用于樱桃番茄保鲜的纳米银复合膜材料研究与应用

doi:10.19586/j.2095-2341.2023.0109

生物技术进展 ›› 2023, Vol. 13 ›› Issue (6): 925-933.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2023.0109

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用于樱桃番茄保鲜的纳米银复合膜材料研究与应用

张朝涛¹^,²(), 王春慧³, 高光晔³, 石洪玮², 李雪², 刘贵巧¹(), 毛雪飞²()

^1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸 056038
^2.中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，农业农村部农产品质量安全重点实验室，北京 100081
^3.珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司，北京 100015

收稿日期:2023-09-13 接受日期:2023-10-25 出版日期:2023-11-25 发布日期:2023-12-12
通讯作者: 刘贵巧,毛雪飞
作者简介:张朝涛 E-mail：1731692212@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金面上项目(32072307);中国农业科学院基本科研业务费项目(1610072023004)

Research and Application of Silver Nanocomposite Film Materials for Cherry Tomato Preservation

Zhaotao ZHANG¹^,²(), Chunhui WANG³, Guangye GAO³, Hongwei SHI², Xue LI², Guiqiao LIU¹(), Xuefei MAO²()

^1.School of Life Sciences and Food Engineering，Hebei University of Engineering，Hebei Handan 056038，China
^2.Key Laboratory of Agri Food Safety and Quality，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Institute of Quality Standard and Testing Technology for Agro-products，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China
^3.Perkinelmer Enterprise Management （Shanghai） Co. ，Ltd，Beijing 100015，China

Received:2023-09-13 Accepted:2023-10-25 Online:2023-11-25 Published:2023-12-12
Contact: Guiqiao LIU,Xuefei MAO

摘要/Abstract

摘要：

纳米银（silver nanoparticles, AgNPs）及其他纳米颗粒因具有抑菌和阻隔特性，在果蔬保鲜中的应用越来越受到重视。为了开发高效的果蔬绿色保鲜涂膜，利用菊花提取物绿色合成了纳米银，并研究了其对交链孢霉菌的抑制性能。制备了AgNPs和壳聚糖（chitosan，CTS）的AgNPs-CTS复合涂膜，并考察了其对樱桃番茄保鲜的影响。结果发现，所合成AgNPs呈球形，尺寸小且分散良好，对交链孢霉菌具有良好的抑菌活性。樱桃番茄的保鲜试验表明，AgNPs-CTS涂膜的保鲜性能优于CTS组和空白组，贮藏15 d后AgNPs-CTS涂膜对保持樱桃番茄中较高的可溶性固形物、滴定酸和Vc含量具有积极作用，并能显著降低樱桃番茄的腐烂率和失重率。综上表明，该AgNPs合成方法可减少有毒化学试剂的使用，绿色环保，抑菌性能良好，其与壳聚糖复合成膜可应用于樱桃番茄的采后保鲜。研究结果可为绿色环保纳米银复合保鲜涂膜的开发及应用提供科学参考。

关键词: 菊花提取物, 纳米银, 壳聚糖, 复合膜, 抑菌, 保鲜

Abstract:

The application of silver nanoparticles （AgNPs） and other nanoparticles in the preservation of fruits and vegetables has received increasing attention due to their fungicidal and barrier properties.In order to develop efficient green preservation coating films for fruits and vegetables， AgNPs were green synthesized using chrysanthemum extract， and their inhibitory properties against Streptomyces alternifolium were investigated. In addition， composite coating films of AgNPs and chitosan （CTS） were prepared and their effects on the preservation of cherry tomatoes were investigated. It was found that the synthesized AgNPs were spherical， small in size and well dispersed with good inhibitory activity against Streptomyces alternifolium. The freshness preservation test of cherry tomatoes showed that the AgNPs-CTS coated film had better freshness preservation performance than that of the CTS group and the blank group. After 15 days of storage， the AgNPs-CTS coated film had a positive effect on maintaining the high soluble solids， titratable acid and Vc contents in cherry tomatoes， and it could significantly reduce the rotting rate and weight loss rate of cherry tomatoes. The results showed that the nanosilver synthesis method could reduce the use of toxic chemical reagents， fulfill energy saving and environmental protection， and had good bacterial inhibition performance， which could be applied to the postharvest preservation of cherry tomatoes by compositing with chitosan to form a film. The results could provide scientific reference for the development and application of green nanosilver composite freshness coating film.

Key words: chrysanthemum extract, nanosilver, chitosan, composite film, antibacterial, freshness preservation

中图分类号:

Q946

张朝涛, 王春慧, 高光晔, 石洪玮, 李雪, 刘贵巧, 毛雪飞. 用于樱桃番茄保鲜的纳米银复合膜材料研究与应用[J]. 生物技术进展, 2023, 13(6): 925-933.

Zhaotao ZHANG, Chunhui WANG, Guangye GAO, Hongwei SHI, Xue LI, Guiqiao LIU, Xuefei MAO. Research and Application of Silver Nanocomposite Film Materials for Cherry Tomato Preservation[J]. Current Biotechnology, 2023, 13(6): 925-933.

图/表 12

图1 AgNPs的绿色合成及其表征A：AgNPs的绿色合成液；B：UV-Vis吸收光谱图；C：SP-ICP-MS粒径分布图；D：透射电镜图

Fig. 1 Green synthesis and characterization of AgNPs

图2 从樱桃番茄上分离纯化得到的交链孢霉菌显微镜图A：PDA平板生长菌落；B：交链孢霉菌的孢子形态

Fig. 2 Microscopy of Streptomyces alternaris isolated and purified from cherry tomatoes

图3 不同浓度的AgNPs对交链孢霉菌生长的影响注：1、2、3、4、5分别代表AgNPs浓度为10.0、5.0、2.5、1.0、0 mg·L-1。

Fig. 3 Effects of AgNPs at different concentrations on the growth of Streptomyces alternans

表1 毒力回归方程的建立及其EC50

Table 1 Establishment of virulence regression equation and its EC50

植物病原菌	毒力回归方程	R²	EC₅₀/（mg·L^-1）	95%置信限
交链孢霉菌	y=4.768x+33.696	0.954	2.466	1.832~3.155

图4 两种涂膜红外光谱图

Fig. 4 Infrared spectra of the two coatings

图5 膜表面扫描电镜图(×8 000）

Fig. 5 Scanning electron microscopy of the membrane surface (×8 000)

图6 不同涂膜处理对樱桃番茄果实失重率的影响注：不同小写字母表示相同贮藏时间内不同处理组在P<0.05水平上具有统计学意义。

Fig. 6 Effect of different coating treatments on the weight loss rate of cherry tomato fruits

图7 不同涂膜处理对樱桃番茄果实腐烂率的影响注：不同小写字母表示相同贮藏时间内不同处理组在P<0.05水平上具有统计学意义。

Fig. 7 Effects of different coating treatments on fruit decay rate of cherry tomatoes

图8 不同涂膜液处理下樱桃番茄腐烂状况A：腐烂情况对比；B：完好果实对比

Fig. 8 Decay of cherry tomatoes treated with different film solutions

图9 不同涂膜处理对樱桃番茄果实可溶性固形物含量的影响注：不同小写字母表示相同贮藏时间内不同处理组在P<0.05水平上具有统计学意义。

Fig. 9 Effect of different coating treatments on soluble solids content of cherry tomato fruits

图10 不同涂膜处理对樱桃番茄果实可滴定酸含量的影响注：不同小写字母表示相同贮藏时间内不同处理组在P<0.05水平上具有统计学意义。

Fig. 10 Effect of different coating treatments on titratable acid content of cherry tomato fruits

图11 不同涂膜处理对樱桃番茄果实维生素C含量的影响注：不同小写字母表示相同贮藏时间内不同处理组在P<0.05水平上具有统计学意义。

Fig. 11 Effect of different coating treatments on vitamin C content of cherry tomato fruits

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Research and Application of Silver Nanocomposite Film Materials for Cherry Tomato Preservation

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