Effect of Controlled Release Antimicrobial-Coated Active Packaging on Postharvest Quality of Cherry Tomato Fruit
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摘要: 目的：旨在开发一种具有控释抗菌效果的活性涂膜包装，并研究其对樱桃番茄贮运过程品质的影响。方法：配制0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液和1.0% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液，混合两种抗菌涂膜液后均匀涂覆在植物基盒内部，静置晾干用于包装樱桃番茄，之后测定樱桃番茄有关品质指标。结果：T组处理显著降低了樱桃番茄果实的腐烂率，与CK组腐烂率相比降低了25%，延缓果实质地软化现象，贮藏12天时显著延缓果实色泽变化；维持可溶性固形物含量6.8%，维生素C（Vc）含量131.77 mg/100 g，总酚含量1.97 mg/g、类黄酮含量1.06 mg/g，DPPH自由基清除率为81.36%；延缓过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶活性降低，并维持较高水平。结论：控释抗菌涂膜活性包装显著降低番茄腐烂率，能够较好维持樱桃番茄果实贮藏品质，为樱桃番茄等易腐果蔬的贮运提供了一种有效的解决方案。Abstract: To develop an active packaging system with controlled-release antimicrobial properties and evaluate its effectiveness in preserving cherry tomatoes during storage and transit. Two antimicrobial coatings were prepared: a 0.5% (w/v) 2,3-butanedione solution and a 1.0% (w/v) β-violet ketone microcapsule solution. These were combined and uniformly applied to the interior of plant-based packaging, then air-dried before use. The packaged cherry tomatoes were monitored for various quality indices. Results showed that the treated group (T) had a 25% lower decay rate compared to the control (CK) group. After 12 days of storage, treated fruits exhibited delayed softening and color change, with a soluble solids content of 6.8%, vitamin C content of 131.77 mg/100g, total phenolic content of 1.97 mg/g, flavonoid content of 1.06 mg/g, and a DPPH free radical scavenging rate of 81.36%. Additionally, the activities of antioxidant enzymes, including catalase (CAT), peroxidase (POD), and superoxide dismutase (SOD), were sustained at higher levels. In conclusion, the use of controlled-release antimicrobial coated active packaging significantly enhances the storage quality and shelf life of cherry tomatoes, providing a viable solution for the preservation and transportation of perishable produce.
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Keywords:
- β-violetone /
- 2 /
- 3-butanedione /
- controlled release /
- antimicrobialactive packaging /
- cherry tomatoes /
- preservation of freshness
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樱桃番茄（Lycopersicon esculentum var. cerasiforme）原产于南美洲，富含维生素C、谷胱甘肽、番茄红素等营养物质，世界上最重要的小型番茄品种之一[1−2]。但樱桃番茄采后易软化、霉变导致高耗损率[3]。传统包装技术难以有效控制微生物，导致果实保鲜效果不佳。因此，开发新型高效功能性包装以延长货架期和维持营养品质至关重要。当前有关功能性研究主要集中在可食用涂层/薄膜、改良气氛包装（MAP）、活性包装和纳米复合材料包装等技术上，这些技术通过调节包装内部环境，优化气体成分，抑制微生物生长，从而减少果蔬的采后损失[4]。然而，传统塑料和聚合物包装材料不易降解，环境负担较重。环保型包装材料，如生物基和可降解聚合物，越来越受到关注[4]。植物精油大多兼具高效抗菌与抗氧化功效。可将植物精油与环保型包装材料相结合，制备抗菌活性包装[5]。
β-紫罗兰酮（β-Ionone）是一种具有抗氧化、抗菌和抗癌等多重功效的植物萜类化合物[6]。在香精香料工业和食品添加剂应用方面有较多研究。近期研究表明，β-紫罗兰酮具有抗癌作用，能够显著抑制肿瘤形成和癌细胞生长，同时还具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗微生物等作用[7−8]。2,3-丁二酮（2,3-Butanedione）作为天然存在的挥发性邻二酮，具有黄油的香气和风味，因此常被用作食品添加剂增强风味[9]。美国食品和药物管理局（FDA）允许在食品中添加2,3-丁二酮[10]。由于β-紫罗兰酮有抗菌方面有生理活性，可用于果蔬贮藏与防腐[11]，过去已报道β-紫罗兰酮[11]可有效抑制猕猴桃中的灰霉造成的腐烂现象[12]。研究发现，2,3-丁二酮可以促进植物生长，抑制果蔬采后病原真菌生长，具有较好的防腐保鲜作用[13]。过去已有应用活性包装贮藏樱桃番茄的研究，如在活性包装中添加柚子精油、百里香精油以及肉桂精油等可以释放抗菌活性物质从而达到抗菌效果延长樱桃番茄贮藏期[14−15]。Khalil等[16]以麦芽糖糊精为壁材，制作柠檬精油微胶囊活性食用薄膜；Kwon等[17]制备牛至精油微胶囊的活性包装，通过调控包装内的气体环境来达到抗菌效果，可维持樱桃番茄贮藏品质。目前尚未见有关β-紫罗兰酮、2,3-丁二酮复合处理对樱桃番茄果实保鲜效应的研究报道。然而，植物精油通常具有高挥发性、气味刺激性、化学不稳定性和低水溶性等缺点，因此可将植物精油微胶囊化制备出调控植物精油释放的抗菌涂膜活性包装材料，β-紫罗兰酮微胶囊化可以掩蔽其活性成分的气味，减少挥发损失，增强其热和氧化抵抗性，实现精油向包装果蔬的可控递送，达到保持果蔬营养品质并延长货架期的目的[18]。应用β-环糊精（β-Cyclodextrin）和壳聚糖（Chitosan）作为常用壁材，能够提高微胶囊的稳定性和保鲜效果。
本研究旨在开发一种控释抗菌涂膜活性包装。采用超声分散技术制备β-紫罗兰酮微胶囊，并与壳聚糖成膜液混匀制备抗菌涂膜液。同时，将2,3-丁二酮与β-环糊精和羧甲基壳聚糖混合制备抗菌涂膜液。最终，将这些抗菌涂膜液均匀涂覆于植物基包装盒内表面，评估其对采后樱桃番茄果实贮藏品质的影响。该包装系统不仅环保可降解，还具有控释抗菌特性，能够延长樱桃番茄的贮藏期并维持其营养价值。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
樱桃番茄品种为“千禧番茄”，自2023年9月北京市海淀区彰化路的果香四溢生鲜超市采购，之后立马转运实验室筛选，选取果实大小均一、无机械伤、成熟度一致的樱桃番茄果实为试验材料，植物基包装盒购于北京沙伯特（中山）有限责任公司，覆盖保鲜膜为0.05 PE膜；2,3-丁二酮、β-紫罗兰酮、β-环糊精、壳聚糖、羧甲基壳聚糖 上海源叶生物科技有限公司；甘油、吐温-80、乙酸、无水乙醇 西陇科学股份有限公司，以上试剂均为分析纯。DPPH自由基清除率试剂盒，CAT、POD、SOD等过氧化酶试剂盒 苏州科铭生物技术有限公司。
UV-1800 紫外分光光度计 日本京都岛津公司；D-37520 台式冷冻高速离心机 赛默飞世尔科技（中国）有限公司；HW SY11-K 型电热恒温水锅浴 北京市长风仪器仪表公司；A11 basic 分析研磨机 德国IKA集团；GXH-3051 型便携式气体分析仪 北京均方理化科技研究所；DW-86L628 型超低温保存箱 青岛海尔公司；CR-400 全自动测色色差计 日本柯尼卡-美能达公司；PAL-1 手持折光仪 北京科创益宏科技有限公司；GY-3 型硬度计 浙江托普仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 2,3-丁二酮抗菌涂膜液的制备
取两份32g β-环糊精在超声波60 ℃、频率40 kHz条件下振荡溶解分散，分别加入4 g、8 g的2,3-丁二酮（g）、吐温-80，60 ℃下超声振荡80 min，室温静置24 h。在45 ℃水浴搅拌下，分别加入40 g羧甲基壳聚糖，充分搅拌溶解制备出质量分数为0.5% W/V、1.0% W/V的2,3-丁二酮抗菌涂膜液，如图1所示。
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图 1 控释抗菌涂膜液制备流程图Figure 1. Flow chart for the preparation of controlled-release antimicrobial coating solution1.2.2 β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液的制备
分别称取16 g壳聚糖溶解于800 mL乙酸溶液（1% V/V）中，在60 ℃水浴锅加热搅拌，使其充分溶解；加入增塑剂甘油（1% V/V）8 mL，60 ℃继续搅拌1 h，制备出质量分数为2.0% W/V的壳聚糖涂膜液，冷却至室温备用。
取两份40 g的β-环糊精溶解于800 mL蒸馏水中，在60 ℃水浴锅中加热搅拌，形成β-环糊精过饱和溶液。称取4 g、8 g β-紫罗兰酮抗菌剂，按160 mL用无水乙醇（1 mg/mL）溶解，将溶液逐滴加入到β-环糊精饱和水溶液中。加入2～3滴吐温-80乳化剂，分散20 min后将混合液在室温下搅拌均匀后取出，待溶液冷至室温后，于4 ℃冰箱中静置，固化24 h，用真空泵减压抽滤，得到的滤渣用无水乙醇洗去未被胶囊化的抗菌剂（洗涤3次），蒸馏水洗去多余的β-环糊精（洗3次），得到湿态微胶囊。将湿态微胶囊置于表面皿上，在50 ℃烘箱中干燥至恒重，得到添加量分别为0.5% W/V、1.0% W/V的β-紫罗兰酮抗菌剂微胶囊产物，如图1所示。
在壳聚糖涂膜液中加入增塑剂甘油（1.0% V/V）、两组β-紫罗兰酮抗菌剂微胶囊（0.5% W/V、1.0% W/V），60 ℃继续搅拌1 h使其充分混匀，得到浓度为0.5% W/V、1.0% W/V的β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液，冷却至室温备用，如图1所示。
1.2.3 样品制备
将上述制备好的β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液均匀涂抹在植物基包装盒内表面，在室温下（20 ℃）自然风干后再均匀涂覆2,3-丁二酮抗菌涂膜液，待自然风干后每组处理取大小均一、成熟度一致的20个番茄放入植物基包装盒，最后用0.05 PE膜密封，并在膜上扎5个微孔，共设置5组处理，I：普通塑料盒包装（CK）；Ⅱ：植物基包装（K）；Ⅲ：植物基包装+0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液（T1）；Ⅳ：植物基包装+1.0% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液（T2）；V：植物基包装+0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+1.0% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液（T），从中筛选出最佳浓度配比的处理组。根据预实验结果，最后选择T组为正式实验的处理组，正式实验涂膜液制备流程与1.2.1、1.2.2相同。试验材料在20 ℃下贮藏16 d，每隔3 d随机取樱桃番茄果实样品测量，每组处理做3次平行。
1.2.4 番茄贮藏品质测定
1.2.4.1 腐烂率的测定
腐烂率的测定采用感官评价法。果实外观有黑斑、霉菌、腐烂的标准，记为樱桃番茄腐烂。腐烂率计算公式为[19]：
腐烂率(%)=腐烂果实数果实总数×100% 1.2.4.2 色泽测定
色泽参考韦强等[20]方法。每组取4个番茄果实，使用CR-400色差计分别在每个樱桃番茄果实赤道表面进行测定，每个番茄重复测定赤道面上等距的3个区域，记录L*、a*、b*值。L*代表果实的亮度；b*代表黄蓝值，数值越大越偏向黄色；a*值代表红绿值，数值越大果实越偏向红色[21]。
1.2.4.3 果实硬度
采用GY-3型硬度计，应用直径0.5 cm的探头分别在每个樱桃番茄果实赤道表面进行测定，后取平均值，单位为N。
1.2.4.4 可溶性固形物含量测定
可溶性固形物含量测定参考曾敏等[22]方法。将番茄匀浆后，用纱布过滤，取适量滤液滴于使用PAL-1手持折光仪进行测定并读数，测定3次，取平均值。
1.2.4.5 维生素C测定
维生素C（Vc）含量测定采用钼酸铵比色法。称取1 g番茄样品，加入5 ml 0.05 mol/L草酸-0.2 mmol/L EDTA提取液，于760 nm处测定吸光度值，单位为mg·g−1，于4 ℃，13000×g条件下离心20 min，取2 mL上清液加入3 mL草酸-EDTA、0.5 mL偏磷酸-乙酸、1 mL 5%硫酸、2 mL 5%钼酸铵，充分摇匀，加热至80 ℃，10 min取出冷却至室温后加水定容至10 mL。根据所测定溶液的吸光度值以及吸光度值-Vc含量标准曲线，求出相应测定液的Vc含量，并用每百克样品中Vc含量表示。
Vc含量(mg/100g)=C×V1×V2W×M×0.001 式中：C表示测定液中Vc的含量，mg/L；V1表示比色体积，mL；V2表示总体积，mL；W表示样品重，g；M表示加样量，mL。
1.2.4.6 总酚、类黄酮测定
总酚含量、类黄酮含量测定参考徐冬颖等[23]方法；称取0.5 g番茄样品，加入5 mL盐酸-甲醇溶液（体积分数1%），充分研磨后置于4 ℃，13000×g条件下离心20 min，取上清液分别置于280 nm（总酚）、325 nm（类黄酮）波长处测定吸光值，重复测定3次。
1.2.4.7 DPPH自由基测定
DPPH测定方法参考贾乐等[24]的方法，并稍作修改。称取1 g番茄样品，加入5 mL乙醇，12000×g 4 ℃离心20 min，取上清液100 μL入1000 μLDPPH溶液（取0.00475 g DPPH用乙醇定容至25 mL，4 ℃放置1天）振动30 s，20 ℃反应30 min，测定517 nm处吸光值，重复测定3次。
DPPH自由基清除率(%)=A空白−A测定A空白×100% 式中：A空白表示空白对照的测量值，A测定表示样品的测量值。
1.2.4.8 过氧化酶活性的测定
过氧化氢酶（catalase, CAT）、过氧化物酶（peroxidase, POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）的测定按照酶测定试剂盒说明书要求进行测定。
CAT测定称取约0.1 g番茄样品，加入1 mL提取液，进行冰浴匀浆。8000×g 4 ℃离心10 min，取上清液，在96孔UV板中加入10 µL上清液和190 µL工作液混匀，记录240 nm下初始吸光值A1和1 min后的吸光值A2。单位定义：每g组织每分钟催化1 nmol H2O2降解为一个酶活力单位。
CAT活性(nmol/min⋅g−1)=918×ΔA/W 式中：∆A=A1−A2；W表示样品量，g。
POD测定称取约0.1 g番茄样品，加入1 mL提取液，进行冰浴匀浆。8000×g 4℃离心10 min，取上清液，在96孔板中加入10 µL上清液和190 µL工作液（按照说明书配比配制）混匀，记录470 nm下1 min时吸光值A1和2 min时的吸光值A2。单位定义：每g组织在每ml反应体系中每分钟A470变化0.005为一个酶活力单位。
POD活性(U/g)=4000×ΔA/W 式中：∆A=A2−A1；W表示样品量，g。
SOD测定称取约0.1 g番茄样品，加入1 mL提取液，进行冰浴匀浆。8000×g 4℃离心10 min，取上清液，在96孔UV板中加入18 µL上清液，按照说明书试剂添加顺序加入试剂，充分混匀。室温静置30 min后，记录560 nm下吸光值A，计算：
抑制百分率=(A对照管−A测定管)/A对照管×100% 单位定义：在上述反应体系中抑制百分率为50%时，为一个酶活力单位。
SOD活性(U/g)=11.11×抑制百分率/(1−抑制百分率)×W−1 式中：W表示样品量，g。
1.3 数据处理
每组样品进行3次平行，结果以平均数±标准差表示。采用SPSS 25软件进行单因素方差分析，P﹤0.05表示差异显著，用平均值进行统计分析数据曲线，利用GraphpadPrism 9.5.1软件绘图。
2. 结果与分析
2.1 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中外观品质、腐烂率的影响
腐烂率是衡量樱桃番茄果实贮藏品质变化的重要指标，也是导致果蔬损耗的重要原因。本实验以樱桃番茄果实的腐烂率作为预实验的筛选指标，从三组不同浓度配比混合的2,3-丁二酮抗菌涂膜液与β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液中筛选出最适宜处理组进行后续试验。由图2（a）和图2（b）可以发现T组腐烂率为10%且抑制樱桃番茄果实腐烂效果最佳，与CK组相比差异显著（P<0.05），于是选用T组处理的浓度配比为正式试验涂膜液的浓度配比。
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图 2 预实验不同处理对樱桃番茄果实腐烂状况（a）、腐烂率（b）的影响注：CK：普通塑料盒包装处理组；K：植物基包装处理组；T1：0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；T2：1% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；T：0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+1% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；不同小写字母表示同一取样点不同处理组差异显著（P<0.05），下同。Figure 2. Effect of different treatments in the pre-experiment on the decay status (a) and decay rate (b) of cherry tomato fruits由图3（a）、图3（b）可知，在贮藏期间各处理组樱桃番茄的腐烂率均呈现上升趋势，CK组的腐烂率远高于K组、T组。在贮藏12 d时，CK组的腐烂速率显著高于K组、T组，分别为22.50%、12.50%和5.00%；在贮藏16 d时，T组的腐烂率分别为7.50%，比CK组腐烂率低25%，差异显著（P<0.05），原因可能为随着贮藏时间延长包装盒内湿度逐渐增大，加快了微生物的生长繁殖，各处理组出现了褐变以及霉变，同时，T组由于β-紫罗兰酮微胶囊缓释作用，抗菌作用增强；2，3-丁二酮能够抑制真菌生长及诱导致病基因表达下调[25]；两者抑菌功效相结合，使抗菌效果增强，因而抑制腐烂效果显著。结果表明，添加抗菌涂膜液的T组能够有效抑制樱桃番茄果实中霉菌的生长繁殖，从而起到抗菌保鲜效果，延长果实贮藏期。
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图 3 正式实验不同处理对樱桃番茄果实腐烂状况（a）、腐烂率（b）的影响Figure 3. Formal sell test benzene should be dead on cherry tomato fruit sell rot chicken get sunk (a) and rot chicken rate (b) drug shadow surface2.2 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中色泽的影响
颜色是果蔬的最直观外观特征之一，与果蔬成熟度和保质期密切相关[26]。由表1可知，在整个贮藏期间T组L*值维持较好，与CK组、K组有差异。在贮藏16 d时，T组处理的樱桃番茄果实的L*值显著高于CK组、K组（P<0.05）。在贮藏期后期T组处理的樱桃番茄果实的b*值较低，贮藏16 d时显著低于CK组、K组（P<0.05）。贮藏期间，所有处理组a*值整体均呈上升趋势，T组的a*值上升速率相对较慢，表明T组果实成熟较慢。贮藏12 d之后，T组a*值低于CK组和K组，并差异显著（P<0.05）；贮藏16 d时，T组a*值与CK组、K组差异显著（P<0.05）。结果表明，在贮藏前期各处理组之间的樱桃番茄果实L*值、a*值、b*值均无显著差异，贮藏后期，T组的L*值维持较高，b*值、a*值保持较低水平，与Ravisada等[27]研究番茄涂膜保鲜结果相似，说明控释抗菌涂膜处理番茄可以延缓樱桃番茄果实成熟进而影响果实转色。
表 1 不同处理组对樱桃番茄果实色泽的影响Table 1. Effect of different treatment groups on the color of cherry tomato fruits指标 处理组 贮藏时间（d） 0 4 8 12 16 L* CK 32.77±0.35 31.26±0.48a 31.26±0.20a 32.75±0.33a 31.67±0.23b K 32.77±0.35 32.05±0.34a 31.47±0.32a 32.30±0.27a 32.40±0.42ab T 32.77±0.35 31.62±0.57a 31.64±0.75a 33.01±0.36a 32.77±0.34a a* CK 17.72±0.36 18.25±0.73a 19.43±0.69a 20.37±0.42a 21.7±0.55a K 17.72±0.36 18.85±0.68a 19.20±0.96a 20.2±0.52a 20.50±0.69a T 17.72±0.36 17.83±0.71a 18.53±0.57a 18.44±0.39b 18.64±0.31b b* CK 9.13±0.22 8.66±0.25a 8.68±0.28a 9.73±0.28a 9.78±0.27a K 9.13±0.22 9.58±0.92a 8.37±0.27a 9.27±0.23a 9.24±0.36ab T 9.13±0.22 9.20±0.56a 8.24±0.20a 9.53±0.27a 9.18±0.36b 注：不同小写字母表示同一取样点不同处理组差异显著（P < 0.05）。 2.3 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中硬度的影响
樱桃番茄在贮藏期间的代谢变化会引起果实硬度的改变，而果实硬度是衡量果蔬耐贮性的重要指标之一。根据图4的数据显示，在整个贮藏期间，T组樱桃番茄果实的硬度始终高于CK组和K组；其中，CK组的樱桃番茄果实硬度下降速度最快，而T组在保持樱桃番茄硬度方面表现出显著优势（P<0.05）。在贮藏8 d时，随着樱桃番茄成熟度的提高，果胶物质发生变化，果实开始变软。此时，T组的硬度值为19.6 N，显著高于CK组的18.45 N（P<0.05）。贮藏16 d时，T组的硬度值为19.05 N，显著高于K组的17.75 N（P<0.05）。原因可能为樱桃番茄果实水分流失及腐烂导致果实质地变软[28]。这些数据表明，T组的处理在维持樱桃番茄果实硬度方面效果优于其他包装处理组，尤其在贮藏后期，效果更加明显。总的来说，T组包装处理在延缓樱桃番茄硬度下降方面表现出色，有助于延长果实的贮藏期和保持其品质。
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图 4 不同处理组对樱桃番茄果实硬度的影响Figure 4. Effect of different treatment groups on hardness of cherry tomato fruits2.4 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中可溶性固形物的影响
可溶性固形物含量是衡量樱桃番茄口感、风味及营养价值的重要指标。图5表明，随着贮藏时间的延长，各处理组的樱桃番茄的可溶性固形物含量呈现出先上升后下降的趋势。樱桃番茄果实的可溶性固形物初始含量为6.2%，在贮藏16 d时，CK组的含量降至5.8%，而T组的含量为6.8%，T组的樱桃番茄可溶性固形物含量显著高于其他处理组（P<0.05）。结果表明，控释抗菌涂膜活性包装处理能够在一定程度上减缓樱桃番茄可溶性固形物含量的下降速率，从而延缓果实的成熟过程。在贮藏后期微生物繁殖会造成果实营养物质被消耗，使可溶性固形物含量降低[28]。相较于其他处理组，T组在维持可溶性固形物含量方面表现最佳。这一发现支持了控释抗菌涂膜活性包装在延长樱桃番茄贮藏期和保持果实品质方面的有效性。
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图 5 不同处理组对樱桃番茄果实可溶性固形物含量的影响Figure 5. Effect of different treatment groups on soluble solids content of cherry tomato fruits2.5 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中维生素C的影响
维生素C（Vc）是果实中的重要营养成分之一，也是关键的抗氧化剂，主要通过清除果蔬体内的活性氧来延缓其衰老过程[29]。图6结果表明，CK组与T组在贮藏期间的Vc含量呈现出先上升后下降的趋势，并在贮藏12 d时达到峰值，这与Wu等[30]的研究结果相似。Vc含量上升的主要原因可能是樱桃番茄果实的后熟作用：樱桃番茄在采收后仍会呼吸，其Vc含量随成熟而增加；其次，在贮藏过程中樱桃番茄会失去水分，但Vc的损失速度没有水分的损失速度快[31]。在贮藏16 d时，T组的Vc含量为131.77 mg/100g，明显高于CK组的105.26 mg/100 g和K组的115.36 mg/100 g，差异显著（P<0.05）。结果表明，在所有处理组的樱桃番茄果实样品中，采用0.5%W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液与1.0%W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液复合处理的T组能够维持较高的Vc含量，保鲜效果相对较好。
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图 6 不同处理组对樱桃番茄果实Vc含量的影响Figure 6. Effect of different treatment groups on Vc content of cherry tomato fruits2.6 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中总酚、类黄酮的影响
总酚类物质是水果和蔬菜中所有酚类物质的集合，与樱桃番茄的营养价值密切相关[26]。由图7（a）可知，在整个贮藏期间，T组的总酚含量始终高于CK组和K组，整体呈现先上升后下降的趋势。在贮藏4 d时，T组的总酚含量达到峰值，为1.97 mg/g，显著高于CK组的1.52 mg/g和K组的1.41 mg/g（P<0.05）。在贮藏12 d和16 d时，T组的总酚含量依然显著高于CK组和K组（P<0.05）。黄酮类化合物是樱桃番茄中的重要营养物质，具有抗氧化、抗炎、抗菌、抑制肿瘤细胞增殖和免疫调节功能，对癌症、心血管和神经退行性疾病具有预防或治疗作用[32]。根据图7（b）的数据显示，在整个贮藏期间，T组的类黄酮含量始终高于CK组和K组。在贮藏4 d时，T组的类黄酮含量达到峰值，为1.06 mg/g，显著高于CK组的0.65 mg/g和K组的0.63 mg/g（P<0.05）。这些结果表明，T组处理能够有效延缓总酚和类黄酮含量的下降，特别是在贮藏后期，总酚含量的维持效果更为显著。
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图 7 不同处理组对樱桃番茄果实总酚含量（a）和类黄酮含量（b）的影响Figure 7. Effect of different treatment groups on total phenolic content (a) and flavonoid content (b) of cherry tomato fruits2.7 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中DPPH自由基清除率的影响
果蔬的抗氧化能力在一定程度上能够表征其品质优劣[33]。通过测定DPPH自由基清除率，探究抗菌涂膜包装处理对樱桃番茄果实抗氧化活性的影响。根据图8的数据显示，在贮藏期间，T组的DPPH自由基清除率整体呈现先升高后下降的趋势，并始终高于CK组和K组，差异显著（P<0.05）。在贮藏8 d时，T组的DPPH自由基清除率为84.70%，显著高于CK组的68.32%和K组的82.97%（P<0.05），达到最高水平。在贮藏16 d时，T组的DPPH自由基清除率为81.36%，而CK组和K组分别为70.63%和71.32%，T组与CK组、K组的差异依然显著（P<0.05）。贮藏过程控释抗菌涂膜活性包装处理使樱桃番茄果实抗氧化活性增加，可能原因为涂膜的抗菌功效减缓了贮藏生理变化从而延缓果实的成熟[34]。这些结果表明，T组的抗菌涂膜活性包装能够有效维持较高的DPPH自由基清除率，从而提高樱桃番茄果实的抗氧化能力。
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图 8 不同处理组对樱桃番茄果实DPPH自由基清除率的影响Figure 8. Effect of different treatment groups on DPPH radical scavenging in cherry tomato fruits2.8 控释抗菌涂膜活性包装对樱桃番茄贮藏过程中过氧化酶活性的影响
樱桃番茄果实衰老过程中会积累大量的超氧阴离子、过氧化物、过氧化氢等活性氧（ROS）以及受到环境胁迫，导致膜脂质过氧化，影响其贮藏品质，因此想要提高果实的抗逆能力就需提高其抗氧化能力[35]。抗氧化酶参与植物清除ROS的过程，被认为是保护生物体免受有害物质负面影响的有效防御屏障，其中过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）为清除H2O2的主要酶类，可促使H2O2分解为氧和水，从而使樱桃番茄果实在衰老过程中免遭H2O2的毒害，是生物防御体系的关键酶之一[36]；超氧化物歧化酶（SOD）是主要的酶促抗氧化剂之一，能够催化超氧化物发生歧化反应生成氧气和过氧化氢，能够时刻清除细胞内新陈代谢产生的氧自由基[37−38]。
在整个贮藏过程中，如图9（a）数据显示，整个贮藏期间，除K组以外，CK组、T组的CAT活性均呈先上升后下降的趋势，并在12 d时达到峰值。贮藏前8 d，各处理组CAT活性差异不显著，当贮藏12 d时，T组的CAT活性达到最高值为28.458 nmol/min·g−1，高于CK组24.327 nmol/min·g−1和K组22.032 nmol/min·g−1，差异显著（P<0.05）；在贮藏16 d时，T组的CAT活性为27.081 nmol/min·g−1，显著高于CK组20.196（P<0.05）。说明T组处理对樱桃番茄果实CAT活性下降起到了抑制作用，控释抗菌涂膜处理的番茄CAT活性维持较高水平。如图9（b）所示，在整个贮藏过程中，POD活性整体呈先上升后下降的趋势，这与Liu[39]等人研究结果趋势相似。T组的POD活性整体维持在较高水平，且高于CK组、T组的POD活性，但在贮藏第12 d时各处理组POD活性差异不显著。CK组与K组整体呈先上升后下降的趋势，并在12 d时达到峰值。在贮藏8 d时，T组的POD活性值为5028 U/g，显著高于CK组4674 U/g和K组3136 U/g（P<0.05）；在贮藏16 d时，T组的POD活性值为5154 U/g，达到最高值，并高于CK组的3433 U/g（P<0.05）；说明T组处理能够维持较高的POD活性，使细胞损伤减少，从而延缓樱桃番茄果实衰老成熟进程。如图9（c）数据显示，在贮藏期间，各处理组的SOD活性均呈先上升后下降的趋势，与Liu等[40]、杨英等[41]研究的变化趋势相似。贮藏8 d时，T组处理SOD活性达到最高值为65.56 U/g，显著高于CK组17.77 U/g和K组的40.75 U/g（P<0.05）；在贮藏16 d时，T组处理SOD活性为48.24 U/g，显著高于CK组25.28 U/g和K组的33.78 U/g（P<0.05）；说明T组处理能够维持樱桃番茄果实SOD活性在一个较高水平，从而维持较高的抗氧化活力。但在贮藏12 d时，K组达显著高于CK组与T组，推测是人为因素引起的误差。
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图 9 不同处理组对樱桃番茄果实CAT（a）、POD（b）、SOD（c）活性的影响Figure 9. Effect of different treatment groups on CAT (a), POD (b) and SOD (c) activities of cherry tomato fruits综合以上结果表明，T组处理能够有效延缓CAT、POD、SOD等过氧化物酶活性的下降，特别是在贮藏后期，抗氧化物酶活性与CK组比较效果更为显著。可能原因为在贮藏前期超氧阴离子积累及过氧化氢积累，各处理组激发了酶的活性[42]；到贮藏后期，随着樱桃番茄成熟、衰老以及感染病菌腐烂等问题使抗氧化酶系统的抗氧化活性降低[42]，由于T组处理具有较好的抑制病菌增长作用，减少了病菌造成的生理病害，减少细胞损伤，保持机体良好生理活性，因此在贮藏后期仍能够维持较高的抗氧化水平[39−41]。CAT、POD、SOD等酶活性的变化趋势整体均呈先上升后下降趋势，说明抗菌涂膜处理加速樱桃番茄果实活性氧的生成过程[43]。总之，T组处理在贮藏期间能够维持较高的樱桃番茄果实的CAT、POD、SOD酶活性，且显著延缓过氧化酶活性的降低，在贮藏后期效果更为明显。
3. 结论
本研究以β-紫罗兰酮、2,3-丁二酮为抗菌物质开发了一种控释抗菌涂膜活性包装，评估其对采后樱桃番茄果实贮藏品质的效果。综上结果所述，本研究设计的涂膜包装对樱桃番茄果实表面霉菌的繁殖具有一定的抑制作用，能够较好地维持樱桃番茄的外观品质及营养价值。T组处理显著降低了樱桃番茄果实的腐烂率，减缓了樱桃番茄硬度、维生素C（Vc）含量和DPPH自由基清除率的下降。此外，T组还在一定程度上维持了总酚和类黄酮的含量，提高了CAT、POD、SOD等过氧化酶活性，从而延长了樱桃番茄果实的品质和贮藏期。这表明，T组处理作为一种控释抗菌涂膜活性包装，对樱桃番茄采后贮藏品质有较好的保持作用。本研究为开发的新型无毒、非接触型的控释抗菌活性包装提供依据，对延长采后樱桃番茄贮藏保鲜具有参考意义。然而，在将本研究结果转化为市场应用之前仍需对不同温度、湿度条件下涂膜效果的评估，以及对其长期使用安全性和潜在环境影响的进一步验证。
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图 1 控释抗菌涂膜液制备流程图
Figure 1. Flow chart for the preparation of controlled-release antimicrobial coating solution
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图 2 预实验不同处理对樱桃番茄果实腐烂状况（a）、腐烂率（b）的影响
注：CK：普通塑料盒包装处理组；K：植物基包装处理组；T1：0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；T2：1% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+0.5% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；T：0.5% W/V 2,3-丁二酮抗菌涂膜液+1% W/V β-紫罗兰酮微胶囊抗菌涂膜液；不同小写字母表示同一取样点不同处理组差异显著（P<0.05），下同。
Figure 2. Effect of different treatments in the pre-experiment on the decay status (a) and decay rate (b) of cherry tomato fruits
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图 3 正式实验不同处理对樱桃番茄果实腐烂状况（a）、腐烂率（b）的影响
Figure 3. Formal sell test benzene should be dead on cherry tomato fruit sell rot chicken get sunk (a) and rot chicken rate (b) drug shadow surface
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图 4 不同处理组对樱桃番茄果实硬度的影响
Figure 4. Effect of different treatment groups on hardness of cherry tomato fruits
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图 5 不同处理组对樱桃番茄果实可溶性固形物含量的影响
Figure 5. Effect of different treatment groups on soluble solids content of cherry tomato fruits
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图 6 不同处理组对樱桃番茄果实Vc含量的影响
Figure 6. Effect of different treatment groups on Vc content of cherry tomato fruits
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图 7 不同处理组对樱桃番茄果实总酚含量（a）和类黄酮含量（b）的影响
Figure 7. Effect of different treatment groups on total phenolic content (a) and flavonoid content (b) of cherry tomato fruits
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图 8 不同处理组对樱桃番茄果实DPPH自由基清除率的影响
Figure 8. Effect of different treatment groups on DPPH radical scavenging in cherry tomato fruits
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图 9 不同处理组对樱桃番茄果实CAT（a）、POD（b）、SOD（c）活性的影响
Figure 9. Effect of different treatment groups on CAT (a), POD (b) and SOD (c) activities of cherry tomato fruits
表 1 不同处理组对樱桃番茄果实色泽的影响
Table 1 Effect of different treatment groups on the color of cherry tomato fruits
指标 处理组 贮藏时间（d） 0 4 8 12 16 L* CK 32.77±0.35 31.26±0.48a 31.26±0.20a 32.75±0.33a 31.67±0.23b K 32.77±0.35 32.05±0.34a 31.47±0.32a 32.30±0.27a 32.40±0.42ab T 32.77±0.35 31.62±0.57a 31.64±0.75a 33.01±0.36a 32.77±0.34a a* CK 17.72±0.36 18.25±0.73a 19.43±0.69a 20.37±0.42a 21.7±0.55a K 17.72±0.36 18.85±0.68a 19.20±0.96a 20.2±0.52a 20.50±0.69a T 17.72±0.36 17.83±0.71a 18.53±0.57a 18.44±0.39b 18.64±0.31b b* CK 9.13±0.22 8.66±0.25a 8.68±0.28a 9.73±0.28a 9.78±0.27a K 9.13±0.22 9.58±0.92a 8.37±0.27a 9.27±0.23a 9.24±0.36ab T 9.13±0.22 9.20±0.56a 8.24±0.20a 9.53±0.27a 9.18±0.36b 注：不同小写字母表示同一取样点不同处理组差异显著（P < 0.05）。 
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