《食品科學》：福州大學嚴芬副教授等：解淀粉芽孢桿菌PTL16對采后黃金百香果活性氧代謝和抗性代謝的影響

黃金百香果（

Passiflora edulis

生防菌是能夠抑制病原菌對果實侵害的一類微生物，理想的生防菌劑具備廣譜性、穩定性、實用性、安全性等特點，近年來利用生防菌對采后果實的保鮮技術廣受學者青睞。其中芽孢桿菌由于其抗逆性強、綠色安全、生產成本低、無抗藥性、高效等特點，而成為果蔬采后病害控制的研究熱點。有研究表明，芽孢桿菌可與病原菌直接發生拮抗作用，或通過分泌次級代謝產物以及產生揮發性氣體物質抑制甚至殺死病原菌，同時還可以通過平衡果實活性氧代謝，誘導果實啟動自身抗性系統，這也是生防菌發揮高效防治作用的方式。

在采后貯藏過程中，當果實受到外界各種條件的脅迫下會迅速產生大量的活性氧，而活性氧含量的增加并積累會損害自身組織細胞，這時能夠激發體內分泌各種清除活性氧的相關酶，啟動活性氧的清除系統維持組織細胞內的活性氧代謝平衡，延長果實的貯藏期。

福州大學生物科學與工程學院的洪健渠、張帆、嚴芬*等首先探究解淀粉芽孢桿菌PTL16對黃金百香果病原菌的抑制效果，并進一步探究其對黃金百香果的保鮮效果及其活性氧代謝和抗性代謝的影響。

1 解淀粉芽孢桿菌PTL16對黃金百香果病原菌體外抑菌效果

1.1病原菌抑制效果

如圖1所示，與B孔中的對照組相比，A孔中的實驗組均形成了明顯的抑菌圈。此外，從抑菌圈的大小可看出解淀粉芽孢桿菌PTL16發酵上清液對

C. gloeosporioides

C. gloeosporioides

C. gloeosporioides

C. gloeosporioides

1.2

C

gloeosporioides

如圖2所示，解淀粉芽孢桿菌PTL16菌懸液（1.0×10 4 、1.0×10 6 cells/mL和1.0×10 8 cells/mL）均能顯著抑制 C . gloeosporioides BG7的孢子萌發，且濃度為1.0×10 8 cells/mL的菌懸液可完全抑制 C . gloeosporioides BG7的孢子萌發。

2 解淀粉芽孢桿菌PTL16對黃金百香果的生防效果

如圖3所示，解淀粉芽孢桿菌PTL16能夠抑制炭疽病的發生并延長果實的貯藏期。在貯藏第8天時，對照組果實已出現明顯的炭疽病斑且腐爛較為嚴重，而實驗組果實未出現明顯病斑。第12天，對照組果實腐爛情況加劇，實驗組雖有病斑出現，但病斑覆蓋面積較小。第16天，對照組果實已完全腐爛，而實驗組果實腐敗情況相對較輕。這表明解淀粉芽孢桿菌PTL16菌懸液可顯著抑制黃金百香果采后炭疽病的發生，保持果實良好的外觀品質，從而有效延長其貯藏期。

3 解淀粉芽孢桿菌PTL16對黃金百香果活性氧代謝的影響

如圖4所示，解淀粉芽孢桿菌PTL16在黃金百香果保鮮過程中表現出顯著的生理調節作用，可有效延緩果實衰老并維持其品質。從圖4A可知，實驗組的超氧陰離子自由基產生速率顯著低于對照組（P＜0.01），且在2～16 d內保持較低水平，表明解淀粉芽孢桿菌PTL16可顯著減少活性氧積累。從圖4B可知，隨著貯藏時間延長，黃金百香果的MDA含量逐漸升高。實驗組的MDA含量顯著低于對照組（P＜0.01），說明解淀粉芽孢桿菌PTL16可顯著減緩果皮膜脂過氧化程度，延緩細胞膜結構的破壞。從圖4C可知，實驗組的SOD活力在0～4 d快速上升，在貯藏4～16 d期間均顯著高于對照組（P＜0.05、P＜0.01）。對照組的SOD活力在0～2 d迅速上升后，在2～16 d迅速下降。從圖4D可知，實驗組的CAT活力在第10天達到峰值，顯著高于對照組（P＜0.01）。對照組的CAT活力在0～6 d先上升，隨后下降并一直在較低水平，說明解淀粉芽孢桿菌PTL16可顯著增強果實抗氧化防御能力。從圖4E可知，實驗組的APX活力在0～6 d快速上升，第14天達到峰值，顯著高于對照組（P＜0.01）。從圖4F可知，實驗組的GSH含量在第12天達到峰值，顯著高于對照組（P＜0.01）。對照組的GSH含量一直處于較低水平。實驗結果表明，解淀粉芽孢桿菌PTL16可通過降低活性氧積累、減緩膜脂過氧化并同步提升抗氧化酶活力及抗氧化物水平，維持黃金百香果活性氧代謝穩態，延長果實的貯藏期，為解淀粉芽孢桿菌PTL16在保鮮中的應用提供了科學依據。

4 解淀粉芽孢桿菌PTL16對黃金百香果抗性代謝的影響

如圖5所示，解淀粉芽孢桿菌PTL16可顯著提高黃金百香果果實中多種關鍵酶活力，增強果實的抗病性。從圖5A可知，在貯藏期間，實驗組的PAL活力在第16天達到峰值，顯著高于對照組（

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生防菌可以通過直接抑制或干擾病原真菌的生長，也能通過誘導防御反應促進果實體內活性氧清除酶（APX、CAT和SOD）與內源性抗氧化物質GSH水平升高，增強果實抗氧化能力，從而抵御病原真菌的侵害。活性氧是果實代謝過程中的重要信號分子，當果實受到外界環境脅迫或者致病菌的侵害時，自身會快速產生大量的活性氧進行應答。當果實體內活性氧大量堆積時，會造成其細胞膜透性增加，造成MDA與超氧陰離子自由基的累積，從而對細胞造成損傷。已有研究采用微孔包裝和殼聚糖涂膜構建一種雙重氣調微環境，能有效提升百香果果實的抗氧化水平，并減少MDA和過氧化氫的積累。本研究發現當黃金百香果受到病原真菌侵染時，會爆發產生大量的活性氧，此外，隨著貯藏時間的延長，黃金百香果果實的MDA含量增加。實驗組的超氧陰離子自由基產生速率與MDA含量在貯藏后期均低于對照組。這說明解淀粉芽孢桿菌PTL16可通過減少黃金百香果的MDA與超氧陰離子自由基累積維持活性氧代謝平衡，從而進一步穩定生理代謝。當活性氧在果實體內過量堆積時，會對正常的組織細胞造成損傷，破壞組織細胞與質膜，最終造成細胞死亡。果實為了減少氧化脅迫帶來的損傷，并維持活性氧的代謝平衡，會啟動體內一個復雜的活性氧平衡系統，這一系統包含非酶清除系統與酶清除系統。其中果實體內內源性抗氧化物質GSH組成非酶清除系統，能夠調節并清除細胞內過量的活性氧，從而維持活性氧的代謝平衡。而酶清除系統則包含APX、CAT和SOD，有研究表明可以通過提高APX、CAT和SOD活力平衡過量的活性氧，從而提高果實對病原真菌的抵御能力。本研究發現經解淀粉芽孢桿菌PTL16處理后，黃金百香果的APX、CAT和SOD活力均顯著提高，表明其抗氧化能力顯著提升。此外，實驗組的GSH含量均顯著高于對照組，表明解淀粉芽孢桿菌PTL16可引起GSH含量變化，提高黃金百香果的抗氧化能力，進一步穩定其生理代謝。

同時，誘導果實產生抗病性是控制果蔬采后病害的重要機制，生防菌能夠通過誘導果蔬抗病性提高其對外來病原菌的侵染。PAL是苯丙烷途徑的關鍵酶，酶活力的升高可以促進苯丙氨酸催化生成抗病物質，進而提高果實的抗病性。因此PAL在次生代謝合成與抗逆過程中具有十分重要的作用。POD是一種氧化還原酶，廣泛存在于果實體內，它能分解并減少由活性氧代謝產生的過氧化氫，清除過量活性氧，降低組織細胞受到的氧化損傷，并且POD還可參與木質素的合成過程，增強果實細胞壁韌性，提高果實抗病性。實驗結果顯示實驗組的PAL、POD活力顯著提高，從而提高黃金百香果抵抗病原菌侵染的能力，保持果實品質，延長黃金百香果的貨架期。CHI與GLU是果實采后抗性代謝中的重要抗性蛋白，這兩者之間存在協同作用，GLU能夠水解真菌細胞壁的多聚糖化合物，CHI能降解真菌細胞壁中的幾丁質，從而破壞真菌細胞壁以抑制病原菌的生長繁殖，降低病原菌的致病力。經解淀粉芽孢桿菌PTL16處理后，黃金百香果的GLU與CHI活力都呈現不同程度的提高，并且保持較高水平。說明解淀粉芽孢桿菌PTL16可以通過提高抗性酶GLU與CHI的活力提高黃金百香果抵抗病原菌的能力。C4H是苯丙烷途徑中的關鍵酶，能夠參與果實發育、誘導果實抗病性和防御反應。4-CL則促進苯丙烷途徑中總黃酮類化合物、香豆素和木質素等化合物的合成，同樣也是苯丙烷途徑的關鍵酶。實驗結果顯示，經解淀粉芽孢桿菌PTL16處理其C4H與4-CL抗性酶活力均顯著提高，并保持較高水平，說明解淀粉芽孢桿菌PTL16可以通過調節這兩個關鍵酶激活苯丙烷代謝途徑，增加果實抗病物質的生成，提高果實抵抗病原菌的能力。經殼聚糖處理后百香果果實中PAL、C4H、4-CL等活性也有所提高，進而提高果實抗病性，抑制果實病害發生，延長果實保鮮期。

總之，本研究結果表明解淀粉芽孢桿菌PTL16能夠顯著提高黃金百香果的抗氧化酶活力與抗氧化物質的含量，從而提高黃金百香果的抗氧化能力，控制超氧陰離子自由基的產生與累積，減少MDA的累積，減少活性氧對細胞的損傷，還可通過誘導果實PAL、POD、CHI、GLU、C4H、4-CL等抗性酶活性，維持采后黃金百香果的品質，延長果實的貯藏期。這些結果為解淀粉芽孢桿菌PTL16作為生防菌的潛力提供了有力證據。

引文格式：

洪健渠, 張帆, 牛曉旭, 等. 解淀粉芽孢桿菌PTL16對采后黃金百香果活性氧代謝和抗性代謝的影響[J]. 食品科學, 2025, 46(21): 267-274. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250525-159.

HONG Jianqu, ZHANG Fan, NIU Xiaoxu, et al. Effect of

Bacillus amyloliquefaciens

Passiflora edulis

flavicarpa

實習編輯：林安琪；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平臺，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、重慶三峽學院、西華大學、成都大學、四川旅游學院、西昌學院、北京聯合大學協辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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