《Agronomy》：Innovative Layer-by-Layer Edible Biopolymer Coatings to Optimize Storage Performance and Maintain Postharvest Quality of ‘Barhi’ Dates
Sherif F. El-Gioushy,
Ashraf M. S. Tubeileh,
Hayam M. Elmenofy,
Ahmed F. Abd El-Khalek,
Ayman E. Shaban,
Marwa M. Mosallam,
Dina A. El-Alakmy,
Hoda A. Dosoky,
Naeema G. Hassan and
Mohamed S. Gawish
+ 2 authors
编辑推荐：
本文综述了采用层层自组装（Layer-by-Layer, LbL）技术，以明胶（gelatin）为基础复合壳聚糖（chitosan）、阿拉伯胶（gum arabic）或芦荟凝胶（Aloe vera gel, AVG）等天然生物聚合物，对‘巴伊’（‘Barhi’）椰枣在khalal成熟阶段进行涂膜保鲜的研究。该研究系统评估了涂膜处理在低温贮藏（2 °C）下对椰枣失重率、腐烂率、色泽、硬度、可溶性固形物（Total Soluble Solids, TSS）、抗氧化物质（如总酚、类胡萝卜素）及关键酶（多酚氧化酶Polyphenol Oxidase, PPO、过氧化物酶Peroxidase, POX）活性等生理生化指标的影响，揭示了复合涂膜通过抑制氧化和酶促降解、维持细胞膜完整性，从而有效延长椰枣贮藏期并保持其采后品质的内在机制。研究为天然、安全的果蔬采后保鲜技术提供了重要理论和实践依据。
材料与方法
本研究于2024和2025年两个产季开展，实验材料为来自埃及本哈大学（Benha University）试验果园的‘巴伊’椰枣。果实于khalal（可食色泽初期）生理成熟阶段手工采摘，此时果实具有紧实、爽脆的质地和完全色泽。采后，对椰枣进行严格分选，剔除有物理损伤、缺陷或腐烂迹象的个体。实验采用完全随机设计，共设置5个处理：T1（4%明胶）、T2（2%壳聚糖+4%明胶）、T3（10%芦荟凝胶+4%明胶）、T4（10%阿拉伯胶+4%明胶）和T5（去离子水对照）。对于LbL处理（T2-T4），果实先浸入主聚合物溶液，再浸入明胶溶液以形成双层膜。所有处理果实均浸渍3分钟，沥干后于室温下风干，随后置于2 °C、90-95%相对湿度的条件下贮藏60天。品质指标在贮藏的第0、15、30、45和60天进行测定。
物理特性变化
涂膜处理显著改善了椰枣的物理贮藏性能。在60天的贮藏期内，所有涂膜处理的果实失重率和腐烂率均显著低于未处理的对照果实。其中，T4处理（阿拉伯胶+明胶）的效果最为突出，与对照相比，将失重率降低了40%以上，腐烂率降低了约80%。同时，T4处理也最好地维持了果实的水分含量。在果实软化（rutab转化）方面，涂膜处理有效延缓了其进程，T4处理的果实软化率最低。质地分析表明，涂膜处理，尤其是T4，更好地保持了果实的硬度。颜色是椰枣重要的品质指标，涂膜处理减缓了贮藏期间果实亮度（L*）和色调角（h°）的下降，其中T4和T3（芦荟凝胶+明胶）处理在维持果实原有色泽方面表现最佳。
化学与生化特性变化
涂膜处理对椰枣的化学成分和酶活性产生了深远影响。在可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）方面，涂膜处理抑制了TSS的上升并保持了较高的TA，其中T4处理的效果最显著，有助于维持果实更佳的风味平衡。涂膜处理还显著影响了果实的抗氧化体系。与对照果实相比，涂膜果实的类胡萝卜素含量低了约1.2-1.4倍，这可能是因为涂膜延缓了衰老进程，而类胡萝卜素的积累常与成熟衰老相关。更重要的是，T4处理最好地保持了果实的总酚含量和抗氧化能力。酶学分析显示，涂膜处理，特别是T4，显著抑制了多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POX）的活性。这两种酶是导致果蔬褐变和品质劣变的关键酶，抑制其活性意味着涂膜有效减缓了酶促褐变和氧化损伤，这是维持采后品质的核心机制之一。
成本效益分析与综合评价
研究还计算了各处理的成本效益指数和净利润百分比，为技术应用提供经济性参考。综合所有物理化学指标，主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）结果一致表明，在60天的贮藏期内，就理化性质和抗氧化活性而言，T4处理（阿拉伯胶+明胶）在延长椰枣贮藏期方面表现出最优效果，其次是T2（壳聚糖+明胶）和T3（芦荟凝胶+明胶）处理，所有涂膜处理均显著优于未处理的对照果实。
结论
研究表明，基于明胶的层层自组装可食性涂膜策略，特别是阿拉伯胶与明胶的复合涂膜，能通过抑制水分流失、降低腐烂、延缓软化、保持色泽、稳定化学成分以及显著抑制PPO和POX等导致品质劣变的关键酶活性，从而有效保持‘巴伊’椰枣的采后品质。该技术通过减缓氧化和酶促降解进程，成功延长了椰枣在khalal阶段的贮藏期，为利用天然生物聚合物开发安全、高效的果蔬采后保鲜技术提供了有力的数据支持和可行的解决方案。
