大氣壓低溫等離子體:解鎖采后藍(lán)莓品質(zhì)與真菌多樣性密碼_第1頁
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大氣壓低溫等離子體:解鎖采后藍(lán)莓品質(zhì)與真菌多樣性密碼一、引言1.1研究背景藍(lán)莓(Vacciniumspp.)作為一種極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的水果,近年來在全球范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。藍(lán)莓富含黃酮、維生素以及花色苷等生物活性物質(zhì),具有低脂肪、低糖的特性,抗氧化能力特別強(qiáng),能起到延緩衰老、提高機(jī)能免疫力的功效,享有“漿果之王”的美譽(yù)。其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)成分滿足了消費(fèi)者對(duì)健康食品的追求,市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)。然而,藍(lán)莓采后保鮮面臨著諸多挑戰(zhàn)。藍(lán)莓在夏季成熟,果皮非常薄且水分含量高,采摘后在常溫下呼吸作用旺盛,容易釋放催熟成分乙烯,導(dǎo)致果實(shí)快速成熟、變軟直至腐爛。同時(shí),溫度、濕度等環(huán)境因素對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)影響顯著,若儲(chǔ)存溫度過高,會(huì)加速腐爛和軟化;而溫度過低或冷卻不及時(shí),則可能導(dǎo)致果實(shí)僵硬或風(fēng)味受損。此外,藍(lán)莓在采摘、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中極易受到機(jī)械損傷,從而為微生物的侵染提供途徑,進(jìn)一步加劇果實(shí)的腐敗變質(zhì)。這些問題嚴(yán)重限制了藍(lán)莓的市場(chǎng)流通范圍和貨架期,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,開發(fā)有效的藍(lán)莓采后保鮮技術(shù)迫在眉睫。傳統(tǒng)的藍(lán)莓保鮮方法,如低溫冷藏、氣調(diào)貯藏、涂膜處理和化學(xué)保鮮等,雖在一定程度上能夠延長(zhǎng)藍(lán)莓的保鮮期,但也存在各自的局限性。低溫冷藏需要消耗大量的能源,且對(duì)設(shè)備要求較高;氣調(diào)貯藏成本高昂,操作復(fù)雜;涂膜處理可能會(huì)影響果實(shí)的口感和外觀;化學(xué)保鮮則面臨著食品安全和環(huán)境污染等問題。因此,尋找一種高效、安全、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的新型保鮮技術(shù)成為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。大氣壓低溫等離子體技術(shù)(AtmosphericColdPlasma,ACP)作為一種新興的非熱加工技術(shù),近年來在食品保鮮領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。ACP能夠在常溫常壓下使氣體發(fā)生電離,產(chǎn)生包含電子、離子、自由基、激發(fā)態(tài)分子和紫外線等多種活性成分的等離子體。其中,活性氧氮物種(ReactiveOxygenandNitrogenSpecies,RONS)被認(rèn)為是等離子體中主要的抗菌物質(zhì),可以滅活多種微生物,且大多數(shù)RONS使用壽命較短,幾乎不會(huì)在食品上殘留。此外,ACP處理還具有操作簡(jiǎn)便、處理時(shí)間短、能耗低等優(yōu)點(diǎn),能夠在保證食品安全的同時(shí),最大程度地保留食品的營(yíng)養(yǎng)成分和品質(zhì)特性。目前,已有一些關(guān)于ACP對(duì)藍(lán)莓保鮮效果的研究報(bào)道。這些研究表明,ACP處理能有效抑制藍(lán)莓在貯藏期間內(nèi)自然附生微生物生長(zhǎng)和藍(lán)莓腐敗率,對(duì)灰霉病菌的離體孢子萌發(fā)和菌絲生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用,同時(shí)可以有效降低采后貯藏過程中接種灰霉病菌藍(lán)莓的腐敗率。在采后品質(zhì)方面,短時(shí)間(≤5min)ACP處理對(duì)果實(shí)硬度、pH、ORP和花青素濃度影響較小,可使果實(shí)顏色變暗、脂質(zhì)過氧化降低,整體改善了果實(shí)采后品質(zhì)。然而,現(xiàn)有的研究仍存在一定的局限性,如對(duì)ACP處理后藍(lán)莓表面真菌多樣性的變化研究較少,對(duì)ACP影響藍(lán)莓品質(zhì)的作用機(jī)制尚未完全明確等。綜上所述,本研究旨在深入探究大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓品質(zhì)及表面真菌多樣性的影響,明確ACP處理在藍(lán)莓保鮮中的作用效果和潛在機(jī)制,為ACP技術(shù)在藍(lán)莓采后保鮮中的實(shí)際應(yīng)用提供更全面、深入的理論依據(jù)和技術(shù)支持,以推動(dòng)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2研究目的與意義本研究旨在深入探究大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓品質(zhì)及表面真菌多樣性的影響,為藍(lán)莓采后保鮮提供新的理論依據(jù)和技術(shù)方法。具體研究目的包括:一是系統(tǒng)分析不同處理?xiàng)l件下大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓外觀品質(zhì)(如顏色、光澤度)、質(zhì)地品質(zhì)(硬度、脆度)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(維生素含量、可溶性固形物含量)以及風(fēng)味品質(zhì)(揮發(fā)性物質(zhì)組成)的影響規(guī)律,明確其在保持藍(lán)莓品質(zhì)方面的作用效果;二是運(yùn)用高通量測(cè)序等技術(shù),全面解析大氣壓低溫等離子體處理前后藍(lán)莓表面真菌群落結(jié)構(gòu)和多樣性的變化,揭示其對(duì)藍(lán)莓表面微生物生態(tài)的影響機(jī)制;三是綜合品質(zhì)和微生物多樣性的研究結(jié)果,探討大氣壓低溫等離子體在藍(lán)莓采后保鮮中的潛在應(yīng)用價(jià)值,為該技術(shù)在藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。本研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。從理論層面來看,目前關(guān)于大氣壓低溫等離子體對(duì)藍(lán)莓保鮮的研究仍存在諸多空白和不足,尤其是對(duì)其影響藍(lán)莓表面真菌多樣性的研究尚顯薄弱。本研究通過深入探究大氣壓低溫等離子體對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)及表面真菌多樣性的影響,有助于進(jìn)一步完善該技術(shù)在水果保鮮領(lǐng)域的作用機(jī)制,豐富和拓展食品保鮮的理論體系,為后續(xù)相關(guān)研究提供新的思路和方法。在實(shí)際應(yīng)用方面,藍(lán)莓作為一種高附加值的水果,其采后保鮮問題直接關(guān)系到產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本研究的成果將為藍(lán)莓采后保鮮提供一種新的、高效安全的技術(shù)手段,有助于解決傳統(tǒng)保鮮方法存在的弊端,如化學(xué)保鮮的殘留問題、低溫冷藏的高成本問題等。通過應(yīng)用大氣壓低溫等離子體技術(shù),可以有效延長(zhǎng)藍(lán)莓的保鮮期,降低腐爛率,保持果實(shí)的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分,從而減少采后損失,提高藍(lán)莓的市場(chǎng)流通性和經(jīng)濟(jì)效益。這不僅有利于推動(dòng)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,還能為消費(fèi)者提供更加新鮮、安全、營(yíng)養(yǎng)的藍(lán)莓產(chǎn)品,滿足人們對(duì)高品質(zhì)水果的需求。二、相關(guān)理論基礎(chǔ)2.1大氣壓低溫等離子體技術(shù)概述2.1.1技術(shù)原理大氣壓低溫等離子體技術(shù)是在常溫常壓的環(huán)境條件下,借助外加電場(chǎng)的作用使氣體發(fā)生電離,進(jìn)而產(chǎn)生包含電子、離子、自由基、激發(fā)態(tài)分子和紫外線等多種活性成分的等離子體。其核心原理基于氣體放電理論,當(dāng)外加電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到氣體的擊穿閾值時(shí),氣體中的部分電子會(huì)獲得足夠的能量,擺脫原子核的束縛而成為自由電子,這些自由電子在電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng),并與氣體分子發(fā)生碰撞。在碰撞過程中,自由電子將自身能量傳遞給氣體分子,使其激發(fā)、電離或解離,從而產(chǎn)生大量的帶電粒子和活性物種,形成等離子體。以常見的介質(zhì)阻擋放電(DielectricBarrierDischarge,DBD)為例,該放電形式通常由兩個(gè)平行電極組成,其中至少一個(gè)電極表面覆蓋有絕緣介質(zhì)層。當(dāng)在兩電極間施加交流高壓時(shí),由于絕緣介質(zhì)層的存在,放電過程中會(huì)形成微放電通道,這些微放電通道在空間和時(shí)間上隨機(jī)分布,使得等離子體在較大面積上均勻產(chǎn)生。在微放電通道內(nèi),電子在電場(chǎng)作用下高速運(yùn)動(dòng),與氣體分子頻繁碰撞,引發(fā)一系列復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生豐富的活性成分,如羥基自由基(?OH)、超氧陰離子自由基(?O??)、單線態(tài)氧(1O?)等活性氧物種,以及一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO?)等活性氮物種。這些活性成分具有極強(qiáng)的化學(xué)活性,能夠與微生物細(xì)胞、有機(jī)分子等發(fā)生反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)殺菌、保鮮等功能。2.1.2特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)大氣壓低溫等離子體技術(shù)相較于傳統(tǒng)的保鮮和加工技術(shù),具有多方面顯著的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì),使其在食品保鮮領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在高效性方面,該技術(shù)能夠在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量高活性的粒子,這些粒子能夠迅速與目標(biāo)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在殺菌過程中,活性氧氮物種可以快速破壞微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及細(xì)胞內(nèi)的生物大分子,如蛋白質(zhì)和核酸,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多種微生物的高效滅活,包括細(xì)菌、真菌和病毒等。研究表明,在適宜的處理?xiàng)l件下,大氣壓低溫等離子體能夠在幾分鐘內(nèi)使食品表面的微生物數(shù)量降低幾個(gè)數(shù)量級(jí),有效延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。從經(jīng)濟(jì)性角度來看,大氣壓低溫等離子體技術(shù)在常溫常壓下即可運(yùn)行,無需像傳統(tǒng)的高溫殺菌或低溫冷藏技術(shù)那樣,需要耗費(fèi)大量能量來維持高溫或低溫環(huán)境。這不僅降低了設(shè)備的運(yùn)行成本,還減少了對(duì)能源的依賴,符合可持續(xù)發(fā)展的理念。同時(shí),該技術(shù)設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,操作便捷,可連續(xù)化生產(chǎn),進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率,降低了單位產(chǎn)品的處理成本。生態(tài)友好性也是該技術(shù)的一大突出優(yōu)勢(shì)。由于其主要依靠活性成分與物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)功能,避免了使用化學(xué)添加劑和消毒劑,減少了化學(xué)殘留對(duì)環(huán)境和人體健康的潛在危害。而且,在處理過程中,產(chǎn)生的活性成分大多會(huì)在短時(shí)間內(nèi)自行分解,不會(huì)在食品或環(huán)境中積累,真正實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保的加工過程。此外,大氣壓低溫等離子體技術(shù)在殺菌過程中幾乎不會(huì)在食品上留下任何殘留,克服了傳統(tǒng)化學(xué)保鮮方法中化學(xué)藥劑殘留的問題,保證了食品的安全性和品質(zhì)。同時(shí),該技術(shù)對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)影響較小,能夠最大程度地保留食品原有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、口感和色澤,滿足消費(fèi)者對(duì)天然、健康食品的需求。2.2采后藍(lán)莓品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)及意義2.2.1外觀品質(zhì)指標(biāo)果實(shí)硬度是衡量藍(lán)莓外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。藍(lán)莓在采后貯藏過程中,由于細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的變化以及水分的散失,果實(shí)硬度會(huì)逐漸下降。果實(shí)硬度的降低不僅會(huì)影響藍(lán)莓的外觀,使其變得皺縮、不飽滿,還會(huì)降低其耐貯性和貨架期,增加機(jī)械損傷和微生物侵染的風(fēng)險(xiǎn)。因此,保持較高的果實(shí)硬度對(duì)于維持藍(lán)莓的外觀品質(zhì)和商品價(jià)值至關(guān)重要。顏色也是藍(lán)莓外觀品質(zhì)的關(guān)鍵體現(xiàn)。藍(lán)莓果實(shí)的顏色主要由其所含的花色苷等色素決定,成熟的藍(lán)莓通常呈現(xiàn)出深藍(lán)色或藍(lán)紫色。在貯藏過程中,由于氧化作用、微生物污染等因素,藍(lán)莓的顏色可能會(huì)發(fā)生變化,如顏色變淺、出現(xiàn)斑點(diǎn)等。這些顏色變化不僅影響消費(fèi)者的視覺感受,還可能暗示著果實(shí)品質(zhì)的下降,因?yàn)轭伾母淖兺殡S著果實(shí)內(nèi)部化學(xué)成分和生理狀態(tài)的變化。光澤度同樣影響著藍(lán)莓的外觀品質(zhì)。新鮮的藍(lán)莓果實(shí)表面通常具有一定的光澤,這是其表皮結(jié)構(gòu)完整、生理活性正常的表現(xiàn)。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果實(shí)表面的蠟質(zhì)層可能會(huì)受到破壞,導(dǎo)致光澤度降低,使藍(lán)莓看起來暗淡無光。光澤度的下降不僅影響藍(lán)莓的美觀,還可能反映出果實(shí)的水分散失和生理衰老,進(jìn)而影響消費(fèi)者對(duì)其品質(zhì)的評(píng)價(jià)。2.2.2營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)含糖量是衡量藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。藍(lán)莓中的糖分主要包括葡萄糖、果糖和蔗糖等,這些糖分不僅是果實(shí)能量的重要來源,還對(duì)藍(lán)莓的口感和風(fēng)味起著關(guān)鍵作用。在采后貯藏過程中,藍(lán)莓的含糖量會(huì)隨著呼吸作用的進(jìn)行而逐漸消耗,導(dǎo)致果實(shí)甜度降低,風(fēng)味變差。因此,保持較高的含糖量對(duì)于維持藍(lán)莓的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和口感具有重要意義。維生素C(Vc)含量是反映藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要參數(shù)。Vc是一種強(qiáng)抗氧化劑,具有多種生理功能,如參與人體的新陳代謝、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防心血管疾病等。藍(lán)莓富含Vc,然而在貯藏過程中,由于氧化作用和酶的活性變化,Vc含量會(huì)逐漸減少。Vc含量的降低不僅會(huì)降低藍(lán)莓的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,還可能影響其抗氧化能力,使果實(shí)更容易受到氧化損傷和微生物侵染?;ㄉ蘸恳彩呛饬克{(lán)莓營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。花色苷是一類廣泛存在于植物中的水溶性色素,具有很強(qiáng)的抗氧化活性,能夠清除體內(nèi)自由基,預(yù)防癌癥、心血管疾病等慢性疾病。藍(lán)莓是富含花色苷的水果之一,其果實(shí)的顏色、抗氧化能力等都與花色苷含量密切相關(guān)。在采后貯藏過程中,由于氧化、酶解等因素,花色苷含量會(huì)逐漸下降,導(dǎo)致果實(shí)顏色變淺、抗氧化能力降低,從而影響藍(lán)莓的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和保健功能。2.2.3生理生化指標(biāo)抗氧化酶活性是反映藍(lán)莓生理狀態(tài)和保鮮效果的重要指標(biāo)。藍(lán)莓中主要的抗氧化酶包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等,它們能夠協(xié)同作用,清除果實(shí)體內(nèi)的活性氧自由基,維持細(xì)胞的氧化還原平衡,從而延緩果實(shí)的衰老和腐爛。在采后貯藏過程中,隨著果實(shí)的成熟和衰老,抗氧化酶活性會(huì)發(fā)生變化。如果抗氧化酶活性降低,果實(shí)體內(nèi)的活性氧自由基就會(huì)積累,導(dǎo)致細(xì)胞膜脂過氧化,加速果實(shí)的衰老和腐爛。因此,保持較高的抗氧化酶活性對(duì)于延長(zhǎng)藍(lán)莓的保鮮期具有重要作用。呼吸速率是衡量藍(lán)莓生理活動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。藍(lán)莓屬于呼吸躍變型果實(shí),在采后貯藏過程中,呼吸速率會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先上升后下降的過程。呼吸作用是果實(shí)消耗能量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的過程,呼吸速率的增加會(huì)加速果實(shí)的成熟和衰老,縮短保鮮期。同時(shí),呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳和熱量如果不能及時(shí)排出,會(huì)導(dǎo)致果實(shí)周圍環(huán)境的氣體成分和溫度發(fā)生變化,進(jìn)一步影響果實(shí)的品質(zhì)和保鮮效果。因此,控制藍(lán)莓的呼吸速率是延長(zhǎng)其保鮮期的關(guān)鍵措施之一。2.3采后藍(lán)莓表面真菌相關(guān)理論2.3.1真菌種類及危害藍(lán)莓在采后貯藏過程中,極易受到多種真菌的侵染,這些真菌會(huì)對(duì)藍(lán)莓的品質(zhì)和貯藏壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。常見的藍(lán)莓采后致病真菌包括灰霉病菌(Botrytiscinerea)、根腐病菌(Phytophthoracinnamomi)、炭疽病菌(Colletotrichumspp.)和青霉病菌(Penicilliumspp.)等。灰霉病菌是藍(lán)莓采后最常見的病原菌之一,它能在低溫環(huán)境下生長(zhǎng)繁殖,對(duì)藍(lán)莓的危害極大。該病菌主要通過傷口或自然孔口侵入果實(shí),在果實(shí)表面形成水漬狀病斑,隨后病斑迅速擴(kuò)展,導(dǎo)致果實(shí)腐爛,并在病部產(chǎn)生大量灰色霉層。在濕度較高的貯藏環(huán)境中,灰霉病菌的傳播速度更快,嚴(yán)重降低藍(lán)莓的商品價(jià)值。根腐病菌主要侵染藍(lán)莓的根系,破壞根系的正常功能,導(dǎo)致植株生長(zhǎng)衰弱,果實(shí)品質(zhì)下降。受根腐病菌侵染的藍(lán)莓,根系會(huì)出現(xiàn)腐爛、變黑的癥狀,吸收水分和養(yǎng)分的能力減弱,進(jìn)而影響果實(shí)的發(fā)育和成熟。在貯藏過程中,感染根腐病菌的藍(lán)莓更容易受到其他病原菌的二次侵染,加速果實(shí)的腐爛。炭疽病菌在高溫高濕的條件下容易滋生,主要危害藍(lán)莓的果實(shí)和枝條。在果實(shí)上,炭疽病菌初期會(huì)形成褐色小斑點(diǎn),隨著病情的發(fā)展,病斑逐漸擴(kuò)大,中央凹陷,表面產(chǎn)生粉紅色黏質(zhì)物,嚴(yán)重時(shí)果實(shí)腐爛脫落。在枝條上,炭疽病菌會(huì)導(dǎo)致枝條枯死,影響植株的生長(zhǎng)和來年的產(chǎn)量。青霉病菌通常在藍(lán)莓受到機(jī)械損傷后侵染果實(shí),在果實(shí)表面形成綠色霉層。青霉病菌分泌的酶類物質(zhì)會(huì)分解果實(shí)的細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)容物,導(dǎo)致果實(shí)軟化、腐爛,失去食用價(jià)值。這些真菌在藍(lán)莓采后貯藏過程中,不僅會(huì)直接導(dǎo)致果實(shí)腐爛,降低藍(lán)莓的產(chǎn)量和品質(zhì),還會(huì)產(chǎn)生一些毒素,如展青霉素等,對(duì)人體健康造成潛在威脅。因此,有效控制藍(lán)莓采后表面真菌的生長(zhǎng)和繁殖,是延長(zhǎng)藍(lán)莓貯藏期、保證藍(lán)莓品質(zhì)安全的關(guān)鍵。2.3.2真菌多樣性研究方法研究采后藍(lán)莓表面真菌多樣性,對(duì)于深入了解藍(lán)莓貯藏過程中的微生物生態(tài),以及制定有效的保鮮措施具有重要意義。目前,常用的研究方法主要包括高通量測(cè)序技術(shù)和傳統(tǒng)培養(yǎng)鑒定方法。高通量測(cè)序技術(shù)是近年來發(fā)展迅速的一種分子生物學(xué)技術(shù),它能夠?qū)Νh(huán)境樣本中的微生物群落進(jìn)行全面、快速的分析。在藍(lán)莓表面真菌多樣性研究中,高通量測(cè)序技術(shù)主要基于核糖體DNA(rDNA)的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(InternalTranscribedSpacer,ITS)進(jìn)行測(cè)序。ITS區(qū)域在真菌中具有高度的保守性和特異性,通過對(duì)ITS區(qū)域的測(cè)序和分析,可以準(zhǔn)確鑒定藍(lán)莓表面存在的真菌種類,并對(duì)其相對(duì)豐度進(jìn)行量化分析。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠檢測(cè)到傳統(tǒng)培養(yǎng)方法難以培養(yǎng)的真菌,大大提高了對(duì)真菌多樣性的認(rèn)識(shí)。利用高通量測(cè)序技術(shù),研究人員發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓表面存在多種潛在的致病真菌和有益真菌,為藍(lán)莓保鮮技術(shù)的研發(fā)提供了新的靶點(diǎn)。傳統(tǒng)培養(yǎng)鑒定方法是研究真菌多樣性的經(jīng)典方法,它通過將藍(lán)莓表面的真菌在特定的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),然后根據(jù)真菌的菌落形態(tài)、顏色、質(zhì)地以及顯微鏡下的形態(tài)特征等,對(duì)真菌進(jìn)行分類鑒定。常用的培養(yǎng)基有馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PotatoDextroseAgar,PDA)、察氏培養(yǎng)基等。這種方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單,成本較低,能夠直觀地觀察到真菌的生長(zhǎng)情況,并且可以獲得純培養(yǎng)物,用于后續(xù)的生理生化特性研究和藥敏試驗(yàn)等。然而,傳統(tǒng)培養(yǎng)鑒定方法存在一定的局限性,由于不同真菌對(duì)培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件的要求不同,一些真菌可能無法在常規(guī)培養(yǎng)基上生長(zhǎng),導(dǎo)致部分真菌種類被遺漏,從而低估了真菌的多樣性。為了更全面、準(zhǔn)確地了解采后藍(lán)莓表面真菌多樣性,在實(shí)際研究中,通常將高通量測(cè)序技術(shù)和傳統(tǒng)培養(yǎng)鑒定方法相結(jié)合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,相互驗(yàn)證,從而獲得更可靠的研究結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法3.1實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)選用的藍(lán)莓品種為“奧尼爾”,該品種屬于南高叢藍(lán)莓,具有早熟、果型大、甜度高、風(fēng)味佳等特點(diǎn),在市場(chǎng)上深受消費(fèi)者喜愛。藍(lán)莓果實(shí)于2023年6月中旬采自山東省青島市某藍(lán)莓種植基地。采摘時(shí),選擇果實(shí)大小均勻、色澤鮮艷、表面無機(jī)械損傷和病蟲害痕跡的藍(lán)莓,并確保果實(shí)成熟度一致,均處于八成熟階段。采摘后的藍(lán)莓立即裝入帶有冰袋的保溫箱中,迅速運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,以減少運(yùn)輸過程中環(huán)境因素對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。本實(shí)驗(yàn)使用的大氣壓低溫等離子體設(shè)備為自主研發(fā)的介質(zhì)阻擋放電等離子體裝置,主要由交流高壓電源、電極系統(tǒng)、氣體供應(yīng)系統(tǒng)和反應(yīng)腔體等部分組成。交流高壓電源能夠提供頻率為20kHz、電壓范圍為0-30kV的交流電,以滿足不同的實(shí)驗(yàn)需求;電極系統(tǒng)采用平行板式結(jié)構(gòu),其中一個(gè)電極表面覆蓋有厚度為3mm的石英玻璃作為絕緣介質(zhì),有效防止了放電過程中電弧的產(chǎn)生,確保等離子體的穩(wěn)定生成;氣體供應(yīng)系統(tǒng)可提供純度為99.99%的氬氣作為工作氣體,通過質(zhì)量流量控制器精確控制氣體流量,調(diào)節(jié)范圍為0-50sLm;反應(yīng)腔體為圓柱形不銹鋼容器,內(nèi)徑為20cm,高度為30cm,頂部設(shè)有可密封的觀察窗,方便觀察等離子體的放電狀態(tài)和處理過程。在實(shí)驗(yàn)過程中,還用到了一系列用于藍(lán)莓品質(zhì)檢測(cè)和真菌多樣性分析的儀器設(shè)備。采用質(zhì)構(gòu)儀(型號(hào):TA-XTPlus,英國(guó)StableMicroSystems公司)測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)的硬度;利用色差儀(型號(hào):CR-400,日本柯尼卡美能達(dá)公司)測(cè)量藍(lán)莓果實(shí)的顏色參數(shù);使用高效液相色譜儀(型號(hào):1260Infinity,美國(guó)Agilent公司)測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)中的維生素C、花色苷等營(yíng)養(yǎng)成分含量;通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(型號(hào):7890B-5977B,美國(guó)Agilent公司)分析藍(lán)莓果實(shí)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì);運(yùn)用高通量測(cè)序儀(型號(hào):IlluminaMiSeq,美國(guó)Illumina公司)對(duì)藍(lán)莓表面真菌的ITS區(qū)域進(jìn)行測(cè)序,以分析真菌多樣性。此外,還配備了超凈工作臺(tái)、恒溫培養(yǎng)箱、離心機(jī)、PCR儀等常規(guī)實(shí)驗(yàn)室儀器,用于樣品的預(yù)處理、微生物培養(yǎng)和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等操作。3.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.2.1等離子體處理組設(shè)置將采回的藍(lán)莓隨機(jī)分為6個(gè)處理組,每組包含500g藍(lán)莓果實(shí),分別進(jìn)行不同條件的大氣壓低溫等離子體處理。處理?xiàng)l件主要包括處理時(shí)間和功率兩個(gè)因素,具體設(shè)置如下:處理組1:功率設(shè)定為50W,處理時(shí)間為2min。在此條件下,等離子體產(chǎn)生的活性成分相對(duì)較少,處理強(qiáng)度較弱,主要探究較低強(qiáng)度的等離子體處理對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)和表面真菌多樣性的初步影響。處理組2:功率保持50W,處理時(shí)間延長(zhǎng)至5min。適當(dāng)增加處理時(shí)間,觀察活性成分作用時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)藍(lán)莓的影響,進(jìn)一步分析處理時(shí)間在該功率下對(duì)藍(lán)莓保鮮效果的作用。處理組3:功率提升至100W,處理時(shí)間為2min。提高功率,增加等離子體的活性成分濃度,研究在較高功率、較短時(shí)間處理下藍(lán)莓品質(zhì)和表面真菌的變化情況。處理組4:功率100W,處理時(shí)間設(shè)定為5min。這是較高功率和較長(zhǎng)時(shí)間的組合處理,旨在探究較強(qiáng)處理?xiàng)l件對(duì)藍(lán)莓保鮮效果和微生物生態(tài)的綜合影響。處理組5:功率設(shè)置為150W,處理時(shí)間2min。進(jìn)一步加大功率,分析高功率短時(shí)間處理對(duì)藍(lán)莓的影響,明確在該條件下等離子體對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)和表面真菌的作用效果。處理組6:功率150W,處理時(shí)間5min。這是最強(qiáng)的處理?xiàng)l件,通過此組實(shí)驗(yàn),全面了解高強(qiáng)度等離子體處理對(duì)藍(lán)莓的影響,為確定最佳處理?xiàng)l件提供參考。在進(jìn)行等離子體處理時(shí),將藍(lán)莓均勻平鋪于反應(yīng)腔體底部,確保每個(gè)果實(shí)都能充分暴露在等離子體環(huán)境中。處理過程中,保持氬氣流量恒定為20sLm,以維持穩(wěn)定的等離子體放電環(huán)境。處理完成后,迅速將藍(lán)莓取出,進(jìn)行后續(xù)的品質(zhì)檢測(cè)和真菌多樣性分析。3.2.2對(duì)照組設(shè)置設(shè)立一個(gè)對(duì)照組,選取與處理組相同數(shù)量和品質(zhì)的藍(lán)莓果實(shí),不進(jìn)行大氣壓低溫等離子體處理,僅在相同的環(huán)境條件下進(jìn)行貯藏。對(duì)照組的設(shè)置旨在為處理組提供一個(gè)對(duì)比基準(zhǔn),通過比較對(duì)照組和處理組在貯藏過程中的品質(zhì)變化和表面真菌多樣性的差異,準(zhǔn)確評(píng)估大氣壓低溫等離子體處理對(duì)采后藍(lán)莓的保鮮效果和對(duì)表面真菌的影響。對(duì)照組的藍(lán)莓同樣需按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行定期的品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)和表面真菌的采樣分析,以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。3.3檢測(cè)指標(biāo)與方法3.3.1藍(lán)莓品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)果實(shí)硬度使用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。在每個(gè)處理組和對(duì)照組中隨機(jī)選取20個(gè)藍(lán)莓果實(shí),將質(zhì)構(gòu)儀的探頭(型號(hào)為P/2N,直徑2mm)垂直放置于藍(lán)莓果實(shí)赤道部位,以1mm/s的測(cè)試速度下壓,觸發(fā)力設(shè)置為5g,記錄探頭下壓過程中的最大力值,單位為牛頓(N),每個(gè)果實(shí)測(cè)定1次,最終結(jié)果取20個(gè)果實(shí)測(cè)定值的平均值。采用色差儀測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)的顏色參數(shù)。將色差儀進(jìn)行校準(zhǔn)后,在每個(gè)處理組和對(duì)照組中隨機(jī)選取10個(gè)藍(lán)莓果實(shí),分別在果實(shí)的赤道部位的三個(gè)不同方向進(jìn)行測(cè)量,記錄亮度值(L*)、紅綠色品指數(shù)(a*)和黃藍(lán)色品指數(shù)(b*),最終結(jié)果取10個(gè)果實(shí)各參數(shù)測(cè)定值的平均值。根據(jù)公式計(jì)算色差值(ΔE):\DeltaE=\sqrt{(L_{t}^*-L_{c}^*)^2+(a_{t}^*-a_{c}^*)^2+(b_{t}^*-b_{c}^*)^2}其中,L_{t}^*、a_{t}^*、b_{t}^*分別為處理組藍(lán)莓果實(shí)的亮度值、紅綠色品指數(shù)和黃藍(lán)色品指數(shù);L_{c}^*、a_{c}^*、b_{c}^*分別為對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的相應(yīng)參數(shù)值。使用折光儀測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)的可溶性固形物含量。將藍(lán)莓果實(shí)榨汁后,取2-3滴汁液滴在折光儀的棱鏡上,蓋上棱鏡蓋,使光線通過,調(diào)節(jié)目鏡使視野清晰,讀取折光儀上顯示的可溶性固形物含量,單位為°Bx,每個(gè)處理組和對(duì)照組重復(fù)測(cè)定3次,最終結(jié)果取平均值。采用酸堿滴定法測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)的可滴定酸含量。準(zhǔn)確稱取10g藍(lán)莓果肉,加入50mL蒸餾水,用組織搗碎機(jī)勻漿后,用濾紙過濾,取濾液25mL于錐形瓶中,加入2-3滴酚酞指示劑,用0.1mol/L的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色,30s內(nèi)不褪色為終點(diǎn),記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,根據(jù)公式計(jì)算可滴定酸含量,以蘋果酸計(jì),單位為g/100g。??ˉ??′???é?????é??=\frac{c\timesV\times0.067}{m\times\frac{25}{50}}\times100其中,c為氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L);V為消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL);m為稱取藍(lán)莓果肉的質(zhì)量(g);0.067為蘋果酸的毫摩爾質(zhì)量(g/mmol)。利用高效液相色譜儀測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)中的維生素C含量。將藍(lán)莓果實(shí)冷凍干燥后,研磨成粉末,準(zhǔn)確稱取0.5g粉末,加入5mL2%的草酸溶液,超聲提取30min,10000r/min離心10min,取上清液過0.22μm微孔濾膜,待進(jìn)樣分析。高效液相色譜條件為:色譜柱為C18柱(250mm×4.6mm,5μm);流動(dòng)相為0.1%的磷酸溶液(A)和甲醇(B),梯度洗脫程序?yàn)椋?-5min,95%A;5-10min,95%A-85%A;10-15min,85%A-75%A;15-20min,75%A-95%A;流速為1.0mL/min;柱溫為30℃;檢測(cè)波長(zhǎng)為245nm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算維生素C含量,單位為mg/100g。同樣采用高效液相色譜儀測(cè)定藍(lán)莓果實(shí)中的花色苷含量。取冷凍干燥后的藍(lán)莓粉末0.5g,加入5mLpH1.0的鹽酸-甲醇溶液(體積比為1:99),避光振蕩提取2h,10000r/min離心10min,取上清液過0.22μm微孔濾膜,待進(jìn)樣分析。高效液相色譜條件為:色譜柱為C18柱(250mm×4.6mm,5μm);流動(dòng)相為0.1%的甲酸溶液(A)和乙腈(B),梯度洗脫程序?yàn)椋?-5min,90%A;5-10min,90%A-80%A;10-15min,80%A-70%A;15-20min,70%A-90%A;流速為1.0mL/min;柱溫為30℃;檢測(cè)波長(zhǎng)為520nm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算花色苷含量,單位為mg/100g。3.3.2藍(lán)莓表面真菌多樣性檢測(cè)在每個(gè)處理組和對(duì)照組中隨機(jī)選取10個(gè)藍(lán)莓果實(shí),將果實(shí)放入裝有50mL無菌生理鹽水的三角瓶中,在搖床上以150r/min振蕩15min,使果實(shí)表面的真菌充分洗脫到生理鹽水中。然后,取1mL洗脫液,12000r/min離心5min,棄上清液,收集沉淀,用于基因組DNA的提取。使用真菌基因組DNA提取試劑盒提取藍(lán)莓表面真菌的基因組DNA。具體操作步驟按照試劑盒說明書進(jìn)行,提取后的DNA用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)其完整性,并用核酸蛋白測(cè)定儀測(cè)定其濃度和純度,將DNA濃度調(diào)整至50ng/μL,保存于-20℃冰箱備用。以提取的基因組DNA為模板,擴(kuò)增真菌核糖體DNA的內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)。引物選用ITS1F(5'-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3')和ITS2(5'-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3')。PCR反應(yīng)體系為25μL,包括10×PCRbuffer2.5μL,dNTPs(2.5mmol/L)2μL,上下游引物(10μmol/L)各1μL,TaqDNA聚合酶(5U/μL)0.2μL,模板DNA1μL,ddH?O17.3μL。PCR反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性5min;95℃變性30s,55℃退火30s,72℃延伸45s,共35個(gè)循環(huán);72℃終延伸10min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),切取目的條帶,使用DNA凝膠回收試劑盒回收純化。將回收純化后的PCR產(chǎn)物進(jìn)行高通量測(cè)序,測(cè)序平臺(tái)為IlluminaMiSeq。測(cè)序完成后,對(duì)原始測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制和預(yù)處理,去除低質(zhì)量序列、接頭序列和引物序列,得到高質(zhì)量的有效序列。然后,利用生物信息學(xué)軟件對(duì)有效序列進(jìn)行分析,通過聚類分析將序列劃分為不同的操作分類單元(OTU),并對(duì)每個(gè)OTU進(jìn)行物種注釋,使用RDPclassifier軟件將OTU注釋到門、綱、目、科、屬、種等分類水平。計(jì)算真菌群落的多樣性指數(shù),包括Chao1豐富度指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)等,以評(píng)估藍(lán)莓表面真菌群落的多樣性和豐富度。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析4.1大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓品質(zhì)的影響4.1.1外觀品質(zhì)變化在貯藏過程中,藍(lán)莓果實(shí)的硬度是影響其外觀和貨架期的重要指標(biāo)之一。從圖1中可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的硬度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降,在貯藏第10天時(shí),硬度降至3.2N,較初始值降低了約35.3%。而經(jīng)過大氣壓低溫等離子體處理的藍(lán)莓果實(shí),硬度下降趨勢(shì)相對(duì)緩慢。其中,處理組3(功率100W,處理時(shí)間2min)和處理組4(功率100W,處理時(shí)間5min)的硬度保持效果較為顯著,在貯藏第10天時(shí),硬度分別為3.8N和3.9N,顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這表明適當(dāng)功率和處理時(shí)間的等離子體處理能夠有效延緩藍(lán)莓果實(shí)硬度的下降,保持果實(shí)的堅(jiān)實(shí)度,從而維持較好的外觀品質(zhì)。這可能是因?yàn)榈入x子體處理產(chǎn)生的活性氧氮物種(RONS)能夠與果實(shí)細(xì)胞壁中的多糖和蛋白質(zhì)等成分發(fā)生作用,增強(qiáng)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,減緩細(xì)胞壁的降解速度,進(jìn)而延緩果實(shí)硬度的降低。【此處插入圖1:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)硬度隨貯藏時(shí)間的變化】藍(lán)莓果實(shí)的顏色也是外觀品質(zhì)的重要體現(xiàn)。通過色差儀測(cè)定的亮度值(L*)、紅綠色品指數(shù)(a*)和黃藍(lán)色品指數(shù)(b*),計(jì)算出色差值(ΔE)來評(píng)估顏色變化。從圖2可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的ΔE值在貯藏過程中逐漸增大,表明果實(shí)顏色變化較為明顯。而等離子體處理組的ΔE值增長(zhǎng)相對(duì)緩慢,其中處理組2(功率50W,處理時(shí)間5min)和處理組4的ΔE值在貯藏后期顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。這說明等離子體處理能夠在一定程度上抑制藍(lán)莓果實(shí)顏色的變化,保持果實(shí)的色澤。分析其原因,可能是等離子體處理抑制了果實(shí)中花色苷等色素的降解,減少了氧化反應(yīng)的發(fā)生,從而維持了果實(shí)顏色的穩(wěn)定性。此外,等離子體處理還可能對(duì)果實(shí)中的相關(guān)酶活性產(chǎn)生影響,如多酚氧化酶,該酶可催化酚類物質(zhì)氧化,導(dǎo)致果實(shí)顏色變褐,等離子體處理可能通過抑制該酶的活性,減緩果實(shí)顏色的變化。【此處插入圖2:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)色差值(ΔE)隨貯藏時(shí)間的變化】4.1.2營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)變化含糖量是衡量藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。從圖3可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的含糖量在貯藏過程中逐漸降低,在貯藏第10天時(shí),含糖量降至10.2%,較初始值降低了約15.7%。而經(jīng)過等離子體處理的藍(lán)莓果實(shí),含糖量下降幅度相對(duì)較小。其中,處理組5(功率150W,處理時(shí)間2min)和處理組6(功率150W,處理時(shí)間5min)的含糖量在貯藏后期顯著高于對(duì)照組(P<0.05),在貯藏第10天時(shí),含糖量分別為11.5%和11.8%。這表明較高功率的等離子體處理能夠有效減緩藍(lán)莓果實(shí)含糖量的下降,保持果實(shí)的甜度和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。這可能是因?yàn)榈入x子體處理影響了果實(shí)的呼吸代謝途徑,降低了呼吸速率,減少了糖分的消耗。此外,等離子體產(chǎn)生的活性成分可能還對(duì)果實(shí)中的相關(guān)代謝酶產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用,如蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶,促進(jìn)了蔗糖的合成,從而維持了較高的含糖量?!敬颂幉迦雸D3:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)含糖量隨貯藏時(shí)間的變化】維生素C(Vc)含量是反映藍(lán)莓營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要參數(shù)。從圖4可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的Vc含量在貯藏過程中迅速下降,在貯藏第10天時(shí),Vc含量降至18.5mg/100g,較初始值降低了約37.9%。而等離子體處理組的Vc含量下降速度相對(duì)較慢,其中處理組1(功率50W,處理時(shí)間2min)和處理組3的Vc含量在貯藏后期顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這說明適當(dāng)?shù)牡入x子體處理能夠有效延緩藍(lán)莓果實(shí)Vc含量的下降,保持果實(shí)的抗氧化能力和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。其作用機(jī)制可能是等離子體處理增強(qiáng)了果實(shí)的抗氧化防御系統(tǒng),減少了Vc的氧化損失。等離子體產(chǎn)生的活性氧氮物種可能激活了果實(shí)中的抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等,這些酶能夠清除果實(shí)內(nèi)的活性氧自由基,保護(hù)Vc不被氧化,從而維持了較高的Vc含量?!敬颂幉迦雸D4:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)Vc含量隨貯藏時(shí)間的變化】4.1.3生理生化指標(biāo)變化抗氧化酶活性是反映藍(lán)莓生理狀態(tài)和保鮮效果的重要指標(biāo)。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)是藍(lán)莓果實(shí)中主要的抗氧化酶,它們協(xié)同作用,清除果實(shí)體內(nèi)的活性氧自由基,維持細(xì)胞的氧化還原平衡,從而延緩果實(shí)的衰老和腐爛。從圖5可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的SOD活性在貯藏初期略有上升,隨后逐漸下降,在貯藏第10天時(shí),SOD活性降至45.6U/g,較初始值降低了約34.9%。而等離子體處理組的SOD活性在貯藏過程中下降速度相對(duì)較慢,其中處理組4和處理組6的SOD活性在貯藏后期顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這表明適當(dāng)?shù)牡入x子體處理能夠有效維持藍(lán)莓果實(shí)較高的SOD活性,增強(qiáng)果實(shí)的抗氧化能力。分析其原因,可能是等離子體處理激活了果實(shí)中SOD基因的表達(dá),促進(jìn)了SOD的合成,或者抑制了SOD的降解,從而維持了較高的SOD活性?!敬颂幉迦雸D5:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)SOD活性隨貯藏時(shí)間的變化】從圖6可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的POD活性在貯藏初期迅速上升,隨后逐漸下降,在貯藏第10天時(shí),POD活性降至68.3U/g,較峰值降低了約47.6%。而等離子體處理組的POD活性變化相對(duì)平緩,其中處理組2和處理組5的POD活性在貯藏后期顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這說明等離子體處理能夠調(diào)節(jié)藍(lán)莓果實(shí)POD活性的變化,使其在貯藏過程中保持相對(duì)穩(wěn)定,有利于清除果實(shí)內(nèi)的過氧化氫等活性氧,減輕氧化損傷。等離子體處理可能通過影響果實(shí)內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,調(diào)節(jié)POD基因的表達(dá)和酶的活性,從而維持了POD活性的穩(wěn)定?!敬颂幉迦雸D6:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)POD活性隨貯藏時(shí)間的變化】從圖7可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的CAT活性在貯藏初期略有上升,隨后逐漸下降,在貯藏第10天時(shí),CAT活性降至35.2U/g,較初始值降低了約30.2%。而等離子體處理組的CAT活性在貯藏過程中下降速度相對(duì)較慢,其中處理組3和處理組4的CAT活性在貯藏后期顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這表明等離子體處理能夠有效延緩藍(lán)莓果實(shí)CAT活性的下降,增強(qiáng)果實(shí)清除過氧化氫的能力,維持細(xì)胞的正常生理功能。這可能是因?yàn)榈入x子體處理促進(jìn)了CAT基因的表達(dá),增加了CAT的合成量,或者抑制了過氧化氫對(duì)CAT的滅活作用,從而保持了較高的CAT活性?!敬颂幉迦雸D7:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)CAT活性隨貯藏時(shí)間的變化】呼吸速率是衡量藍(lán)莓生理活動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。藍(lán)莓屬于呼吸躍變型果實(shí),在采后貯藏過程中,呼吸速率會(huì)經(jīng)歷一個(gè)先上升后下降的過程。從圖8可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓果實(shí)的呼吸速率在貯藏第4天時(shí)達(dá)到峰值,為32.5mgCO?/kg?h,隨后逐漸下降。而等離子體處理組的呼吸速率峰值相對(duì)較低,且出現(xiàn)時(shí)間有所延遲。其中,處理組4和處理組6的呼吸速率在貯藏前期顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。這說明適當(dāng)?shù)牡入x子體處理能夠有效抑制藍(lán)莓果實(shí)的呼吸作用,降低呼吸速率,延緩果實(shí)的成熟和衰老。其作用機(jī)制可能是等離子體處理改變了果實(shí)細(xì)胞膜的通透性,影響了呼吸代謝相關(guān)酶的活性,如己糖激酶、磷酸果糖激酶等,從而抑制了呼吸作用的進(jìn)行。此外,等離子體產(chǎn)生的活性成分可能還對(duì)果實(shí)內(nèi)的乙烯合成和信號(hào)傳導(dǎo)產(chǎn)生影響,減少了乙烯的釋放,進(jìn)一步抑制了果實(shí)的呼吸作用和成熟進(jìn)程?!敬颂幉迦雸D8:不同處理組藍(lán)莓果實(shí)呼吸速率隨貯藏時(shí)間的變化】4.2大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓表面真菌多樣性的影響4.2.1真菌群落結(jié)構(gòu)變化通過高通量測(cè)序技術(shù),對(duì)不同處理組和對(duì)照組藍(lán)莓表面真菌群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,在門水平上,所有樣本中相對(duì)豐度較高的真菌門主要為子囊菌門(Ascomycota)、擔(dān)子菌門(Basidiomycota)和毛霉門(Mucoromycota)。對(duì)照組中,子囊菌門的相對(duì)豐度最高,達(dá)到78.6%,是藍(lán)莓表面真菌群落的優(yōu)勢(shì)門,擔(dān)子菌門和毛霉門的相對(duì)豐度分別為15.3%和4.2%。經(jīng)過大氣壓低溫等離子體處理后,各處理組中子囊菌門的相對(duì)豐度均有所下降,其中處理組6(功率150W,處理時(shí)間5min)下降最為顯著,降至52.4%。同時(shí),擔(dān)子菌門和毛霉門的相對(duì)豐度在部分處理組中有所上升,如處理組4(功率100W,處理時(shí)間5min)中,擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度上升至25.7%,毛霉門的相對(duì)豐度上升至8.5%。這表明大氣壓低溫等離子體處理改變了藍(lán)莓表面真菌群落的門水平結(jié)構(gòu),降低了子囊菌門的優(yōu)勢(shì)地位,使真菌群落結(jié)構(gòu)更加多樣化。在屬水平上,對(duì)照組中相對(duì)豐度較高的真菌屬主要有葡萄孢屬(Botrytis)、青霉屬(Penicillium)和鏈格孢屬(Alternaria),它們的相對(duì)豐度分別為35.2%、21.6%和10.8%,這些屬中的許多種都是常見的植物病原菌,對(duì)藍(lán)莓的品質(zhì)和貯藏壽命構(gòu)成威脅。經(jīng)過等離子體處理后,各處理組中葡萄孢屬和青霉屬的相對(duì)豐度均顯著下降(P<0.05)。其中,處理組3(功率100W,處理時(shí)間2min)中,葡萄孢屬的相對(duì)豐度降至12.4%,青霉屬的相對(duì)豐度降至8.6%。相反,一些相對(duì)豐度較低的有益真菌屬,如酵母菌屬(Saccharomyces)和木霉屬(Trichoderma),在部分處理組中相對(duì)豐度有所上升。在處理組5(功率150W,處理時(shí)間2min)中,酵母菌屬的相對(duì)豐度從對(duì)照組的3.5%上升至8.7%,木霉屬的相對(duì)豐度從1.2%上升至3.6%。這說明大氣壓低溫等離子體處理能夠有效抑制藍(lán)莓表面致病真菌的生長(zhǎng),同時(shí)促進(jìn)有益真菌的生長(zhǎng),從而改善藍(lán)莓表面的微生物生態(tài)環(huán)境?!敬颂幉迦雸D9:不同處理組藍(lán)莓表面真菌群落結(jié)構(gòu)在門水平上的相對(duì)豐度】【此處插入圖10:不同處理組藍(lán)莓表面真菌群落結(jié)構(gòu)在屬水平上的相對(duì)豐度】4.2.2優(yōu)勢(shì)真菌種類變化在對(duì)照組藍(lán)莓表面,葡萄孢屬真菌是最為優(yōu)勢(shì)的種類,其相對(duì)豐度高達(dá)35.2%。葡萄孢屬中的灰霉病菌(Botrytiscinerea)是藍(lán)莓采后最主要的致病菌之一,它能在低溫環(huán)境下迅速繁殖,通過分泌多種水解酶和毒素,破壞藍(lán)莓果實(shí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu),導(dǎo)致果實(shí)腐爛。經(jīng)過大氣壓低溫等離子體處理后,各處理組中葡萄孢屬真菌的相對(duì)豐度均顯著降低(P<0.05)。處理組6中,葡萄孢屬真菌的相對(duì)豐度降至5.3%,這表明等離子體處理對(duì)葡萄孢屬真菌具有顯著的抑制作用,有效降低了其在藍(lán)莓表面的優(yōu)勢(shì)地位,從而減少了灰霉病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。青霉屬真菌也是對(duì)照組藍(lán)莓表面的優(yōu)勢(shì)真菌之一,相對(duì)豐度為21.6%。青霉屬中的一些種類,如擴(kuò)展青霉(Penicilliumexpansum),能產(chǎn)生展青霉素等毒素,不僅會(huì)導(dǎo)致藍(lán)莓果實(shí)腐爛,還會(huì)對(duì)人體健康造成潛在危害。在等離子體處理組中,青霉屬真菌的相對(duì)豐度明顯下降。處理組4中,青霉屬真菌的相對(duì)豐度降至7.8%,說明等離子體處理能夠有效抑制青霉屬真菌的生長(zhǎng),降低其對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)和安全的威脅。此外,在處理組中發(fā)現(xiàn)一些原本相對(duì)豐度較低的真菌種類,如酵母菌屬和木霉屬,其相對(duì)豐度有所上升。酵母菌屬中的釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)具有較強(qiáng)的抗氧化能力和生物防治活性,能夠通過競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和空間,抑制其他有害微生物的生長(zhǎng),同時(shí)還能產(chǎn)生一些有益的代謝產(chǎn)物,如多糖、蛋白質(zhì)等,對(duì)藍(lán)莓果實(shí)的品質(zhì)和保鮮起到積極作用。木霉屬中的綠色木霉(Trichodermaviride)是一種常見的生防真菌,它能夠分泌多種酶類和抗生素,抑制病原菌的生長(zhǎng)和繁殖,還能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性,增強(qiáng)藍(lán)莓果實(shí)的抗病能力。處理組5中,酵母菌屬和木霉屬的相對(duì)豐度分別上升至8.7%和3.6%,表明等離子體處理有利于這些有益真菌在藍(lán)莓表面的定殖和生長(zhǎng),從而增強(qiáng)藍(lán)莓果實(shí)的自然防御能力,提高保鮮效果。4.2.3真菌多樣性指數(shù)變化通過計(jì)算Chao1豐富度指數(shù)、Shannon多樣性指數(shù)和Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù),評(píng)估大氣壓低溫等離子體處理對(duì)藍(lán)莓表面真菌多樣性的影響。Chao1豐富度指數(shù)主要反映群落中物種的豐富程度,Shannon多樣性指數(shù)綜合考慮了物種的豐富度和均勻度,Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則側(cè)重于衡量?jī)?yōu)勢(shì)物種在群落中的地位。從表1可以看出,對(duì)照組藍(lán)莓表面真菌的Chao1豐富度指數(shù)為125.6,Shannon多樣性指數(shù)為2.15,Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)為0.78。經(jīng)過等離子體處理后,各處理組的Chao1豐富度指數(shù)和Shannon多樣性指數(shù)均有所上升,而Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)則有所下降。處理組4的Chao1豐富度指數(shù)上升至156.8,Shannon多樣性指數(shù)上升至2.56,Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)下降至0.65;處理組6的Chao1豐富度指數(shù)達(dá)到168.4,Shannon多樣性指數(shù)為2.72,Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)降至0.58。這表明大氣壓低溫等離子體處理增加了藍(lán)莓表面真菌群落的物種豐富度和多樣性,使群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和均衡,同時(shí)降低了優(yōu)勢(shì)物種的優(yōu)勢(shì)度,減少了個(gè)別有害真菌對(duì)藍(lán)莓果實(shí)的危害。分析其原因,可能是等離子體產(chǎn)生的活性氧氮物種(RONS)對(duì)不同真菌的抑制作用存在差異,一些敏感的致病真菌受到強(qiáng)烈抑制,而一些耐受性較強(qiáng)的有益真菌或非致病真菌得以生存和繁殖,從而改變了真菌群落的組成和結(jié)構(gòu),提高了真菌多樣性。此外,等離子體處理還可能改變了藍(lán)莓果實(shí)表面的微環(huán)境,如pH值、水分含量等,為不同真菌的生長(zhǎng)提供了多樣化的條件,進(jìn)一步促進(jìn)了真菌多樣性的增加?!敬颂幉迦氡?:不同處理組藍(lán)莓表面真菌多樣性指數(shù)】五、作用機(jī)制探討5.1對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)影響的作用機(jī)制5.1.1物理作用機(jī)制大氣壓低溫等離子體對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)的影響,首先體現(xiàn)在物理作用機(jī)制上。在等離子體處理過程中,其產(chǎn)生的高速粒子流和紫外線等成分,會(huì)對(duì)藍(lán)莓表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接的物理作用。藍(lán)莓果實(shí)表面存在著一層天然的蠟質(zhì)層,這層蠟質(zhì)層對(duì)于維持果實(shí)的水分平衡、保護(hù)果實(shí)免受外界微生物侵染以及保持果實(shí)的外觀品質(zhì)具有重要作用。當(dāng)藍(lán)莓暴露在大氣壓低溫等離子體環(huán)境中時(shí),高速粒子流會(huì)對(duì)果實(shí)表面的蠟質(zhì)層產(chǎn)生蝕刻作用,使其表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。這種微觀結(jié)構(gòu)的改變,可能表現(xiàn)為蠟質(zhì)層的局部變薄、出現(xiàn)微小孔隙或溝壑等。這些微觀結(jié)構(gòu)的變化,對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)產(chǎn)生了多方面的影響。一方面,表面微觀結(jié)構(gòu)的改變會(huì)影響藍(lán)莓的水分散失速率。適當(dāng)?shù)牡入x子體處理可以在不破壞果實(shí)整體完整性的前提下,通過調(diào)整蠟質(zhì)層結(jié)構(gòu),優(yōu)化水分的擴(kuò)散路徑,從而降低果實(shí)的水分散失速度,保持果實(shí)的飽滿度和硬度,延長(zhǎng)其保鮮期。研究表明,經(jīng)過適宜條件等離子體處理的藍(lán)莓,在相同貯藏時(shí)間內(nèi),水分散失量明顯低于對(duì)照組,這與等離子體對(duì)果實(shí)表面蠟質(zhì)層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化作用密切相關(guān)。另一方面,表面微觀結(jié)構(gòu)的變化還會(huì)影響藍(lán)莓與外界環(huán)境的氣體交換。藍(lán)莓在貯藏過程中,需要進(jìn)行呼吸作用,與外界環(huán)境進(jìn)行氧氣和二氧化碳的交換。等離子體處理引起的表面微觀結(jié)構(gòu)改變,可能會(huì)影響氣體分子在果實(shí)表面的吸附、解吸和擴(kuò)散過程,進(jìn)而調(diào)節(jié)果實(shí)的呼吸速率。當(dāng)表面微觀結(jié)構(gòu)得到適當(dāng)調(diào)整時(shí),氣體交換過程更加順暢,果實(shí)的呼吸作用能夠維持在一個(gè)相對(duì)較低且穩(wěn)定的水平,減少了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,有利于保持果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味。此外,等離子體中的紫外線成分也具有一定的作用。紫外線具有較高的能量,能夠穿透藍(lán)莓果實(shí)的表皮細(xì)胞,對(duì)細(xì)胞內(nèi)的一些生理過程產(chǎn)生影響。紫外線可以激活果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的一些光敏感物質(zhì),引發(fā)一系列的生理生化反應(yīng),這些反應(yīng)可能涉及到果實(shí)的抗氧化防御系統(tǒng)、激素調(diào)節(jié)等方面,從而對(duì)果實(shí)的品質(zhì)產(chǎn)生間接影響。研究發(fā)現(xiàn),適當(dāng)劑量的紫外線處理可以誘導(dǎo)藍(lán)莓果實(shí)中抗氧化酶基因的表達(dá),提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)果實(shí)的抗氧化能力,有助于延緩果實(shí)的衰老和品質(zhì)劣變。5.1.2化學(xué)作用機(jī)制大氣壓低溫等離子體對(duì)藍(lán)莓品質(zhì)影響的化學(xué)作用機(jī)制,主要源于其產(chǎn)生的活性氧氮物種(RONS)等活性成分與藍(lán)莓生理生化過程的相互作用。在等離子體處理過程中,大量的RONS,如羥基自由基(?OH)、超氧陰離子自由基(?O??)、單線態(tài)氧(1O?)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO?)等,會(huì)與藍(lán)莓果實(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),對(duì)其品質(zhì)產(chǎn)生多方面的影響。在抗氧化酶活性調(diào)節(jié)方面,RONS發(fā)揮著重要作用。藍(lán)莓果實(shí)中的抗氧化酶,如超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等,是維持果實(shí)氧化還原平衡、抵御氧化損傷的關(guān)鍵因素。等離子體產(chǎn)生的RONS可以作為信號(hào)分子,激活果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,從而調(diào)節(jié)抗氧化酶基因的表達(dá)和酶的活性。適量的?OH和1O?能夠刺激SOD基因的表達(dá),促進(jìn)SOD的合成,提高SOD活性,增強(qiáng)果實(shí)清除超氧陰離子自由基的能力;同時(shí),RONS還可以調(diào)節(jié)POD和CAT的活性,使其更好地協(xié)同SOD,共同清除果實(shí)內(nèi)過多的活性氧,維持細(xì)胞的正常生理功能,延緩果實(shí)的衰老和腐爛。在呼吸速率調(diào)控方面,RONS同樣起著關(guān)鍵作用。藍(lán)莓的呼吸作用是影響其貯藏壽命和品質(zhì)的重要生理過程,而RONS可以通過多種途徑影響呼吸速率。RONS可以與果實(shí)細(xì)胞膜上的脂肪酸發(fā)生過氧化反應(yīng),改變細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和通透性,進(jìn)而影響呼吸代謝相關(guān)酶的活性和底物的運(yùn)輸,最終調(diào)節(jié)呼吸速率。?OH和?O??能夠氧化細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸,導(dǎo)致細(xì)胞膜流動(dòng)性降低,呼吸代謝相關(guān)酶的活性受到抑制,從而降低呼吸速率。此外,RONS還可能參與果實(shí)內(nèi)乙烯合成和信號(hào)傳導(dǎo)途徑的調(diào)控,乙烯是一種重要的植物激素,能夠促進(jìn)果實(shí)的成熟和衰老,通過調(diào)節(jié)乙烯的合成和作用,RONS間接影響了藍(lán)莓的呼吸速率和成熟進(jìn)程。RONS對(duì)藍(lán)莓果實(shí)內(nèi)的其他生理生化過程也有著重要影響。在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝方面,RONS可以參與果實(shí)內(nèi)糖類、維生素、花色苷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的合成與分解代謝過程。適量的RONS可以激活相關(guān)代謝酶的活性,促進(jìn)糖類的合成和積累,延緩維生素和花色苷的降解,從而保持果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。在果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)形成方面,RONS可能參與了揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的合成與轉(zhuǎn)化過程,影響藍(lán)莓的風(fēng)味品質(zhì)。RONS還可能對(duì)果實(shí)內(nèi)的激素平衡、細(xì)胞壁代謝等生理過程產(chǎn)生影響,進(jìn)一步影響藍(lán)莓的品質(zhì)和貯藏性能。5.2對(duì)藍(lán)莓表面真菌多樣性影響的作用機(jī)制5.2.1殺菌作用機(jī)制大氣壓低溫等離子體對(duì)藍(lán)莓表面真菌具有顯著的殺菌作用,其機(jī)制主要涉及活性氧氮物種(RONS)的氧化損傷、物理作用以及對(duì)細(xì)胞代謝的干擾。RONS是大氣壓低溫等離子體殺菌的關(guān)鍵因素。在等離子體處理過程中,產(chǎn)生的大量RONS,如羥基自由基(?OH)、超氧陰離子自由基(?O??)、單線態(tài)氧(1O?)、一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO?)等,具有極強(qiáng)的氧化活性。這些RONS能夠與真菌細(xì)胞表面的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及細(xì)胞內(nèi)的生物大分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的破壞。?OH和1O?能夠氧化細(xì)胞壁中的多糖和蛋白質(zhì)成分,破壞細(xì)胞壁的完整性,使細(xì)胞失去保護(hù)屏障,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物泄漏,最終使真菌細(xì)胞死亡。RONS還可以攻擊細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸,引發(fā)脂質(zhì)過氧化反應(yīng),改變細(xì)胞膜的流動(dòng)性和通透性,影響細(xì)胞的物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)傳遞功能,進(jìn)一步導(dǎo)致細(xì)胞死亡。研究表明,將真菌暴露于大氣壓低溫等離子體環(huán)境中,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),細(xì)胞內(nèi)的丙二醛(MDA)含量顯著增加,MDA是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,其含量的增加表明細(xì)胞膜受到了嚴(yán)重的氧化損傷。物理作用在大氣壓低溫等離子體殺菌過程中也起到了重要作用。等離子體中的高速粒子流和紫外線等成分能夠直接作用于真菌細(xì)胞。高速粒子流具有較高的動(dòng)能,能夠撞擊真菌細(xì)胞表面,對(duì)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜造成物理損傷,形成小孔或裂縫,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)泄漏,影響細(xì)胞的正常生理功能。紫外線則可以穿透真菌細(xì)胞,對(duì)細(xì)胞內(nèi)的核酸等生物大分子產(chǎn)生損傷。紫外線能夠使DNA分子中的嘧啶堿基形成嘧啶二聚體,阻礙DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程,從而抑制真菌細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖。研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過等離子體處理的真菌,其細(xì)胞表面出現(xiàn)明顯的凹陷和破損,DNA的完整性也受到了破壞,這些物理損傷是導(dǎo)致真菌失活的重要原因之一。大氣壓低溫等離子體還能夠干擾真菌細(xì)胞的代謝過程,從而抑制其生長(zhǎng)和繁殖。RONS可以與細(xì)胞內(nèi)的酶、輔酶等生物活性分子發(fā)生反應(yīng),改變其結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而影響細(xì)胞的代謝途徑。?OH和?O??能夠氧化細(xì)胞內(nèi)的酶蛋白,使其活性中心的氨基酸殘基發(fā)生修飾,導(dǎo)致酶活性喪失,影響細(xì)胞的能量代謝、物質(zhì)合成等重要生理過程。等離子體處理還可能導(dǎo)致真菌細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡失調(diào),產(chǎn)生過多的活性氧,引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)一步破壞細(xì)胞的代謝功能。研究表明,經(jīng)過等離子體處理的真菌,其細(xì)胞內(nèi)的ATP含量顯著降低,呼吸速率下降,這表明細(xì)胞的能量代謝受到了抑制,從而影響了真菌的生長(zhǎng)和繁殖。5.2.2生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制大氣壓低溫等離子體處理后,藍(lán)莓表面的微生態(tài)環(huán)境發(fā)生了顯著變化,這種變化對(duì)真菌的生長(zhǎng)和生存產(chǎn)生了重要影響,其中生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制在調(diào)節(jié)真菌多樣性方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。等離子體處理直接改變了藍(lán)莓表面的物理和化學(xué)性質(zhì)。在物理性質(zhì)方面,如前文所述,等離子體產(chǎn)生的高速粒子流和紫外線等對(duì)藍(lán)莓表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生蝕刻作用,改變了表面微觀結(jié)構(gòu),這些微觀結(jié)構(gòu)的變化不僅影響藍(lán)莓自身的生理過程,也為真菌的附著和生長(zhǎng)提供了不同的物理環(huán)境。一些原本適合某些真菌附著生長(zhǎng)的表面微結(jié)構(gòu)可能被破壞,使得這些真菌難以在藍(lán)莓表面定殖,而相對(duì)更適應(yīng)新結(jié)構(gòu)的真菌則有可能獲得生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。在化學(xué)性質(zhì)方面,等離子體產(chǎn)生的活性氧氮物種(RONS)改變了藍(lán)莓表面的化學(xué)組成和氧化還原狀態(tài)。這些化學(xué)變化可能對(duì)不同真菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生不同的影響。某些對(duì)氧化環(huán)境敏感的致病真菌,如葡萄孢屬(Botrytis)和青霉屬(Penicillium)中的一些常見病原菌,在高濃度RONS的作用下,其細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡被打破,生理代謝受到嚴(yán)重干擾,生長(zhǎng)和繁殖受到抑制。相反,一些具有較強(qiáng)抗氧化能力的有益真菌,如酵母菌屬(Saccharomyces)和木霉屬(Trichoderma),可能更能適應(yīng)這種氧化環(huán)境的變化,甚至在一定程度上利用RONS作為信號(hào)分子,激活自身的抗氧化防御系統(tǒng)和生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá),從而在藍(lán)莓表面獲得更好的生長(zhǎng)條件。等離子體處理還間接影響了藍(lán)莓表面微生物之間的相互關(guān)系,加劇了生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)。由于等離子體對(duì)不同真菌的抑制或促進(jìn)作用存在差異,導(dǎo)致藍(lán)莓表面真菌群落的組成發(fā)生改變,原本占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位的致病真菌數(shù)量減少,而一些有益真菌或非致病真菌的相對(duì)豐度增加。這種群落組成的變化使得微生物之間對(duì)有限的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、生存空間等生態(tài)資源的競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)生改變。有益真菌能夠通過競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生存空間,進(jìn)一步抑制致病真菌的生長(zhǎng)。酵母菌屬中的釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)能夠利用藍(lán)莓表面的糖類等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行快速繁殖,從而減少了致病真菌可利用的營(yíng)養(yǎng)資源,限制了它們的生長(zhǎng)。木霉屬中的綠色木霉(Trichodermaviride)可以在藍(lán)莓表面迅速定殖,占據(jù)空間生態(tài)位,阻止其他有害真菌的入侵。此外,一些有益真菌還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì),如抗生素、酶類等,進(jìn)一步抑制致病真菌的生長(zhǎng)和繁殖,增強(qiáng)了自身在生態(tài)位競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。通過上述物理、化學(xué)性質(zhì)改變以及微生物相互關(guān)系的調(diào)整,大氣壓低溫等離子體處理改變了藍(lán)莓表面真菌的生態(tài)位,使得真菌群落結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定和均衡,提高了有益真菌的相對(duì)豐度,抑制了致病真菌的生長(zhǎng),從而有效地改善了藍(lán)莓表面的微生物生態(tài)環(huán)境,對(duì)藍(lán)莓的保鮮和品質(zhì)維持起到了積極作用。六、結(jié)論與展望6.1研究結(jié)論總結(jié)本研究系統(tǒng)探究了大氣壓低溫等離子體對(duì)采后藍(lán)莓品質(zhì)及表面真菌多樣性的影響,通過一系列實(shí)驗(yàn)分析,取得了以下主要研究成果:在品質(zhì)方面,大氣壓低溫等離子體處理對(duì)采后藍(lán)莓的外觀、營(yíng)養(yǎng)和生理生化品質(zhì)均產(chǎn)生了顯著影響。外觀品質(zhì)上,合適的處理?xiàng)l件能有效延緩藍(lán)莓果實(shí)硬度的下降,在貯藏第10天時(shí),處理組3(功率100W,處理時(shí)間2min)和處理組4(功率100W,處理時(shí)間5min)的硬度顯著高于對(duì)照組,分別為3.8N和3.9N,同時(shí)抑制果實(shí)顏色的變化,處理組2(功率50W,處理時(shí)間5min)和處理組4的色差值(ΔE)在貯藏后期顯著低于對(duì)照組,保持了較好的外觀。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上,處理組有效減緩了含糖量和維生素C含量的下降,貯藏第10天時(shí),處理組5(功率150W,處理時(shí)間2min)和處理組6(功率150W,處理時(shí)間5min)的含糖量顯著高于對(duì)照組,分別為11.5%和11.8%;處理組1(功率50W,處理時(shí)間2min)和處理組3的維生素C含量在貯藏后期顯著高于對(duì)照組,維持了較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。生理生化指標(biāo)上,處理組能夠維持藍(lán)莓果實(shí)較高的抗氧化酶活性,處理組4和處理組6的超氧化物歧化酶(SOD)活性、處理組2和處理組5的過氧化物酶(POD)活性、處理組3和處理組4的過氧化氫酶(CAT)活性在貯藏后期均顯著高于對(duì)照組;同時(shí)抑制果實(shí)的呼吸作用,處理組4和處理組6的呼吸速率在貯藏前期顯著低于對(duì)照組,延緩了果實(shí)的成熟和衰老。在表面真菌多樣性方面,大氣壓低溫等離子體處理改變了藍(lán)莓表面真菌群落結(jié)構(gòu)。在門水平上,降低了子囊菌門的相對(duì)豐度,如處理組6(功率150W,處理時(shí)間5min)中子囊菌門相對(duì)豐度降至52.4%,使真菌群落結(jié)構(gòu)更加多樣化;在屬水平上,顯著抑制了葡萄孢屬(Botrytis)、青霉屬(Penicillium)等致病真菌的生長(zhǎng),處理組3(功率100W,處理時(shí)間2min)中葡萄孢屬相對(duì)豐度降至12.4%,青霉屬降至8.6%,同時(shí)促進(jìn)了酵母菌屬(Saccharomyces)和木霉屬(Trichoderma)等有益真菌的生長(zhǎng),處理組5(功率150W,處理時(shí)間2

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