《Postharvest Biology and Technology》：Acacia gum augmented salicylic acid composite alleviates postharvest quality deterioration of lemons by regulating antioxidant defence, membrane integrity, and surface morphology
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檸檬采后通過阿克蘇爾膠-水楊酸復合涂層冷儲保鮮效果研究。涂層顯著降低失重率、呼吸速率，維持膜透性穩定，延緩可滴定酸及表觀顏色變化，同時提升總黃酮含量、DPPH自由基清除能力及酚類物質積累，協同激活POD、CAT、SOD等抗氧化酶活性。掃描電鏡顯示涂層形成致密保護層，FTIR證實分子間相互作用。多元分析驗證復合涂層的最佳協同效應，保鮮期達50天，較對照延長30%。
Diksha Dhiman|Sukhjit Kaur Jawandha|Parmpal Singh Gill|Kashish Bajaj|Shalini Jhanji|Anu Kalia
印度旁遮普邦盧迪亞納的旁遮普農業大學
摘要
由于水分迅速流失、氧化應激和代謝失衡，檸檬在采后極易出現品質下降。本研究探討了一種基于多糖和水楊酸（SCA）的復合涂層在7±1°C的冷藏條件下保護檸檬果實物理化學、生物化學和酶學特性的有效性，冷藏時間為60天。在所有處理組中，含有10%阿拉伯膠（GA）和2 mM SCA的涂層處理過的檸檬果實顯示出顯著較低的質量損失、呼吸速率，并且膜通透性得到保持，優于單獨使用涂層或對照組。GA-SCA復合涂層延緩了可滴定酸度（TA）和表面顏色的變化，表明成熟過程較為緩慢。此外，涂層處理過的檸檬果實總黃酮類化合物（TFC）含量更高，同時具有更強的抗氧化活性（DPPH）、羥基（•OH）自由基清除能力和總酚類化合物（TPC）含量也更高，這得益于抗氧化劑及相關防御酶（過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）、過氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）水平的提升。掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發現，涂層處理過的檸檬果皮表面更加光滑致密，證實了涂層附著效果良好且水分流失減少。通過傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析了阿拉伯膠-水楊酸可食用涂層的物理化學特性，以評估分子相互作用和結構完整性，并通過流變測量確定了涂層的流動行為和粘彈性。多變量分析進一步支持了這些發現，顯示出抗氧化特性與衰老指標之間存在強烈正相關，而10% GA + 2 mM SCA處理組效果最佳。總體而言，這種多糖-SCA涂層有效延長了檸檬果實的采后品質和保質期。
引言
檸檬（Citrus limon）在全球柑橘種植中占據重要地位，僅次于橙子和柑橘，以其高商業價值、豐富的營養成分、生物活性和藥用價值而受到重視（Nasrin等人，2023年）。檸檬富含抗壞血酸、酚類化合物（如 hesperidin）以及鈣、鎂和磷等礦物質。這些成分能夠清除自由基、抑制炎癥反應，有助于預防壞血病、心血管疾病和某些癌癥（Nasrin等人，2023年）。檸檬在收獲時含有大量水分，因此是極好的補水來源。然而，收獲后由于呼吸作用和蒸騰作用等代謝過程，檸檬會持續失去水分和重量，這些過程顯著影響果實品質和保鮮期（Chinchkar等人，2025年）。此外，采后抗氧化化合物和有機酸的逐漸減少會降低其營養價值，影響消費者接受度和市場競爭力（Kaur等人，2024年）。采后儲存過程中活性氧（ROS）水平的升高會進一步加劇這種惡化（Jan等人，2026b）。ROS（包括超氧陰離子O??和羥基自由基OH•）作為次級信號分子啟動防御機制，但過量積累會導致氧化應激，降低初級和次級代謝產物的水平，從而影響果實品質和儲存性（Darshan等人，2024年）。為了應對氧化損傷和ROS水平的升高，果實會激活酶促和非酶促抗氧化系統作為主要防御機制。關鍵抗氧化酶（如過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和苯丙氨酸氨裂解酶）在減輕ROS誘導的損傷中起關鍵作用。超氧陰離子被SOD分解為H?O?，隨后CAT將其進一步分解為水和氧氣；苯丙氨酸氨裂解酶啟動苯丙烷酸代謝途徑，生成具有防御作用的酚類化合物；POD通過將H?O?轉化為水來防止細胞氧化應激，同時保持果實品質（Nikhil等人，2025年）。因此，增強抗氧化防御機制是延長檸檬果實保質期的有效方法。在這方面，迫切需要開發環保、生物相容、可生物降解且經濟可行的方法來確保儲存期間果實品質的安全。在多種采后保鮮技術中，可食用涂層是一種可行的策略，它能在果實表面形成半透膜，從而調節水分流失并保持營養價值（Sahithi-Reddy等人，2025年）。阿拉伯膠（GA）可食用涂層作為一種創新的采后技術，通過形成可生物降解的薄膜延長園藝產品的保質期，滿足可持續食品保存的需求。阿拉伯膠是一種由Acacia senegal樹分泌的多糖，其結構由通過1,3-糖苷鍵連接的β-D-吡喃糖基單元組成。由于其多功能特性，GA廣泛應用于食品、飲料、制藥和化妝品領域（Patel和Goyal，2015年）。GA還具備形成保護膜、調節氣體交換和輸送生物活性物質的能力，從而延長易腐產品的保質期并保持品質（Bajaj等人，2024a）。多項研究表明，GA在儲存期間可減少木瓜、番石榴和香蕉的重量損失和軟化（Addai等人，無日期；El-Gioushy等人，2022年；Maqbool等人，2011年）。另有研究顯示，在藍莓儲存過程中應用GA可以延緩微生物腐敗（Tahir等人，2020年）。同樣，用阿拉伯膠處理的柿子在冷藏期間抗氧化劑含量也更高（Saleem等人，2020年）。功能性添加劑（如抗氧化劑和抗菌劑）可添加到可食用涂層中，以抑制病原體生長并保持果實的感官和營養完整性。當與生物活性抗氧化劑和抗菌化合物結合使用時，可食用涂層通過增強表面防御和延緩生化降解顯著改善果實保存效果（Nikhil等人，2025年）。水楊酸（SCA）是一種內源性信號分子，通過調節ROS水平來調控氧化還原平衡，激活抗氧化酶并增強植物的抗氧化防御（Hanaei等人，2022年）。在植物中，SCA主要通過兩種生物合成途徑產生：一種是由異構核糖苷酸合成酶介導的異構核糖苷酸途徑，另一種是由苯丙氨酸衍生的苯丙氨酸氨裂解酶途徑（Khalil，2014年；Sinha等人，2022b）。SCA及其衍生物通過調節關鍵生理和代謝活動（如減緩呼吸作用、抑制乙烯產生和增強抗氧化防御）來減少采后損失。多項研究表明，水楊酸能調節杏子、橙子和香蕉等果實的代謝過程，從而降低腐爛速率（Alali等人，2018年；Amiri等人，2021年；Batool等人，2022年）。Amiri等人（2021年）還發現，水楊酸能延緩橙子在采后儲存期間的呼吸速率峰值，從而減緩代謝活動并延長保質期。將水楊酸摻入阿拉伯膠涂層中可增強其抗菌效果，擴大其對微生物腐敗的防護范圍。這種協同作用有望減少水分流失、呼吸速率和電解質泄漏，保持抗氧化穩定性，從而延長檸檬果實的保質期。鑒于上述因素和現有研究的局限性，預計在水楊酸中添加阿拉伯膠可協同增強其抗菌效果和抗氧化潛力，從而提升果實品質。這種增強作用可能通過上調SOD、CAT和PAL的酶活性實現。因此，這種雙重機制有望減輕氧化應激，延緩衰老過程，延長檸檬的保質期，保持其生理和生化完整性。這種綜合方法為GA與SCA復合涂層的有效性提供了全面見解，闡明了它們在調節酶促抗氧化防御系統和保持果實儲存期間生理生化完整性方面的作用。此外，通過掃描電子顯微鏡（SEM）進一步分析了果皮表面形態。本研究還采用了多變量分析方法（包括相關性分析和層次聚類），全面評估了物理化學特性、抗氧化反應和處理效果之間的相互關系。這種綜合分析框架不僅加深了對機制的理解，還有效驗證了GA-SCA復合涂層的有效性。總體而言，這項工作為GA與SCA涂層在柑橘保鮮中的協同作用提供了新的全面研究，為改進采后儲存技術的發展提供了寶貴見解。
化學品和試劑
阿拉伯膠（通常稱為阿拉伯樹膠）從印度新德里的Central Drug House (P) Ltd.獲得（產品代碼：001025；CAS編號：9000–01–5）。該材料呈淡黃色至微白色粉末狀，分散在水中后可形成清澈至微乳光的溶液，粘度較高且無可見顆粒物。根據供應商規格，該材料的最大干燥損失為15.0%傅里葉變換紅外光譜
使用傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析了應用于檸檬的涂層配方之間的化學和結構相互作用。所有涂層配方的FTIR光譜在3200 cm?1附近顯示寬吸收帶，這歸因于羥基（O–H）基團的伸縮振動，這是多糖基材料的特征。阿拉伯膠涂層的FTIR光譜在3200 cm?1附近也顯示寬吸收帶，與O–H基團的伸縮振動相關討論
本研究評估了阿拉伯膠和GA-SCA復合涂層在冷藏條件下保持檸檬果實采后品質的有效性。總體而言，結果表明，涂層處理（尤其是GA + SCA配方）顯著減少了生理衰退和生化降解，優于未涂層對照組和單獨使用涂層的情況。復合涂層的增強保護效果可歸因于其結構特性結論
本研究表明，含有2 mM SCA和10% GA的可食用涂層是最有效的處理方法，成功保持了檸檬果實的采后品質，優于單獨使用涂層或對照組。經過復合涂層處理的檸檬在儲存50天內仍保持可接受的市場品質，而對照組果實則較早出現品質下降CRediT作者貢獻聲明
Shalini Jhanji：資源提供。
Anu Kalia：資源提供。
Kashish Bajaj：寫作、審稿與編輯、軟件使用。
Sukhjit Kaur Jawandha：監督、方法設計、概念構思。
Parmpal Singh Gill：監督、概念構思。
Diksha Dhiman：寫作、初稿撰寫、實驗研究、數據分析。
資金
“本研究未獲得任何商業、公共或非營利機構的資助。”利益沖突聲明
“作者聲明沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。”致謝
“作者感謝旁遮普農業大學提供的必要研究設施。”
