【摘 要】
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果皮角质层不仅可以减少果实内部水分散失和营养物质渗出,还可以抵御外界不利环境因素的影响。果实采后品质与果皮角质层对水分和气体的渗透性能直接相关。然而,现有的果皮角质层仿生材料忽略了角质基质中水分迁移通道这一功能结构对水分渗透的调节作用,且需经过多次高温处理制备,工艺复杂。氧化石墨烯（graphene oxide,GO）-普鲁兰多糖（pullulan,PU）膜（PU-GO）对水分子的渗透调控机制与果
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果皮角质层不仅可以减少果实内部水分散失和营养物质渗出,还可以抵御外界不利环境因素的影响。果实采后品质与果皮角质层对水分和气体的渗透性能直接相关。然而,现有的果皮角质层仿生材料忽略了角质基质中水分迁移通道这一功能结构对水分渗透的调节作用,且需经过多次高温处理制备,工艺复杂。氧化石墨烯（graphene oxide,GO）-普鲁兰多糖（pullulan,PU）膜（PU-GO）对水分子的渗透调控机制与果皮角质层中角质基质的水分迁移通道类似,蜂蜡（beeswax,BW）和硬脂酸（stearic acid,SA）具有协同构建类果皮角质层外蜡疏水性表面的潜力。香水柠檬（Citrus Limon Rosso）货架期短,在贮藏过程中易出现果实失水皱缩、果皮变色和香味散失等现象而失去商品价值。本文以PU-GO仿生果皮角质基质中的水分迁移通道,以BW-SA仿生果皮角质层外蜡,探究了果皮角质层功能结构仿生膜PU-GO/BW-SA的制备、性能及对香水柠檬贮藏品质的调控机理。首先研究了GO浓度和BW-SA蜡质层对PU-GO和PU-GO/BW-SA结构以及水分渗透等性能的影响;其次探究了PU-GO/BW-SA对香水柠檬贮藏品质的影响;最后分析了PU-GO/BW-SA对香水柠檬内部代谢和水分状态的调控。研究结果发现:1、制备了具有类果皮角质层表面微观形貌和润湿性能的仿生膜,通过改变GO浓度可以调节迁移通道从而改变仿生膜的渗透性能。GO通过氢键作用分散在PU基质中,BW-SA蜡质层以物理粘附的形式存在于PU-GO膜表面。GO浓度为10μg/m L时,PU-GO10/BW-SA膜水蒸气渗透速率最低,为13.30 g/（m~2 h）。力学性能和光学性能测试结果表明当GO浓度为10μg/m L时,GO在PU基质中具有最佳的分散性和界面强化特性。BW-SA蜡质层为果皮角质层仿生膜提供疏水性表面,PU-GO10/BW-SA膜的接触角为93.78o,与果皮角质层的接触角大小接近。在相同GO浓度下,果皮角质层功能结构仿生膜PU-GO/BW-SA可进一步将PU-GO膜的透光率降低93.9%,水蒸气渗透速率降低43.3%,氧气阻隔性能提升17.8%。2、GO在浓度为10μg/m L时,香水柠檬贮藏35 d后的失重率最低,为35.18%;颜色变化程度最小,ΔE为9.1。相同GO浓度下,BW-SA蜡质层可将香水柠檬的失重率进一步减少45.10%,强于沙田柚果皮角质层外蜡的保水效果,还可将抗坏血酸含量提高1mg/100 g。此外,在整个贮藏过程中PU-GO10处理组抗坏血酸含量波动更小,更有利于保持香水柠檬贮藏品质的稳定。3、GO和BW-SA蜡质层通过不同作用机理减少果实失重。PU-GO10/BW-SA处理组香水柠檬贮藏30天后呼吸速率和丙二醛含量最低,分别为13.41 mg/（kg h）和0.158nmol/mg。相比于PU处理组,PU-GO10处理组能将香水柠檬柠檬酸含量提高6.55 g/kg,PU/BW-SA能提高6.81 g/kg,PU-GO10/BW-SA能提高8.47 g/kg。GO比BW-SA更有利于维持未解离酸含量。GO通过减少香水柠檬内不易流动水损失、提高结合水占比、降低T22和T23左移程度从而维持果肉内较高的水分含量。BW-SA蜡质层通过提高自由水占比、降低T21右移以及T23左移程度从而较好的保留果实内的水分含量以及果皮厚度。
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