《Applied Food Research》:Obtention and sequential selection of antifungal pomegranate (
Punica granatum L. cv. ‘Mollar de Elche’) peel extracts to control postharvest decay of citrus fruits caused by
Penicillium spp
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本研究针对柑橘采后青霉病(Penicillium digitatum)和蓝霉病(Penicillium italicum)的防控难题,通过系统筛选'Mollar de Elche'石榴皮提取物(PPEs)的提取工艺和活性成分。研究发现水提法(Wat-SP PPE)和甲醇提法(Met PPE)在12 g L-1浓度结合70 mL L-1DMSO助溶剂时,通过150秒浸渍处理可使柑橘霉病发生率降低30-53%。该研究为开发绿色抗真菌剂提供了新策略,助力果蔬采后病害的可持续防控。
在全球食品浪费问题日益严峻的背景下,果蔬采后损失已成为亟待解决的关键难题。据统计,约有25-30%的食品浪费源于果蔬腐败,其中柑橘类水果采后因青霉病和蓝霉病造成的损失尤为突出。这两种由指状青霉(Penicillium digitatum)和意大利青霉(Penicillium italicum)引起的病害,在西班牙、加利福尼亚等夏季少雨产区可导致80%以上的采后损失。目前主要依赖抑霉唑等化学杀菌剂进行防控,但农药残留、环境风险以及消费者对天然产品的需求,促使科研人员寻求环境友好的替代方案。
与此同时,石榴加工产业每年产生约190万吨石榴皮废弃物,这些富含酚类化合物的副产物通常被丢弃或简单利用。石榴皮中的活性成分如安石榴苷、鞣花酸等已被证实具有显著的抗氧化和抗菌特性,这为开发新型生物防腐剂提供了可能。西班牙作为欧洲主要石榴产区,其特色品种'Mollar de Elche'的石榴皮资源亟待高值化利用。
在此背景下,来自西班牙瓦伦西亚农业研究所(IVIA)采后技术中心(CTP)的研究团队在《Applied Food Research》发表了创新性研究。他们通过系统筛选不同溶剂提取的石榴皮提取物(PPEs),评估其对柑橘采后病害的防治效果,为石榴皮废弃物的高值化利用和柑橘采后病害的绿色防控提供了新思路。
研究团队采用多步骤实验设计:首先通过三种提取程序(常规法、简化法和沸水法)和七种溶剂(水、甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯及其水溶液)制备了12种PPEs;随后在柑橘果实上进行体内初筛,筛选出最佳提取物和浓度;最后通过浸渍处理评估不同浸泡时间和贮藏条件对病害防控的影响。关键实验技术包括体外活性筛选、体内致病性测定、病害严重度评估等。
3.1 PPEs和浓度的体内初筛筛选
通过人工接种指状青霉的柑橘果实评价发现,极性溶剂(水、甲醇、丙酮等)提取的PPEs抑菌效果显著优于非极性溶剂。在4 g L-1浓度和70 mL L-1DMSO助溶条件下,水提物(Wat-SP PPE)和甲醇提物(Met PPE)对青霉病的防效达87-94%。而沸水提取物(Wat-BP PPE)抑菌活性较差,可能与高温破坏安石榴苷结构有关。
3.2 小规模浸渍处理
浸泡时间实验表明,150秒处理效果显著优于60秒。在冷藏条件下(5°C贮藏6周),12 g L-1的Met PPE和Wat-SP PPE可使克莱门氏柑橘的青霉病发生率降低39-53%,蓝霉病降低30-48%。值得注意的是,水提物在浸渍处理中表现出成膜特性,这与其含有的果胶成分有关,可能增强抑菌效果的持久性。
讨论部分深入分析了PPEs的作用机制:极性溶剂能更有效提取安石榴苷等关键抑菌成分;DMSO通过增强细胞膜通透性提高活性成分效率;低温贮藏与PPEs产生协同抑菌效应。研究还发现PPEs主要抑制孢子萌发和菌丝初期生长,而对已形成感染斑的扩展抑制有限。
该研究的创新性在于首次系统比较不同极性溶剂提取的PPEs对柑橘采后病害的体内防控效果,并发现水提物特有的成膜性可增强防治效果。研究成果不仅为石榴皮废弃物高值化利用开辟了新途径,也为开发基于植物提取物的采后病害绿色防控技术提供了重要依据,对推动农业可持续发展具有积极意义。未来研究可进一步探索PPEs在商业包装线上的应用潜力及其对其他采后病害的防治效果。