CN115769835A - 丁二酮在延长采后生鲜园艺产品保鲜时间中的应用 - Google Patents
丁二酮在延长采后生鲜园艺产品保鲜时间中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开丁二酮在延长采后生鲜园艺产品保鲜时间中的应用。本发明中2,3‑丁二酮可明显抑制乙烯生物合成关键基因ACO、ACS的基因表达，从而抑制乙烯生成，使得贮藏过程中生鲜园艺产品的乙烯生成量降低，抑制其衰老，从而延缓黄化。经本发明方法处理后的西兰花、莴苣、油菜、香菜等，保鲜时间可延长5天以上。本发明方法可抑制生鲜园艺产品因机械伤而导致的组织褐变，2,3‑丁二酮通过降低基因LsPAL的表达，降低PAL、PPO酶活，提高POD酶活从而显著抑制生鲜园艺产品的褐变。本发明方法简单，易于操作及推广，且2,3‑丁二酮安全可靠，适于少量样品处理和大生产使用。
Description
技术领域
本发明属于果蔬储存领域，具体涉及一种丁二酮在延长采后生鲜园艺产品保鲜时间中的应用。
背景技术
生鲜果蔬、花卉等园艺产品采后含水量高，代谢旺盛，保鲜时间短。采摘后的园艺产品极易发生衰老、腐烂等品质变化，从而造成经济损失。因此，采取方便高效且安全的措施延长其保鲜期是十分必要的。为了减少不必要的损失，目前，生鲜园艺产品保鲜措施有物理保鲜、化学保鲜和生物保鲜等方法。物理贮藏保鲜方法主要是改变贮藏环境来实现保鲜目的，通过调节温度、湿度、气压以及气体成分，使得采后生鲜园艺产品货架期延长，延缓生鲜园艺产品品质劣变，保持其品质。其中低温贮藏、气调贮藏最为常用。化学保鲜目前在生鲜园艺产品保鲜中常用的方法主要有吸附、浸泡熏蒸保鲜剂等，常用的保鲜剂主要有1-甲基环丙烯(1-MCP)，二氧化氯、二氧化硫、亚硫酸盐、柠檬酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、氯化钙、氯化锌、乳酸钙、EDTA等；其中1-MCP通过与植物细胞中的乙烯受体结合，并通过抑制乙烯生物合成相关基因的表达水平来抑制果实的乙烯作用，从而清除生鲜园艺产品采后贮藏释放的多余的乙烯，有效地延迟生鲜园艺产品成熟和软化过程，延长生鲜园艺产品的贮藏寿命。虽然化学保鲜剂使用简便，价格较低，但是化学保鲜剂可能引起的各种残留甚至毒性等安全性问题一直备受消费者的质疑。
生物保鲜是目前的研究热点，并且是一种较为安全、绿色、环保的保鲜措施，因2,3-丁二酮天然存在，本发明中使用2,3-丁二酮保鲜就属于生物保鲜。世界各地的消费者越来越关注营养成分更高的生鲜园艺产品的安全性和质量，以及使用天然化合物代替合成化学品来保存生鲜园艺产品。生物保鲜剂代替化学保鲜剂是目前与未来生鲜园艺产品质量保鲜的发展趋势。然而生物保鲜剂的保鲜效果往往较差，到目前为止，鲜有可以代替化学保鲜剂的纯生物保鲜剂，而用于生鲜园艺产品可以达到化学保鲜剂效果的抗衰老、防褐变、防失水和保持鲜度的生物保鲜剂尚未见报道。
美国专利文献US 20160057998A1，Lidster等从精油中提取的至少两种挥发性化合物，其中至少一种是从肉桂醛、双乙酰和乙酸中选择的杀菌剂，另一种是从异硫氰酸烯丙基、己醛、百里香酚和2-壬烷中选择的杀菌剂。这种抗菌混合物可以抑制密闭容器中的细菌和真菌病原体，这些病原体会对易腐农产品的保质期产生负面影响，这种抗菌混合物浓度足够低，可以避免对封闭运输和储存系统中储存的农产品产生植物毒性。但是，该专利采用的是将两种挥发性化合物组合作为抗菌剂，通过抑制细菌和真菌病原体，延长农产品保质期。Calvo等用3株枯草芽孢杆菌，鉴定了12-15种挥发性有机物，利用鉴定出的挥发性有机化合物研究对采后真菌病原菌的抑菌活性，该文献将柑橘接种P.italicum，苹果接种P.expansum，分别用0.01、0.025以及0.05ml/L 2,3-丁二酮处理柑橘，0.01、0.02以及0.05mL/L 2,3-丁二酮处理苹果，能达到一定的抑菌效果，最低抑菌浓度为0.005～0.125mL/L，可用于预防灰霉病(Calvo,Mendiara,Arias,Gracia,Blanco,&Venturini,Antifungal activity of the volatile organic compounds produced byBacillusvelezensisstrains against postharvest fungal pathogens，PostharvestBiology and Technology[J].166(2020)111208)。该文献也是利用2,3-丁二酮的抑菌性实现对苹果以及柑橘的防腐效果。
另外中国专利文献CN 104824121 A(201510259221.5)一种火鸡肉表面喷涂用保鲜剂，由以下重量份配比的原料制备而成：草酰乙酸30-36份，N,N-二甲基琥珀酰胺酸20-24份，乙基乙酰亚胺盐酸盐13-17份，5-氨基乙酰丙酸盐酸盐22-26份，L-亮氨酰胺盐酸盐8-14份，乙酰柠檬酸三乙酯16-22份，1-脱氧-1-[甲基(十四烷酰基)氨基]-D-葡糖醇24-30份，2,3-丁二酮10-16份，1,4-丁二醇二乙酸酯20-24份。可有效维持肉质颜色，保证肉的质量,保鲜效果好。该火鸡肉表面喷涂用保鲜剂，对火鸡肉可直接清洗使用，在不损伤火鸡肉营养成分的同时，还能保证火鸡肉鲜嫩的质感，适于在肉制品保鲜剂领域中广泛推广应用。但是，宰杀后动物食品的保鲜和生鲜园艺产品等植物采后保鲜有着根本的不同。首先，原理上不同，宰杀后的动物已经失去生命，已无呼吸等基本的生命代谢活动，宰杀后的生鲜动物食品不能再以保持身体健康和正常生命活动的策略保鲜(活的动物其肉最鲜)，只能是采取抑菌、直接抑制其不良化学变化或者物理变化保鲜。而生鲜果蔬等生鲜植物仍然是完整达到生命体，有基本和正常的生命活动，比如呼吸仍在进行，衰老仍在发生，正常代谢互动仍进行复杂调控。从基因表达、转录、翻译到蛋白修饰和代谢产物的合成、降解仍在进行。采后保鲜主要是通过一系列生物途径的调控防止衰老、保持健康和控制蒸腾失水(与肉表面的失水不同)实现。一句话，肉的保鲜是对变化因素的直接作用和控制，而生鲜园艺产品的保鲜主要是对变化因素的间接调控作用。其次，肉的颜色保持和生鲜园艺产品等植物的颜色保持原理和策略也大不相同。肌红蛋白是肉的主要呈色物质，其含量的高低和所处的化学状态决定着肉的色泽，保持肉的颜色，就是采取措施直接作用于肌红蛋白。而生鲜园艺产品的颜色变化是叶绿素、类胡萝卜素和花青素等色素的变化，保持颜色是通过调控引起这些色素变化的上游因子比如乙烯、脱落酸、茉莉酸的合成或转导来间接抑制下游色素的变化，从而在表型上延缓衰老。再次，两者失水的原理和防止策略也不同。肉很大程度上已经失去了表面的皮保护组织，而采后的生鲜园艺产品和采前的植物一样，仍有比较完整的表皮保护组织，其失水受组织行为比如气孔、皮孔和角质层、蜡质层的调控，与一般的失水过程不同。另外，该专利保鲜剂成分复杂。
可见，现有技术没有简单、有效的应用于保持采后生鲜园艺产品品质方法的相关报道。
发明内容
为了解决现有技术中存在的生鲜园艺产品易失水、衰老、褐变导致的品质降低问题，本发明提供一种采后生鲜园艺产品的保鲜方法，该方法高效、安全、环保，且工艺简单、操作方便。
我们进行了大量的实验来研究如何保持生鲜园艺产品的品质，发现2,3-丁二酮在保持采后生鲜园艺产品品质，延长其保鲜时间方面有着意想不到的效果。2,3-丁二酮又称双乙酰，联乙酰，存在于细菌释放的挥发性化合物中，也天然存在于葡萄酒、白兰地、香醋、烘焙咖啡、蜂蜜以及许多其他发酵食品中。美国食品和药物管理局允许将2,3-丁二酮添加到食品中，并且没有数据表明食物中摄入2,3-丁二酮会对人体健康造成危害。
2,3-丁二酮可用于配制奶油香精，是生产吡嗪类香料的主要原料。GB 2760-96规定2,3-丁二酮为暂时允许使用的食用香料。主要用于配制奶油、干酪发酵风味和咖啡等型香精。是奶油、人造奶油、干酷和糖果的增香剂，也可用于牛奶、乳酪及其他一些香味中，如在浆果、焦糖、巧克力、咖啡、樱桃、香荚兰豆、蜂蜜、可可、果香、酒香、烟香、朗姆、坚果、杏仁、生姜等。还可以微量用于化妆用鲜果香或新型香精中。2,3-丁二酮属于安全、可靠的生物保鲜剂。
本发明中所述的“采后生鲜园艺产品的保鲜”指的是延缓衰老、减少采后生鲜园艺产品失水、保持颜色、保持硬度，抑制褐变。所述保鲜即延缓生鲜园艺产品采后因离体导致的营养、供养中断，能量亏缺，或者采后因机械伤害而导致的生鲜园艺产品组织褐变、失水或者黄化等现象。保鲜时间，即保持采后生鲜园艺产品食用品质或者商品价值的时间。果蔬衰老指的是自然生命过程从诞生到死亡中间的一个时期，是正常死亡之前的阶段，表现为寿命太长而失去正常、健康的代谢活动，而不具有良好食用品质和商品价值的生命阶段。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
2,3-丁二酮在延长采后生鲜园艺产保鲜时间中的用途。
优选的，所述保鲜包括延缓采后生鲜园艺产品衰老、抑制采后生鲜园艺产品受伤后褐变、防止采后生鲜园艺产品黄化或减少采后生鲜园艺产品失水中的一种或几种。
本发明所述黄化是指采后生鲜园艺产品离开母体后，由于叶绿素降解导致的发黄现象。所述褐变指的是，当植物组织破坏后，由于氧的大量侵入，导致的氧化产物琨的积累和进一步聚合及氧化，形成黑色的现象。
优选的，所述生鲜园艺产品包括切割的园艺产品或完整的园艺产品。进一步优选的，所述切割的生鲜园艺产品为经过切割处理的生鲜园艺产品的丝、块、段、片、粉末或者浆液。
优选的，所述园艺产品的种类包括水果、蔬菜、花卉。优选的，生鲜园艺产品切割前的处理还包括清洗、消毒处理。
进一步优选的，所述园艺产品包括西兰花、油菜、莴苣、香菜、结球生菜、康乃馨鲜切花。
进一步优选的，所述园艺产品包括莴苣片、结球生菜丝、切割的西兰花等。
优选的，所述应用方法为使用2,3-丁二酮原液熏蒸处理、或者使用含2,3-丁二酮的溶液短时浸蘸处理生鲜园艺产品、或者将2,3-丁二酮添加到水或者保鲜液中长时间处理生鲜园艺产品。
进一步优选的，当使用2,3-丁二酮原液熏蒸生鲜园艺产品时，密闭空间内2,3-丁二酮的浓度为1～1000μL原液/L空间，进一步优选浓度为5～100μL原液/L空间；最优选的浓度为5～40μL原液/L空间；本发明所述的原液，未特殊说明时均指2,3-丁二酮原液，2,3-丁二酮原液中2,3-丁二酮的含量为≥98％。
或者当使用含2,3-丁二酮的溶液浸蘸生鲜园艺产品，2,3-丁二酮的浓度为10～1200μL原液/L溶液，优选浓度为100～1200μL原液/L溶液。最优选的浓度为500～1200μL原液/L溶液。
进一步优选的，当园艺产品为西兰花时，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间。
当园艺产品为油菜时，最佳熏蒸浓度为7～8μL原液/L空间。
当园艺产品为莴苣时，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间；最佳浸蘸浓度为900～1100μL原液/L溶液；
当园艺产品为香菜时，最佳熏蒸浓度为9～11μL原液/L空间；
当园艺产品为结球生菜时，优选熏蒸浓度为12～40μL原液/L空间，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间。
进一步优选的，当将2,3-丁二酮添加到培养液中培养生鲜园艺产品时，培养液中2,3-丁二酮的浓度为800～1200原液/L溶液。
进一步优选的，当园艺产品为康乃馨时，保鲜处理方法为将2,3-丁二酮配置成一定浓度的保鲜液，将花径插于保鲜液中。保鲜液中2,3-丁二酮的浓度为900～1100μL原液/L溶液。
进一步优选的，所述熏蒸处理时，密闭空间内2,3-丁二酮的浓度为1μL原液/L空间、5μL原液/L空间、6μL原液/L空间、7μL原液/L空间、8μL原液/L空间、10μL原液/L空间、15μL原液/L空间、20μL原液/L空间、25μL原液/L空间、30μL原液/L空间、35μL原液/L空间、40μL原液/L空间、45μL原液/L空间、50μL原液/L空间、100μL原液/L空间、1000μL原液/L空间，或者上述任意两个数值组成的浓度范围，当使用熏蒸方法时，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
进一步优选的，所述浸蘸处理时，2,3-丁二酮溶液浓度为10μL原液/L溶液、20μL原液/L溶液、30μL原液/L溶液、50μL原液/L溶液、100μL原液/L溶液、150μL原液/L溶液、500μL原液/L溶液、600μL原液/L溶液、700μL原液/L溶液、800μL原液/L溶液、900μL原液/L溶液、1000μL原液/L溶液，或者上述任意两个数值组成的浓度范围，当使用浸蘸方法时，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
进一步优选的，所述熏蒸处理时长为1～12小时；所述的浸蘸处理时长为10～30分钟。需要说明的是，本发明所述的浸蘸，其含义包括浸、蘸、浸泡；时间短为蘸，时间长为浸泡，本发明不做特别区分，将生鲜园艺产品浸泡在2,3-丁二酮溶液中的行为统称为浸蘸。
优选的，所述熏蒸、浸蘸的处理温度为0～30℃。进一步优选为4～25℃，更进一步优选为15-25℃。更进一步优选的，所述处理温度为0℃、4℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃，或者任意两个数值组成的温度的范围。
优选的，所述生鲜园艺产品熏蒸或浸蘸的处理时机是：完整的生鲜园艺产品在采后未衰老及未发生明显品质变化前处理或者切割后立即进行保鲜处理。
优选的，所述的保鲜处理，还包括将新鲜生鲜园艺产品使用2,3-丁二酮处理后，放入保鲜袋中常温或者低温储藏。所述储藏温度为4～25℃。
本发明还提供2,3-丁二酮在抑制采后生鲜园艺产品中乙烯的生成中的应用或者2,3-丁二酮在抑制叶绿素降解中的应用。
优选的，上述保鲜处理的储藏方法还包括使用气调包装。
进一步优选的，所述气调包装方法为：将经过处理的新鲜生鲜园艺产品装入保鲜袋内后，一次性充入含体积分数为1.0％的氧气和体积分数为8％二氧化碳的混合气体，袋口热封。优选的保鲜袋为3丝聚乙烯。
本发明还提供一种经上述处理方法处理的生鲜园艺产品。该生鲜园艺产品能够长时间保持园艺产品原色和鲜度，货架期长。
本发明还提供2,3-丁二酮在抑制乙烯生物合成基因ACS、ACO的表达中的应用。
本发明还提供2,3-丁二酮在制备抑制乙烯生物合成基因ACS、ACO的表达的药物中的应用。所述药物为2,3-丁二酮、2,3-丁二酮溶液或者2,3-丁二酮与其他抑制该基因表达的药物的组合物。
本发明还提供2,3-丁二酮在抑制基因LsPAL的表达中的应用。以及2,3-丁二酮在制备抑制基因LsPAL的表达的药物中的应用。所述药物为2,3-丁二酮、2,3-丁二酮溶液或者2,3-丁二酮与其他抑制该基因表达的药物的组合物。
本发明还提供一种鲜切花培养液，所述鲜切花培养液包括供2,3-丁二酮和营养成分。所述营养成分为鲜切花培养液的常见营养成分，包括糖、维生素C、柠檬酸、柠檬酸钠、山梨酸、高锰酸钾等。培养液中2,3-丁二酮的浓度为800～1200原液/L溶液，不同种类鲜花适用的2,3-丁二酮浓度有一定差别。
本发明实施例提供的一个或者多个技术方案，至少具有以下有益效果：
1、效果好，能有效延缓采后生鲜园艺产品衰老，进而表现为保持颜色、减少失水、保持鲜度。经本发明方法处理后的西兰花、莴苣、油菜、香菜等，保鲜时间可延长5天以上。2,3-丁二酮可明显抑制乙烯生物合成关键基因ACO、ACS的基因表达，从而抑制乙烯生成，使得贮藏过程中生鲜园艺产品的乙烯生成量降低，抑制其衰老，从而延缓黄化。
2、本发明方法可抑制生鲜园艺产品因机械伤而导致的组织褐变。2,3-丁二酮通过降低基因LsPAL的表达，降低PAL、PPO酶活，提高POD酶活从而显著抑制生鲜园艺产品的褐变。
3、安全，2,3-丁二酮天然存在于草莓、利马果、番茄中，是常用的食品添加剂。
4、方法简单，易于操作及推广，适于少量样品处理和大生产使用。
附图说明
图1是实施例1中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下的整株西兰花的表型变化图(处理后第4天)；
图2是实施例1中对照组和处理组西兰花中叶绿素a随贮藏时间的变化；
图3是实施例1中对照组和处理组西兰花中叶绿素b随贮藏时间的变化；
图4是实施例1中对照组和处理组西兰花中乙烯生成量随贮藏时间的变化；
图5是西兰花关键基因ACO的溶解曲线；
图6是西兰花关键基因ACS的溶解曲线；
图7是实施例1中对照组和处理组西兰花中抑制乙烯生物合成关键基因ACO的相对表达量随贮藏时间的变化；
图8是实施例1中对照组和处理组西兰花中抑制乙烯生物合成关键基因ACS的相对表达量随贮藏时间的变化；
图9是实施例1中对照组和处理组西兰花失水率随贮藏时间的变化；
图10是实施例1中对照组和处理组西兰花中丙二醛含量随贮藏时间的变化；
图11是实施例2中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下的西兰花小花球表型变化图(处理后第4天)；
图12是实施例3中经2,3-丁二酮或1-MCP处理且于25℃贮藏条件下的西兰花小球表型变化图(处理后第4天)；
图13是实施例4中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下的油菜表型变化图(处理后第4天)；
图14是实施例4中对照组和处理组油菜中叶绿素a随贮藏时间的变化；
图15是实施例4中对照组和处理组油菜中叶绿素b随贮藏时间的变化；
图16是实施例5中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下的切条油菜的表型变化图(处理后第3天)
图17是实施例6中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下的鲜切莴苣片褐变的变化图(处理后第1天)；
图18是实施例7中经2，3-丁二酮处理且于4℃贮藏条件下的鲜切莴苣片褐变的变化图(处理后第12天)；
图19是实施例7中对照组和处理组莴苣中PAL活性随贮藏时间的变化；
图20是实施例7中对照组和处理组莴苣中POD活性随贮藏时间的变化；
图21是实施例7中对照组和处理组莴苣中PPO活性随贮藏时间的变化；
图22是实施例7中对照组和处理组莴苣中PAL相对表达量随贮藏时间的变化；
图23是实施例7中对照组和处理组莴苣中PAL的溶解峰；
图24是实施例8中经2,3-丁二酮不同时间处理，且4℃贮藏条件下的鲜切莴苣片褐变的变化图(处理后第6天)；
图25是实施例8中对照组和2,3-丁二酮熏蒸处理12小时的处理组鲜切莴苣的色差值变化随贮藏时间的变化；
图26是实施例8中对照组和2,3-丁二酮熏蒸处理12小时的处理组鲜切莴苣的色差值变化随贮藏之间的变化；
图27是实施例9中经2,3-丁二酮处理且于4℃贮藏条件下鲜切莴苣片褐变的变化图(处理后第6天)；
图28是实施例10中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下切段香菜表型变化图(处理后第3天)；
图29是实施例10中对照组和处理组的香菜中叶绿素含量随贮藏时间的变化；
图30是实施例11中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下切条结球生菜褐变的变化图(处理后24小时)；
图31是实施例12中经2,3-丁二酮处理且于25℃贮藏条件下康乃馨鲜切花衰老的变化图(处理后第7天)。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于此。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中使用的2,3-丁二酮生产厂家为上海麦克林生化科技有限公司。本发明具体实施例中叶绿素a、叶绿素b的测定方法的参考文献为：张怡,关文强,张娜,等.温度对西兰花抗氧化活性及其品质指标影响[J].食品研究与开发,2011,32(8):156-160.；总叶绿素含量的测定方法的参考文献为：路玲,方艺达,李莉,等.水包油包水双重保鲜乳液对西兰花贮藏品质的影响[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2020(1)；失水率的测定方法的参考文献为MASSOLO J F,
A,CHAVES A R,et al.1-Methylcyclopropene(1-MCP)delays senescence,maintains quality and reducesbrowning of non-climacteric eggplant(Solanum melongenaL.)fruit[J].PostharvestBiology and Technology,2011,59(1)：10-15；PPO酶活测定方法参考文献为：Huang,S.-J.,Lin,S.-Y.,Wang,T.-T.,Hsu,F.-C.,2020.Combining acetic acid and ethanol asan anti-browning treatment for lettuce butt discoloration through repressionof the activity and expression of phenylalanine ammonia lyase.PostharvestBiology and Technology 164；PAL酶活的检测方法参考文献为：Chen,X.,Ren,L.,Li,M.,Qian,J.,Fan,J.,Du,B.,2017.Effects of clove essential oil and eugenol onquality and browning control of fresh-cut lettuce.Food Chem 214,432-439；POD酶活的检测方法参考文献为：Peng,X.,Li,R.,Zou,R.,Chen,J.,Zhang,Q.,Cui,P.,Chen,F.,Fu,Y.,Yang,J.,Xia,X.,2013.Allicin Inhibits Microbial Growth and OxidativeBrowning of Fresh-Cut Lettuce(Lactuca sativa)During Refrigerated Storage.Foodand Bioprocess Technology 7,1597-1605。
本发明具体实施方式中的差异性显著比较为本发明具体实施方式中的差异性显著比较为同时间点内对照组与2,3-丁二酮处理组差异之间的比较，对照组与2,3-丁二酮处理组差异之间的比较，采用SPSS 23.0进行数据分析，LSD法检测(p<0.05)。附图中a、b表示用SPSS23.0软件分析的对照组与实验组的显著性差异，字母相同表示的是无显著性差异。
实施例1
一种采后西兰花的保鲜方法，包括以下步骤：
市场购入的西兰花，挑选花蕾颜色深绿或者浅绿，花球紧实不散，无污染物、无病虫害、无机械伤的花球去除外叶，清洗(可根据需要选择是否清洗)并消毒后放入密闭乐扣盒内进行熏蒸处理，乐扣盒大小为39×28×16cm，对照组为熏蒸浓度为0μL原液/L空间2,3-丁二酮(即不含2,3-丁二酮)，处理组为40μL原液/L空间的2,3-丁二酮。分别于25℃下密闭熏蒸12小时，12小时后开盖通风后，将其放置于PE袋中25℃贮藏，袋口折叠，观察表型(如图1)。处理后第2天，对照组整个花球出现黄化现象，而2,3-丁二酮处理后的花球第4天花球仍翠绿紧实，具有商品价值，保鲜寿命显著延长。试验中观察到，对照组花球先是衰老、黄化，进而出现长霉，而不是先长霉，后衰老。为此明显的是，衰老后失去生命力和对微生物的抗性后，进而开始长霉。所以，本发明中2,3-丁二酮的作用是防止西兰花衰老、保持抗性而抑菌。
西兰花会在贮藏过程中逐渐衰老，其最明显的表型是叶绿素发生降解从而使得西兰花黄化，如图2、3所示，可以看出，在25℃贮藏条件下，随着贮藏时间的增长，叶绿素a、叶绿素b的含量整体上是呈现逐渐下降趋势，但2,3-丁二酮处理后的西兰花会在贮藏过程中维持较高的叶绿素含量，从而使得西兰花在贮藏过程中仍然呈现绿色，一定程度上延缓了西兰花黄化，这与附图1的表型变化相一致。
西兰花衰老与乙烯密切相关，由图4的数据说明，随着贮藏时间的延长，2,3-丁二酮能明显降低贮藏过程中乙烯的产生量，从而抑制西兰花衰老，延缓西兰花黄化，下面将从基因层面进一步分析2,3-丁二酮延长保鲜的原因：
表1西兰花RT-qPCR定量引物序列表
表2 RT-qPCR反应体系
使用康为世纪MLtraSYBR Mixture(目录号CW0957M)试剂盒，按照上述体系加入设计好的引物和模板cDNA等物质，在所述程序下进行荧光定量PCR实验。RT-qPCR扩增程序：95℃预变性10min，然后进行以下循环；95℃变性15s，60℃退火和延伸1min，共进行40个循环，最后65-95℃制备溶解曲线。图5、6分别为BoActin以及BoACO、BoACS的溶解曲线。
由图7、8数据可知，2,3-丁二酮处理西兰花后会明显抑制乙烯生物合成关键基因ACO、ACS的基因表达，从而抑制乙烯生成，使得贮藏过程中西兰花的乙烯生成量降低，抑制西兰花衰老，从而延缓西兰花黄化。
由图9、10表明，随着贮藏时间的增长，西兰花的失水率及丙二醛(MDA)含量整体呈现上升趋势，但2,3-丁二酮处理后的西兰花能明显抑制西兰花的失水，使MDA含量维持在较低水平，而衰老导致MDA上升。由此可见，2，3-丁二酮处理能延缓MDA的积累，减少膜损伤，从而一定程度上抑制西兰花贮藏过程中的失水问题，从而保持西兰花良好的感官品质，这与附图1表型变化相一致。
实施例2
一种采后西兰花的保鲜方法，包括以下步骤：
按照实施例1要求挑选、清洗并晾干西兰花，用消毒后的不锈钢刀将西兰花切成大小均一，约9-13cm的小花球，挑选西兰花小花球300g，消毒沥水后放置于31×22×13cm的乐扣盒中，内含有0μL原液/L空间(作为对照)、1μL原液/L空间、5μL原液/L空间、10μL原液/L空间、20μL原液/L空间、40μL原液/L空间的2,3-丁二酮原液进行25℃密闭熏蒸处理，熏蒸时间为12小时，熏蒸结束后通风，25℃条件下贮藏于乐扣盒内，观察西兰花小花球黄化情况(如图11)。处理后第2天，对照西兰花小花球已经明显黄化且有失水现象，1μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的西兰花小花球在处理后第2天轻微黄化，5μL原液/L空间、10μL原液/L空间、20μL原液/L空间、40μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的西兰花小花球在处理后第2天仍为绿色且不失水，仍具有商品价值，保鲜时间显著延长，且在上述浓度范围内，2,3-丁二酮溶液浓度越高，保鲜效果越明显。确定优选浓度范围是在西兰花不受伤害且保鲜效果明显的基础上，优选最低浓度。按照上述原则，本发明中，西兰花优选熏蒸浓度为20μL原液/L空间。
实施例3
一种采后西兰花小花球的保鲜方法，包括以下步骤：
按照实施例2取得的西兰花小花球300g，放置于31×22×13cm的乐扣盒内，使用0μL原液/L空间(作为对照)、40μL原液/L空间2,3-丁二酮，1ppm的1-MCP(目前常用的浓度)25℃密闭熏蒸西兰花小花球12小时，之后开盖通风，将西兰花小花球保存在乐扣盒内防止失水，25℃贮藏，观察表型(如图12)。处理后第2天，对照已经开始明显黄化，处理后第4天对照的西兰花小花球出现腐烂现象，但1-MCP处理以及2,3-丁二酮处理的西兰花小花球在处理后第4天仍为翠绿色，且无异味。40μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的西兰花小花球与1-MCP处理的西兰花小花球保鲜效果接近。但1-MCP是化学合成试剂，存在化学残留等不安全因素，而2,3-丁二酮是天然存在成分，具有安全、环保的特性。
本发明方法通过2,3-丁二酮延缓了果蔬的衰老，从源头上保持了抗性和对微生物的抵抗能力，从而使得微生物难以侵染，并非直接利用其抑菌作用进行防腐。1-MCP的保鲜机理是作为乙烯受体抑制剂从而直接抑制乙烯的作用，而本发明中，2,3-丁二酮对乙烯受体无明显抑制作用，而是通过抑制乙烯合成基因，抑制乙烯的产生从而延缓衰老，达到保鲜效果。在生物体内，乙烯的产生和乙烯的作用是两个不同的过程。
实施例4
一种采后生鲜油菜的保鲜方法，包括以下步骤：
市场购入的油菜，挑选叶子翠绿无黄叶，无病虫害，无污染物，无机械伤的油菜，清洗后晾干表面水分，将晾干后的油菜叶柄用消毒后的小刀切下，挑选100g，平铺到31×22×13cm的乐扣盒内，将0μL原液/L空间2,3-丁二酮(作为对照)，8μL原液/L空间2,3-丁二酮，25℃密闭熏蒸处理12小时后开盖通风后，25℃贮藏于乐扣盒内，观察表型(如图13)。24小时后对照油菜已经开始轻微变黄，72小时后油菜黄化面积大于60％，而2,3-丁二酮处理后的油菜仍然为翠绿色，且不失水，具有商品价值，处理后第4天，对照已经开始出现腐烂异味，而2,3-丁二酮处理后油菜仍翠绿，具有商品价值，显著延长了油菜的保鲜期。
相关数据如下：
由图14、15的数据表明，2,3-丁二酮处理后能使油菜叶片处于较高的叶绿素水平，从而延缓油菜叶片黄化，这与附图13的表型相对应。
实施例5
一种采后生鲜油菜的保鲜方法，包括以下步骤：
挑选实施例4的油菜，将油菜叶子切割成大小均匀的条形，挑选50g切割后的油菜，放置于31×22×13cm的乐扣盒内，将0μL原液/L空间2,3-丁二酮(作为对照)，6μL原液/L空间、7μL原液/L空间2,3-丁二酮均匀滴加到乐扣盒四周，25℃密闭熏蒸12小时，开盖通风，将乐扣盒内的油菜放于3丝PE袋中25℃贮藏，观察表型(如图16)。处理24小时后，对照开始明显变黄并开始失水，2,3-丁二酮处理的仍为绿色且未失水；处理72小时后，对照开始严重变黄并且严重失水，2,3-丁二酮处理的仍为绿色且未失水，具有商品价值，保鲜期明显延长，且7μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的效果要优于6μL原液/L空间。油菜切片的最佳熏蒸浓度是：2，3-丁二酮施加后能达到保鲜效果且不对油菜叶片产生伤害，在其中优选最低浓度；浓度不是越高越好，浓度高了会对油菜叶片产生伤害。本发明中，油菜熏蒸处理的较佳浓度为7～8μL原液/L空间。
实施例6
一种采后生鲜莴苣的保鲜方法，包括以下步骤：
新鲜莴苣挑选后先清洗，清洗后用200ppm次氯酸钠或其他消毒剂消毒5分钟，削皮切成厚薄均匀的莴苣片，并用50ppm次氯酸钠或者其他消毒剂消毒，沥净表面水分，之后平铺于31×22×13cm的乐扣盒中，用0(作为对照)、1μL原液/L空间、5μL原液/L空间、10μL原液/L空间的2,3-丁二酮原液进行25℃密闭熏蒸12小时，12小时后开盖通风，25℃贮藏于乐扣盒中，观察表型(如图17)。处理24小时后对照莴苣开始褐变且明显失水，1μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的莴苣片轻微褐变且未出现明显失水现象，5μL原液/L空间、10μL原液/L空间2,3-丁二酮处理后均未褐变，仍呈现翠绿色且未失水，处理72小时后对照已经严重褐变且严重失水，5μL原液/L空间、10μL原液/L空间2,3-丁二酮处理后未褐变且未失水，且在上述浓度范围内，随着2,3-丁二酮浓度升高，抑制褐变效果更佳。本发明中，莴苣熏蒸处理的较佳浓度为5～10μL原液/L空间。
实施例7
一种采后生鲜莴苣的保鲜方法，包括以下步骤：
新鲜莴苣挑选后先清洗，清洗后用200ppm次氯酸钠或其他消毒剂消毒5分钟，削皮切成厚薄均匀的莴苣片，并用50ppm次氯酸钠或者其他消毒剂消毒，沥净表面水分，之后平铺于31×22×13cm的乐扣盒中，用0(作为对照)，20μL原液/L空间的2,3-丁二酮原液进行4℃密闭熏蒸12小时，12小时后开盖通风，将莴苣片均匀地装入PE袋中，袋口折叠，4℃贮藏观察莴苣褐变情况(如图18)。处理后第2天，对照组莴苣片周围开始出现轻微褐变，此时20μL原液/L空间的2,3-丁二酮原液处理的莴苣片未出现任何褐变现象，处理后第6天，对照组莴苣褐变加剧，颜色加深，变为暗红色，而此时2，3-丁二酮处理的莴苣片仍为鲜亮的绿色；处理后第12天，对照组莴苣片严重褐变，2,3-丁二酮处理的莴苣片仍为翠绿色且具有商品价值，显著抑制了莴苣的褐变。本实施例选择20μL原液/L空间2,3-丁二酮处理条件分析2,3-丁二酮对生鲜园艺产品褐变的抑制机理。
莴苣经切割处理后，破坏了莴苣组织的细胞空间区域，使得酶与底物直接接触，发生各种生理生化反应，从而导致莴苣组织褐变、质地劣变、细胞膜被破坏、细胞壁被分解以及产生异味，其中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)与鲜切莴苣褐变密切相关。由图19～23的数据可知，随着贮藏时间的延长，2,3-丁二酮处理后会使得莴苣的PPO酶活维持在较低的水平。而由数据可以看出，2,3-丁二酮处理后会在贮藏第2天就十分显著地降低了莴苣的PAL酶活，通过基因分析，发现2,3-丁二酮作用1h就显著降低了基因LsPAL的表达。莴苣被切割后会诱导激活活性氧，导致加速莴苣氧化，而2,3-丁二酮处理后会使得切割后的莴苣维持较高的POD酶活，具有较高的抗氧化性。因此，2,3-丁二酮通过降低PAL、PPO酶活，提高POD酶活从而显著抑制鲜切莴苣的褐变。
表3莴苣RT-qPCR引物序列表
莴苣RT-qPCR扩增程序如上述西兰花ACS、ACO基因表达RT-qPCR扩增程序一致。图23为LsActin以及LsPAL的溶解曲线。
实施例8
一种采后生鲜莴苣的保鲜方法，包括以下步骤：
新鲜莴苣去皮切成厚薄均匀的莴苣片，消毒后平铺于31×22×13cm的乐扣盒内，用20μL原液/L空间的2,3-丁二酮在4℃分别密闭熏蒸1小时、2小时、4小时、8小时、12小时，对照组为0μL原液/L空间2,3-丁二酮在4℃分别密闭放置1小时、2小时、4小时、8小时、12小时，各处理时间到后开盖通风，将莴苣片均匀地装入PE袋中，袋口折叠，4℃贮藏观察莴苣褐变情况(图24)。处理后第2天，对照组莴苣片开始发生褐变，此时2,3-丁二酮处理的莴苣未有褐变情况，处理后第4天，对照组莴苣明显褐变，颜色变为暗红色，且出现失水现象，此时各时间段内2,3-丁二酮处理的莴苣颜色仍为鲜亮的绿色，且未失水；处理后第6天，对照颜色将近于褐色，此时20μL原液/L空间丁二酮处理的莴苣仍为鲜亮的绿色，效果显著，且在上述浓度范围内，随着丁二酮浓度的升高，抑制莴苣褐变的效果更佳。用20μL原液/L空间的2,3-丁二酮在4℃密闭熏蒸1小时、2小时、4小时、8小时、12小时，其抑制莴苣褐变效果为：在一定时间内，时间越长，抑制莴苣褐变效果越明显，即密闭熏蒸12h，效果最好。
利用色差计每隔两天测定贮藏期的鲜切莴苣(20μL原液/L空间的2,3-丁二酮在4℃密闭熏蒸12小时的莴苣)的色差值，a值越高，L值越低，表示莴苣的褐变程度越重，图25、
26的数据显示，随着贮藏时间的延长，a值整体呈现上升趋势，由负值逐渐变为正值，L值整体呈现下降趋势表明莴苣褐变逐渐加剧，而2,3-丁二酮处理后a值始终低于对照组，L值始终高于对照组，说明在整个12d的贮藏期，莴苣均呈现明亮的绿色，十分显著地抑制了鲜切莴苣的褐变，这与图23表型相对应。
实施例9
一种采后生鲜莴苣的保鲜方法，包括以下步骤：
新鲜莴苣挑选后先清洗，清洗后用200ppm次氯酸钠或其他消毒剂消毒5分钟，削皮切成厚薄均匀的莴苣片，并用50ppm次氯酸钠或者其他消毒剂消毒，沥净表面水分，然后放入0μL原液/L溶液(作为对照)、10μL原液/L溶液、100μL原液/L溶液、1000μL原液/L溶液的2,3-丁二酮中，于4℃浸泡20分钟，沥净表面水分，并包装入聚乙烯保鲜袋中，袋口折叠，放于4℃冷藏条件下，观察表型(图27)。处理后第2天，对照已经明显褐变，而此时2,3-丁二酮处理的莴苣未褐变，颜色仍为鲜亮的绿色；处理后第6天，对照已经较严重褐变，此时100μL原液/L溶液、1000μL原液/L溶液的2,3-丁二酮处理的莴苣仍为鲜亮的绿色；处理后第12天，对照组莴苣已经严重褐变且腐烂，1000μL原液/L溶液的2,3-丁二酮处理的莴苣仍未褐变且未失水，效果十分显著，且在上述浓度范围内，2,3-丁二酮浓度越高，抑制莴苣褐变的效果越明显。最优浓度为1000μL原液/L溶液。
实施例10
一种采后生鲜香菜的保鲜方法，包括以下步骤：
新鲜香菜清洗消毒后切成段，晾干表面水分后放置于31×22×13cm的乐扣盒内，用0μL原液/L空间(作为对照)、10μL原液/L空间2,3-丁二酮进行25℃密闭熏蒸12小时，12小时后开盖通风，25℃贮藏于保鲜盒内，观察表型(图28)。处理后第3天对照外叶已经开始变黄，2,3-丁二酮处理未出现变黄现象，一定程度上延长了香菜的保鲜期。
香菜的衰老最明显的过程是叶绿素(叶绿素a、b的总含量)发生降解从而表现出叶片黄化，图29数据显示，共测定了贮藏期为4天的叶绿素含量，发现2,3-丁二酮处理后的香菜的叶绿素含量始终高于对照组且维持在较高的水平，明显抑制了香菜的黄化。
实施例11
一种采后生鲜结球生菜的保鲜方法，包括以下步骤：
挑选新鲜、无机械伤、无病虫害、无黄化的结球生菜清洗消毒后，晾干表面水分，切成细条，称取300g，放入31×22×13cm的乐扣盒内，以0μL原液/L空间2,3-丁二酮作为对照，6μL原液/L空间、12μL原液/L空间、20μL原液/L空间、40μL原液/L空间2,3-丁二酮25℃密闭熏蒸处理12小时，12小时后开盖通风，25℃放置于乐扣盒内防止结球生菜失水，观察表型(图30)。12小时后，对照组生菜已经出现明显褐变现象，而此时12μL原液/L空间、20μL原液/L空间、40μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的结球生菜切面未出现褐变，6μL原液/L空间2,3-丁二酮对照的切面轻微褐变；处理24小时后，对照严重褐变，12μL原液/L空间、20μL原液/L空间、40μL原液/L空间2,3-丁二酮处理的结球生菜切面处均未出现褐变现象，且在上述浓度范围内，2,3-丁二酮浓度越高，褐变抑制效果越好。超过该范围继续提高浓度，会对结球生菜造成伤害，没有应用价值。针对不同果蔬，2,3-丁二酮的最佳抑制浓度有一定差异。本实施例中的最佳浓度是20μL原液/L空间。
实施例12
一种采后生鲜康乃馨的保鲜方法，包括以下步骤：
挑选发育状况相对一致，健壮、无病虫害和机械损害，茎秆接近的初绽康乃馨花为试验材料，用剪刀把康乃馨花枝剪成25cm左右的长度，剪去多余的叶片，保留距离花瓣底端5cm以内的叶片。瓶内装有1000ml水(作为对照)、1000μL原液/L水溶液2,3-丁二酮，每瓶放入康乃馨9支，每个处理设置3个重复，放置于22℃条件下，每天为鲜花剪1-2cm花枝，但不更换溶液，观察表型(图31)。处理后第4天，对照花瓣出现萎蔫现象，且花朵边缘发黄，轻微干枯，而此时2,3-丁二酮处理的康乃馨仍花形饱满，花瓣未出现萎蔫干枯现象；处理后第7天，对照花瓣出现严重萎蔫干枯现象，茎秆也严重失水，而此时2,3-丁二酮处理的康乃馨花瓣颜色艳丽，未出现萎蔫干枯现象，且康乃馨花朵能正常开放。经过目前大量的研究，康乃馨对乙烯敏感，乙烯会导致康乃馨的品质恶化及衰老，其中包括花瓣萎蔫、干枯、边缘发黄等一系列变化，而2,3-丁二酮能抑制乙烯的生物合成来降低采后生鲜园艺产品的乙烯产生量，从而延缓采后生鲜园艺产品的衰老，表现在康乃馨上为花瓣能正常开放，未萎蔫干枯。
对鲜切花的保鲜方法是，将2,3-丁二酮配置成一定浓度的培养液，将花径插于培养液中。对于康乃馨的保鲜培养液的最佳浓度为1000μL原液/L水溶液2,3-丁二酮。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.2,3-丁二酮在延长采后生鲜园艺产品保鲜时间中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述保鲜包括延缓采后生鲜园艺产品衰老、抑制采后生鲜园艺产品受伤后褐变、防止采后生鲜园艺产品黄化或减少采后生鲜园艺产品失水中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述生鲜园艺产品包括切割的园艺产品或完整的园艺产品；优选的，所述切割的生鲜园艺产品为经过切割处理的生鲜园艺产品的丝、块、段、片、粉末或者浆液。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述园艺产品的种类包括水果、蔬菜、花卉；
优选的，所述园艺产品包括西兰花、油菜、莴苣、香菜、结球生菜、康乃馨鲜切花；进一步优选的，所述园艺产品包括莴苣片、结球生菜丝、切割的西兰花；
优选的，生鲜园艺产品切割前的处理还包括清洗、消毒处理。
5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，使用2,3-丁二酮原液熏蒸处理、或者使用含2,3-丁二酮的溶液短时浸蘸处理生鲜园艺产品、或者将2,3-丁二酮添加到水或者保鲜液中长时间处理生鲜园艺产品。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当使用2,3-丁二酮原液熏蒸生鲜园艺产品时，密闭空间内2,3-丁二酮的浓度为1～1000μL原液/L空间，进一步优选浓度为5～100μL原液/L空间；最优选的浓度为5～40μL原液/L空间；
或者当使用含2,3-丁二酮的溶液浸蘸生鲜园艺产品，2,3-丁二酮的浓度为10～1200μL原液/L溶液，优选浓度为100～1200μL原液/L溶液；最优选的浓度为500～1200μL原液/L溶液。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，当园艺产品为西兰花时，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间；
当园艺产品为油菜时，最佳熏蒸浓度为7～8μL原液/L空间；
当园艺产品为莴苣时，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间，最佳浸蘸浓度为900-1100μL原液/L溶液；
当园艺产品为香菜时，最佳熏蒸浓度为9～11μL原液/L空间；
当园艺产品为结球生菜时，优选熏蒸浓度为12～40μL原液/L空间，最佳熏蒸浓度为18～22μL原液/L空间。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，当将2,3-丁二酮添加到培养液中处理生鲜园艺产品时，培养液中2,3-丁二酮的浓度为800～1200原液/L溶液；
优选的，当园艺产品为康乃馨时，保鲜处理方法为将2,3-丁二酮配置成一定浓度的培养液，将花径插于培养液中。培养液中2,3-丁二酮的浓度为900～1100μL原液/L溶液。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述熏蒸处理时长为1～12小时；所述的浸蘸处理时长为10-30分钟。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述熏蒸、浸蘸的处理温度为0～30℃；优选为4～25℃，更进一步优选为15～25℃。
11.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述生鲜园艺产品熏蒸或浸蘸的处理时机是：完整的生鲜园艺产品在采后未衰老及未发生明显品质变化前处理或者切割后立即进行保鲜处理。
12.2,3-丁二酮在抑制采后生鲜园艺产品乙烯生成中的应用或者2,3-丁二酮在抑制采后生鲜园艺产品中叶绿素降解中的应用。
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