PBAT基气调呼吸膜对沙葱的保鲜效果及保鲜机理研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:style_xo
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沙葱味道鲜美,营养丰富,是一种优质的植物资源,然而沙葱极易腐烂,货架期短,这制约了沙葱产业的发展。为延缓沙葱贮藏过程中衰老腐败,本文以沙葱为保鲜对象,以自发气调包装的关键因素-气体透过性为根本出发点,以生物可降解聚(己二酸-对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)为主体,研究PBAT基气调膜阻隔性与沙葱采后生理特性的关系,进一步优化制备与沙葱特性匹配的PBAT基气调膜,探讨自发气调呼吸膜对沙葱采后品质、生理生化、微生物多样性的影响,并基于广泛靶向代谢物检测技术,从组学角度综合分析PBAT基气调膜包装环境下沙葱的代谢反应,揭示沙葱气调保鲜的潜在机制。具体研究内容和结果如下:1.研究PBAT/PBS、PBAT/PCL、PBAT/PLLA、PBAT/PP共混气调呼吸膜对沙葱保鲜效果及保鲜效应的调控,寻找共混膜的阻隔性与沙葱采后生理特性的关系。结果表明,四种材料的阻隔性差异显著,并且材料的阻隔性与沙葱的采后生理特性显著相关。四种材料均可有效降低沙葱的呼吸代谢、蒸腾失水、腐烂率、丙二醛的含量,能够保持沙葱的维生素C含量、叶绿素含量及其形态、色泽和典型气味,具有较高水平的市场可接受度。PBAT/PP气调包装保鲜效果显著优于其它三种气调包装,其能够在袋内形成与沙葱较匹配的气氛环境,O2浓度为0.34%-0.53%,CO2浓度为4.53%-6.13%,能够有效保持沙葱的采后品质,降低沙葱的呼吸代谢及表面微生物数量。2.采用熔融共混法制备聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)和聚丙烯的共混薄膜,探讨不同PBAT添加量及不同薄膜厚度对共混薄膜的相容性、热学性能及阻隔性能的影响,同时研究了共混薄膜对沙葱的保鲜效果。结果表明,共混薄膜中PP和PBAT形成了非均相体系;随着PBAT的添加,共混薄膜的CO2和H2O透过性能增强;当PBAT的添加量增加为30%时,CO2透过系数提高了49.7%,CDP/OP提高了53.3%,H2O透过系数提高了145.5%。此外,共混薄膜的阻隔性与薄膜厚度密切相关,35μm厚度共混薄膜的气体阻隔性显著低于25μm厚度的共混薄膜。当共混薄膜PBAT添加量为30%,厚度为35μm时,对沙葱的保鲜效果最优,其能够形成与沙葱匹配的气体环境,O2为0.48-0.66%CO2为5.98-6.53%;有效降低呼吸速率,推迟呼吸高峰;贮藏20 d后感官评分仍大于6分。3.分别评价优化后的PP/PBAT气调呼吸膜、微酸性次氯酸水(SAEW)前处理与PP/PBAT气调呼吸膜相结合的两种方式对沙葱的保鲜效果、采后生理的调控及微生物多样性的影响。结果表明,PP/PBAT气调呼吸膜能够使包装内形成与沙葱生理特性匹配的气氛环境,通过有效抑制呼吸速率、降低膜脂过氧化及膜损伤、抑制腐败微生物的增殖和侵染来调控沙葱的采后生理,保持沙葱的采后品质。与市售PE保鲜膜比较,沙葱的呼吸速率、腐烂率、丙二醛及相对电导率分别降低了59.6%,83.9%,32.7%及31.7%;同时嗜冷菌和假单胞菌分别降低了1.6 log CFU·g-1和1.87 log CFU·g-1。SAEW处理可以有效降低沙葱的初始微生物负载,却不能抑制微生物数量的增长。通过对沙葱贮藏期间微生物多样性变化的分析,发现在O2充足的条件下假单胞菌是导致沙葱腐烂的主要微生物,当O2<0.1%时,假单胞菌和梭菌目的丰度均显著增加。4.基于UPLC-MS/MS检测平台,采用广泛靶向代谢物检测技术,结合沙葱贮藏期间的表型指标来分析PP/PBAT气调包装与PE对照组的代谢差异。从代谢组学角度综合分析PP/PBAT气调包装条件下沙葱的代谢反应,为沙葱气调包装保鲜机理提供重要的理论依据。研究发现本试验的KEEG通路显著富集为亚油酸代谢和α-亚麻酸代谢。差异代谢物(DAMs)分类中最多的是“脂质”,分别下调86个,上调3个。5,8-二羟基-9,12-十八碳二烯酸、9,10-二羟基-12,13-环氧十八酸、9(S),12(S),13(S)-三羟基-10(E)-十八烯酸、13-氧代十八碳-9,11-二烯酸、9-过氧-10E,12Z-十八碳二烯酸、13-羟基十八烷基-9,11-二烯酸、9S-羟基-10E,12Z-十八碳二烯酸、9S-氢过氧-10E,12Z-十八碳二烯酸、顺式十八碳-9-烯-12-炔酸、γ-亚麻酸、亚油酸及(9Z,11E)-十八碳二烯酸显著下调;这些化合物参与亚油酸代谢。9-羟基-12-氧代-15(Z)-十八碳烯酸、2-十二烯二酸、12-氧-植物二烯酸、13S-羟基-9Z,11E,15Z-十八碳三烯酸、9-羟基-10,12,15-十八碳三烯酸及9-羟基过氧-10E,12,15Z-十八碳三烯酸显著下调;这些化合物参与α-亚麻酸代谢。推测PP/PBAT气调包装通过调节包装内部的气体组成来调节亚油酸代谢和α-亚麻酸代谢,从而抑制膜脂质过氧化及膜结构的降解,保持膜结构的完整性及采后品质。此外,PP/PBAT气调包装处理中氨基酸呈下调趋势;酚酸类和黄酮类整体下调;糖及糖醇类显著上调。
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