食品安全与营养团队围绕LED可见光在水果采后保鲜中的作用与机制展开研究,连续在国际高水平期刊发表系列成果。研究从果实采后病原真菌鉴定、抑菌表型、细胞与转录组机制到果实品质评价,形成了较为连续的证据链,体现了团队在农产品采后绿色保鲜与病原真菌防控方向的持续积累。
在Postharvest Biology and Technology(中科院一区、JCR一区)上发表了“Blue LED light treatment inhibits virulence and patulin biosynthesis in Penicillium expansum”,朱瑞瑜教授为第一作者、通讯作者,浙江科技大学为第一单位。
在Food Microbiology(中科院一区、JCR一区)上发表了“Transcriptomic investigation reveals a potential mechanism of white LED irradiation inhibiting the growth and pathogenicity of the blue mold pathogen Penicillium expansum”,研究生蔡一亮为第一作者,林海雁博士、朱瑞瑜教授为通讯作者,浙江科技大学为第一单位。
在LWT - Food Science and Technology(中科院一区、JCR一区)上发表了“White and blue LED irradiation effectively inhibit postharvest decay in citrus caused by Cladosporium cladosporioides”,林海雁博士为第一作者,朱瑞瑜教授为通讯作者,浙江科技大学为第一单位。
水果采后病害是造成采后损失和食品安全风险的重要因素。扩展青霉(Penicillium expansum)所致青霉病是水果采后主要病害之一,其分泌的棒曲霉素造成食品安全风险;传统防控高度依赖化学杀菌剂,残留与抗药性问题突出。光是调节生物生长和生理过程的重要外界信号。发光二极管(LED)为冷光源,能耗低,电光转换效率远高于传统光源;传统光源光谱宽泛固定,而LED可组合不同波长即可像编程一样设计光谱,按病原菌敏感波段与果实耐受阈值精准匹配特定生物过程的作用方案,实现多靶点协同干预果实病害的发生,也使其由照明工具升级为可精准调控的绿色物理干预手段。利用绿色物理手段替代化学杀菌剂,契合国家食品安全战略与农业“减损增效”、“双碳”目标,应用前景良好。团队研究结果表明:
LED可见光对果实采后主要致病菌Penicillium expansum和Cladosporium cladosporioides的体外体内生长均呈现显著的抑制效果,且对果实品质没有负面影响。其中120 μmol m-2s-1LED蓝光照射可诱导P. expansum累积大量氧化应激,破坏细胞膜完整性并导致线粒体功能障碍,大幅削弱了其生长发育与致病力。研究为推动基于LED可见光的果实采后保鲜技术发展提供了理论基础(Postharvest Biol. Technol. 200, 112340. )。

同等强度下的120 μmolm-2s-1LED白光照射同样显著抑制了P. expansum的生长,转录组学分析进一步揭示了LED白光主要通过引起P. expansum碳水化合物、脂质代谢等多重代谢途径的严重失调,导致能量供应受抑、细胞膜结构损伤和毒力因子分泌减少等,从而抑制其生长与致病力。研究为优化LED光照保鲜技术提供了分子依据(Food Microbiol. 132, 104857.)。

此外,团队从浙江特色柑橘“红美人”中新分离鉴定出一株病原真菌C. cladosporioides,比较不同波段LED的抑菌效应后发现其具有显著波段特异性,仅LED白光与蓝光可显著抑制C. cladosporioides,LED白光与蓝光通过诱导细胞组分过氧化、细胞器超微结构紊乱,进一步诱发细胞凋亡,从而显著抑制C. cladosporioides生长和降低柑橘果实的腐烂率。研究为红美人柑橘采后保鲜提供新方案(LWT.227,118016.)。

文稿 | 林海雁
编辑 | 张宇坤
初审 | 付 阳
复审 | 陈 滔
终审 | 路胜利