成果名称: 基于H2O2信号调控高氧气调包装(HO-MAP)鲜切菜心木质化的研究
完成单位: 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所
主要人员: 陈于陇,肖更生,戴凡炜,傅曼琴,邹波,安可靖,林羡,李俊
介绍:

    1. 课题来源: 国家自然科学基金常规面上项目“基于H2O2信号调控高氧气调包装(HO-MAP)鲜切菜心木质化的研”(31671912);

    2. 课题来源单位: 国家自然科学基金委员会,主持人主持人:陈于陇。其中基金投入经费63万元,单位自筹经费0万元,共63万元。

    3. 课题背景: 广东是全国蔬菜生产和消费大省,2020 年广东省蔬菜种植面积超过 2000 万 亩。菜心、芥蓝、桑叶菜等营养丰富、周年栽培,是主要的栽培蔬菜。蔬菜在采 收、贮运过程中易受机械损伤、失水、褪绿黄化、病原菌侵染、腐烂及褐变等问 题而造成严重经济损失,极大影响了蔬菜的种植积极性和经济效益。本项目针对 华南特色蔬菜采后品质劣变的生物学基础薄弱及贮藏保鲜关键共性技术缺乏等 问题展开创新性系列研究。菜心为南方特色蔬菜,其木质化的问题严重影响食用品质。前期研究表面以空气包装(AP)作对照,HO-MAP能够抑制鲜切菜心木质化及其合成关键酶(PAL、4-CL、CAD、POD)的活性和H2O2的水平,但是调控机理不明。

    4. 技术原理及性能指标: 本成果以HO-MAP和AP鲜切菜心、组培菜心(用H2O2和O2处理,不处理作对照)为研究对象,分析木质素及其合成中间产物含量、H2O2和Ca2+水平、pH值、运用qRT-PCR、Western Blot技术,研究H2O2产生/清除相关酶及其调控激酶基因、木质素合成关键酶基因在转录和蛋白质水平表达的规律,并分析以上生理生化特性和基因表达特性之间的相关关系,明确HO-MAP 鲜切菜心中调控H2O2水平的途径,并揭示H2O2调控木质素合成的机制,为开发抑制鲜切菜心木质化的保鲜技术提供理论支持。

    5. 技术的创造性与先进性:(1)揭示了高氧气调包装延缓菜心采后衰老机理 研究发现采用 BOPP 及 LDPE 高氧气调包装延缓采后菜心品质衰老。研究发现菜心薹茎富含丰富的果胶、纤维素、半纤维素及木质素。随着贮藏时间的延长,硬度不断增加,木质素、纤维素纤维素含量上升,维管束组织、细胞核厚壁组织逐渐增厚,细胞排列致密性增加,而茎中心部分薄壁细胞失水、萎缩, 死亡形成空心。木质化是采后菜心薹茎硬度增加的主要因素之一。 以新鲜菜心为材料,采用 BOPP 及 LDPE 高氧(>80%)包装,研究菜心在4 °C 下贮藏 8 d 包装袋内气体成分、营养品质、抗氧化活性及木质素含量等方面的变化。在 4 °C 贮藏条件下,两种高氧气调包装均可以抑制菜心的呼吸速率(图9 b),减少 H2O2 积累(图 9 c),可维持菜心活性氧代谢的平衡,降低了活性氧对细胞的氧化伤害,降低了木质素含量的积累。两种包装材料高氧包装均可抑 制木质素含量的增加,LDPE 高氧气调包装相对于 BOPP 高氧气调包装能更有效 的延缓菜心木质素含量的增加,更有利于菜心的贮藏保鲜。总之,鲜切菜心高氧气调包装可以有效的维持鲜切菜心较好的外观品质,同时能延缓营养成分的损失,降低其腐败变质的速度,有效延长了鲜切菜心的贮藏保鲜期。研究发现高氧气调包装明显抑制菜心采后茎部木质素的生成,与 ROS 清除 酶系统相关。 (2)建立了华南特色蔬菜气调包装保鲜技术体系,研发了具有不同透湿、透气功能的气调保鲜袋/箱系列产品,并进行推广应用。 ①针对不同蔬菜采后品质特性,研发了不同透气、透湿的气调功能袋系列产品,研发了不同类型的保鲜盒、保鲜箱; ②建立了不同蔬菜的气调包装结合冷链贮运的技术体系,该技术可起到 类似气调库的保鲜效果。 ③初步开发了可降解保鲜袋新产品,并示范应用。 (3) 研究了鲜切菜保鲜工艺及包装方法,利用透湿袋结合 PE 袋包装延缓鲜切菜褐变。

    6. 创新之处: (1)本成果系统关注采后菜心薹茎的衰老变化,研究了高氧气调包装抑制采后菜心茎部木质化的作用机理,建立了华南特色蔬菜的气调包装保鲜技术体系。 (2)系统研究了高氧气调包装延缓采后菜心茎部木质化的调控机制,为高氧气调保鲜技术应用奠定了基础。

    7. 技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本项目属于基础研究,项目成果还未进行应用和转化。

    8. 应用情况及存在的问题: 目前该成果应用范围较广,但仍然存在企业对农产品保鲜产生效益的认识不够,不愿投入的问题。对保鲜技术的推广传播不足。

    9. 历年获奖情况: 未获奖。

批准登记号:
登记日期: 2023-03-06
研究起止时间: 2016-08-25至2020-12-31
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别: 现代农业
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会
评价日期: 2021-03-29