通过基于绿色合成的银纳米颗粒的涂层来提高椰枣果实采后品质

《International Journal of Food Properties》：Enhancing post-harvest quality of date palm fruits through green-synthesized silver nanoparticle-based coatings

　　椰枣产后品质受生理生化及微生物变化影响，本研究通过银纳米颗粒（AgNPs）涂层、柠檬皮油涂层及玉米淀粉涂层对比实验，证实0.04 mg/L AgNPs涂层（T3）在60天储存中显著降低重量损失（3.89±0.19%），同时保持总可溶性固形物（61.82±0.54%）、总酚类（144.47±2.87 mgGAE/100g）、总黄酮类（107.09±3.1 mgCE/100g）、单宁（40.65±0.3 mg/100g）及DPPH活性（65.54±1.03%）最优，有效延长保质期。

　　本研究探讨了在日期果（Date palm）的采后处理过程中，使用绿色合成的银纳米粒子（AgNPs）为基础的可食用涂层，以延长其储存期并保持其品质。日期果作为一种富含营养的水果，广泛种植于世界各地，不仅是重要的食物来源，也对经济和农业发展具有重要意义。然而，日期果在采后过程中容易受到生理、微生物和生化变化的影响，导致品质下降、感官特性受损以及经济损失。因此，开发有效的保鲜技术对于减少日期果的采后损耗至关重要。

本研究采用三种不同的可食用涂层材料：银纳米粒子涂层、柠檬皮油涂层和玉米淀粉涂层。其中，银纳米粒子涂层以不同浓度（0.02?mg/L、0.03?mg/L 和 0.04?mg/L）进行实验，以评估其对日期果储存期间品质变化的影响。实验结果表明，银纳米粒子涂层在所有测试处理中表现最为优异，特别是在延长储存期和维持果实品质方面。经过60天的储存后，银纳米粒子涂层显著降低了果实的重量损失、总可溶性固形物（TSS）含量的变化，并保持了较高的果实硬度、总酚类物质含量、总黄酮类物质含量、单宁含量以及DPPH自由基清除活性。

在重量损失方面，未处理的对照组（T0）在60天储存后表现出显著的重量损失（18.32?±?0.29%），而银纳米粒子涂层（特别是0.04?mg/L浓度的T3）的果实重量损失最低（3.89?±?0.19%），其次是0.03?mg/L浓度的T2（5.27?±?0.51%）。这一结果表明，银纳米粒子涂层能够有效减少日期果的水分流失和呼吸作用，从而延缓果实的成熟和腐烂过程。此外，银纳米粒子涂层还表现出良好的抗菌性能，有助于抑制微生物的生长，防止果实因腐败而失去食用价值。

在果实硬度方面，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实硬度最高（2.68?±?0.06 N/mm），而对照组T0的果实硬度最低。果实硬度是衡量果实新鲜度和品质的重要指标，较高的硬度通常意味着果实更耐储存。银纳米粒子涂层通过形成一层物理屏障，减缓果实细胞壁的降解过程，从而保持较高的硬度。相比之下，其他涂层材料如柠檬皮油和玉米淀粉在维持果实硬度方面效果较差，可能是因为它们对果实的物理保护作用不如银纳米粒子涂层。

总可溶性固形物（TSS）的含量变化也是衡量果实品质的重要参数之一。经过60天储存后，所有处理组的TSS含量均有所上升，但上升幅度远低于对照组。其中，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实TSS含量最低（61.82?±?0.54%），而对照组T0的TSS含量最高（83.90?±?0.96%）。这说明银纳米粒子涂层能够有效控制果实内部的气体交换，减缓果实的成熟过程，从而降低TSS的增加速度。TSS的增加通常与果实的糖分积累有关，过快的增加可能影响果实的口感和风味，因此控制TSS的变化对于保持果实的感官特性具有重要意义。

在可滴定酸度（TA）方面，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实TA值最高（0.39?±?0.011%），而对照组T0的TA值最低（0.16?±?0.011%）。可滴定酸度是衡量果实风味和成熟度的重要指标，较高的TA值通常意味着果实具有更佳的酸味和更长的储存期。银纳米粒子涂层通过减缓果实内部的代谢过程，抑制有机酸向糖分的转化，从而维持较高的可滴定酸度。这一结果进一步支持了银纳米粒子涂层在保鲜方面的有效性。

总酚类物质含量（TPC）是衡量果实抗氧化能力和营养价值的重要指标。实验结果表明，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实TPC含量最高（144.47?±?2.87 mgGAE/100?g），而对照组T0的TPC含量最低（111.43?±?1.19 mgGAE/100?g）。银纳米粒子涂层的高TPC保留率可能与其优异的抗菌性能和抗氧化特性有关。这些涂层能够有效抑制微生物的生长，减少氧化反应的发生，从而延缓果实中酚类物质的降解。此外，银纳米粒子涂层还能降低多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）的活性，进一步保护果实中的酚类物质。

总黄酮类物质含量（TFC）同样受到涂层处理的影响。T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实TFC含量最高（107.09?±?3.1 mgCE/100?g），而对照组T0的TFC含量最低（79.15?±?3.21 mgCE/100?g）。黄酮类物质是果实中重要的抗氧化成分，能够有效清除自由基，延缓果实的衰老过程。银纳米粒子涂层通过形成物理屏障，减少果实与外界环境的接触，从而降低黄酮类物质的氧化和降解速度。同时，其抗菌性能也有助于维持果实中黄酮类物质的稳定性。

单宁含量是衡量果实苦味和抗氧化能力的另一个重要指标。实验结果显示，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实单宁含量最高（40.65?±?0.3?mg/100?g），而对照组T0的单宁含量最低（20.81?±?1.22?mg/100?g）。单宁的保留对于维持果实的口感和风味至关重要，而银纳米粒子涂层通过减少氧化和微生物活动，有效保护了果实中的单宁成分。

在自由基清除活性（DPPH）方面，T3（0.04?mg/L AgNPs）处理的果实表现出最高的DPPH清除活性（65.54?±?1.03%），而对照组T0的DPPH清除活性最低（37.97?±?1.33%）。DPPH清除活性是衡量果实抗氧化能力的常用方法，较高的清除活性意味着果实具有更强的抗氧化能力，能够有效抵抗自由基的损害，延缓果实的衰老过程。银纳米粒子涂层的高DPPH清除活性可能与其表面的抗氧化特性有关，这些特性有助于维持果实内部的氧化还原平衡，防止营养成分的损失。

通过一系列的实验和分析，研究结果表明，银纳米粒子涂层在延长日期果的储存期和保持其品质方面表现出显著的优势。与传统的柠檬皮油和玉米淀粉涂层相比，银纳米粒子涂层在减少重量损失、维持果实硬度、控制TSS和TA的变化、保留TPC和TFC含量、以及提高DPPH清除活性方面均表现更佳。这表明银纳米粒子涂层具有良好的保鲜性能，能够有效减少日期果的采后损耗。

此外，本研究还探讨了银纳米粒子涂层的可持续性和应用潜力。银纳米粒子作为一种天然抗菌材料，不仅能够有效延长果实的储存期，还能在一定程度上提高果实的营养价值和感官特性。随着纳米技术在农业领域的不断发展，银纳米粒子涂层有望成为一种新型的、高效的保鲜手段，不仅适用于日期果，还可能拓展到其他水果的保鲜过程中。

综上所述，本研究通过实验验证了银纳米粒子涂层在日期果保鲜中的有效性，为其在实际生产中的应用提供了科学依据。未来的研究可以进一步探索不同浓度和不同涂层配方对果实品质的影响，以及其在更广泛水果保鲜中的应用潜力。同时，还需要关注银纳米粒子涂层的安全性，确保其在食品保鲜中的使用符合相关法规和标准。