實的硬度特性，隨機挑選10個果實置于質(zhì)構(gòu)儀上進行硬度的測定，每次測定重復(fù)兩次，計算平均值。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)：探頭直徑為 2.0mm; 壓力為 0.05N 測定速度為 2.3mm/s ，測定距離為 3.0mm ，硬度表示為峰值力（N）。

1.3.6 乙烯釋放量的測定

采用Belew等的方法并進行了修改。將玻璃容器打開，平衡容器內(nèi)空氣。然后放入 70～90g 軟棗弼猴桃果實，在 20^c 下于 ^1L 氣密容器中放置 1h° 通過排水集氣法收集 1mL 頂空氣體，進行測定。乙烯釋放量以每小時每公斤果實釋放的乙烯納升數(shù)表示，即 nL（g^?h） 。

使用氣相色譜儀測定乙烯釋放量。測定條件：載氣為高純氮氣，使用氫火焰離子化檢測器進行檢測，燃?xì)獠捎每諝夂蜌錃猓渲袣錃鈮毫?02MPa， 空氣壓力為 0.4MPa; 色譜柱選用填充柱GDX-502 （60～80 目， 2.0m×3.0mm） ，色譜柱流速 20.0mL/min， 柱溫 70% ，進樣口溫度 110^°C， 檢測器溫度 150^°C ，每次測定重復(fù)3次，取平均值。

1.3.7 可溶性固形物含量（TSS）的測定

采用手持式折光儀測定。每個取樣點選取10個果實，從果實兩端擠壓取果汁，混勻后取2滴用于測定，結(jié)果以%表示[23]。

1.3.8 可滴定酸含量（TA）的測定

采用手持式酸度計測定。選取10個果實，取 100μL 果汁稀釋50倍后用于測定，結(jié)果以 % 表示[23]。

1.3.9 感官評價

感官品質(zhì)是評價軟棗獼猴桃質(zhì)量的一個關(guān)鍵指標(biāo)，直接影響消費者的購買意愿。將經(jīng)過不同濃度納他霉素納米粒子處理后的軟棗獼猴桃存放在室溫環(huán)境下保持穩(wěn)定狀態(tài)9d，隨機選取10名食品專業(yè)的學(xué)生（男女比例 1：1） 組成感官評價小組，確保評價結(jié)果多樣化和客觀性，對樣品進行感官評價，每評價完一個樣品后必須用純凈水漱口，并等待 5min ，以便口腔內(nèi)的殘留味道完全消散，隨后對下一個樣品進行評定，以確保評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。從樣本的新鮮度、硬度、果實顏色、弼猴桃味、整體喜好度5項指標(biāo)進行感官評價。各項占9分，1分為程度最小，9分為程度最大，5分居中（見表1）。

表1感官實驗評分標(biāo)準(zhǔn)

Table1 Scoringcriteria of sensoryexperiment

1.4 數(shù)據(jù)處理與作圖

數(shù)據(jù)采用Excel2021軟件進行統(tǒng)計分析處理，用Origin2022進行繪圖，應(yīng)用SPSS19.0軟件進行顯著性統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1納他霉素納米粒子的傅里葉紅外光譜和粒徑分析

納他霉素在 1713cm^-1 和 1570cm^-1 出現(xiàn)明顯的吸收峰，這分別是納他霉素中脂類羧基的 V_c=₀ 伸縮振動和伯胺的 V_N-H 的彎曲振動[24]。納他霉素粒子能夠穩(wěn)定、均勻地分散，對納他霉素的主要官能團進行觀察分析，如圖1顯示，在 1 713cm^-1 和 1570cm^-1 處呈現(xiàn)顯著的吸收峰，這可能是納他霉素和PVP的 c=0 內(nèi)酯共軛酯（ 1713cm^-1 和胺基的 N-H 鍵 （1570cm^-1） 的振動特征峰。除此之外，納他霉素納米粒子所表現(xiàn)出的所有特征均能在納他霉素和PVP的峰圖上找到對應(yīng)峰，這表明兩者結(jié)合過程中并未引入新的化學(xué)鍵，從而保持了納他霉素原有化學(xué)結(jié)構(gòu)的完整性。因此，制備的納他霉素納米粒子仍具有納他霉素本身的官能團，具有其原有的功能。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，制成的納他霉素納米粒子的粒徑為（924.96±33.74）nm 0

圖1納他霉素納米粒子紅外光譜圖Fig.1Infrared spectrum of natamycin nanoparticles

2.2不同濃度納他霉素納米粒子對果實品質(zhì)的影響

2.2.1 對硬度的影響

果實硬度是衡量其抗壓力強弱的關(guān)鍵指標(biāo)，硬度的降低則直接反映了果實在貯藏過程中的軟化與衰老進程，果實硬度的變化量也是反映水果在貯運過程中保鮮效果的重要指標(biāo)之一[25]。如圖2所示，隨著貯藏時間的延長，軟棗弼猴桃果實的硬度呈下降趨勢；在貯存9d時，對照組的硬度為 0.43N，100mg/L 納他霉素納米粒子處理組的硬度是對照組的1.67倍， 500mg/L 納他霉素納米粒子處理組的硬度是對照組的1.39倍，而300mg/L 時，納他霉素納米粒子處理組的硬度是對照組的3.08倍，且果實硬度顯著高于其他三組。結(jié)果顯示，納他霉素質(zhì)量濃度為 300mg/L 時能夠有效延緩軟棗弼猴桃果實硬度的下降。

圖2不同濃度納他霉素納米粒子對軟棗獼猴桃硬度的影響Fig.2Effectsofdifferentconcentrationsof natamycinnanoparticlesonthehardnessof A .argutakiwifruit

2.2.2 對乙烯釋放量的影響

貯藏過程中，呼吸代謝消耗了果實大量的有機物，直接影響果實的貯藏期，所以，乙烯釋放量可作為衡量果實耐貯性的指標(biāo)之一[2d。如圖3所示，隨著貯藏時間的增加，乙烯釋放量呈現(xiàn)上升的趨勢，納他霉素納米粒子處理濃度為 300mg/L 組乙烯釋放量增長較為平緩，且在較低的水平，相比于對照組，納他霉素能夠有效降低呼吸速率，延緩果實成熟進程，保持較好的品質(zhì)。在貯存9d時，對照組的乙烯釋放量為 10nL/（g?h） ，濃度為100、300、500mg/L 組的乙烯釋放量分別為 7.8?5.0?9.3nL/（g?h）. 因此，納他霉素納米粒子的質(zhì)量濃度為 300mg/L 時，能夠有效延緩果實乙烯的生物合成。

圖3不同濃度納他霉素納米粒子對軟棗弼猴桃乙烯釋放量的影響

Fig.3Effectsofdifferent concentrationsof natamycin nanoparticlesontheethylenereleaseofA.argutakiwifruit

2.2.3對可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是果蔬中所有溶解于水的化合物總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，對于確定果蔬成熟度及適宜采摘時機至關(guān)重要2。對軟棗弼猴桃而言，在運輸與貯藏階段，因呼吸與營養(yǎng)代謝活動的進行，產(chǎn)生糖類物質(zhì)，從而改變其品質(zhì)和商業(yè)價值。果實中可溶性固形物降解可以描述果實成熟衰老進程，所以可以把果實中TSS含量作為衡量果實貯藏期內(nèi)品質(zhì)的指標(biāo)以及耐貯性的衡量指標(biāo)。如圖4，貯藏前期各組差異不大，貯藏7d時，納他霉素納米粒子濃度為 500mg/L 的處理組可溶性固形物含量高，達到 13.9% ；而濃度為 300mg/L 的處理組可溶性固形物含量低，為 9.0% 。貯藏9d時，各組差異不大，均上升到 15% 左右。

圖4不同濃度納他霉素納米粒子對軟棗弼猴桃可溶性固形物含量的影響Fig.4Effectsofdifferentconcentrationsofnatamycin nanoparticlesonthesolublesolidscontentofA.arguta kiwifruit

2.2.4對可滴定酸含量的影響

軟棗獼猴桃以其豐富的有機酸含量著稱，其可滴定酸含量（TA對果實的風(fēng)味品質(zhì)具有直接且顯著的影響。適量的有機酸不僅能增強軟棗弼猴桃的口感，還賦予其卓越的品質(zhì)特性與商品價值27。在貯藏與運輸中，有機酸的消耗將用于自身呼吸作用以及代謝轉(zhuǎn)化成其他物質(zhì)，如圖5，貯藏期內(nèi)各組軟棗弼猴桃TA含量均呈下降趨勢，在貯存4d時，濃度為 300mg/L 的納他霉素的可滴定酸顯著高于其他三組，為 0.8% ，到貯存后期差異不顯著。

圖5不同濃度納他霉素納米粒子對軟棗獼猴桃可滴定酸含量的影響

Fig.5Effectsofdifferentconcentrationsofnatamycin nanoparticlesontitratableacidscontentofA.arguta kiwifruit

2.2.5 對感官品質(zhì)的影響

如圖6所示，經(jīng)過納他霉素納米粒子的處理后，軟棗弼猴桃在外觀新鮮度、硬度、果實顏色、獼猴桃味、整體喜好度方面都顯著優(yōu)于對照組，尤其是濃度在 300mg/L 時，其新鮮度5.5分、硬度5.4分、果實顏色5.5分、弼猴桃風(fēng)味3.5分、整體喜好度7分，均為最高值，口感表現(xiàn)尤為突出，受到青睞。然而添加量過多不僅會導(dǎo)致生產(chǎn)制作成本提高，還會造成感官評分降低，所以在實際使用時，要謹(jǐn)慎控制，避免過量使用。上述研究表明，納他霉素納米粒子在抑制果蔬貯藏期間乙烯生物合成、延緩成熟衰老過程及保持果實品質(zhì)方面發(fā)揮重要作用。

圖6不同濃度納他霉素納米粒子對軟棗弼猴桃感官品質(zhì)的影響

Fig.6Effectsofdifferentconcentrationsofnatamycin nanoparticlesonthesensoryevaluationofA.argutakiwifruit

3結(jié)論

納他霉素作為一種天然、廣譜、高效的烯大環(huán)丙酯類抑菌劑，具有理化穩(wěn)定性和對哺乳動物細(xì)胞的低毒性特性，確保了其使用安全性。本研究成功制備了納他霉素納米粒子，分別以不同濃度 （100，300，500mg/L） 的納他霉素納米粒子對軟棗弼猴桃進行處理，實驗貯藏期為 9d 結(jié)果表明，與對照組相比，不同濃度納他霉素納米粒子處理均可降低軟棗獼猴桃果實的乙烯釋放量，100、300mg/L 可較好地維持果實硬度。可溶性固形物、可滴定酸含量等指標(biāo)常用來衡量貯藏期果實的營養(yǎng)品質(zhì)，通過不同濃度納他霉素處理可減少軟棗弼猴桃貯藏期的可溶性固形物及可滴定酸含量的降低，其中 300mg/L 處理效果要顯著優(yōu)于 100.500mg/L 的濃度。在進一步對果實進行感官評價時發(fā)現(xiàn)，不同濃度的納他霉素納米粒子處理的果實存在差異，其中以 300mg/L 納他霉素納米粒子處理的果實感官評分最高。綜上所述，不同濃度納他霉素納米粒子處理對軟棗弼猴桃貯藏期果實硬度、乙烯釋放量、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、感官評價有一定的效果，其中， 300mg/L 濃度處理效果最佳，能夠較好地保持軟棗弼猴桃果實采后品質(zhì)，延長了軟棗獼猴桃的貯藏期。

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