摘 要:研究了在室溫條件下,季也蒙假絲酵母對‘白花’水蜜桃采后保鮮品質的影響。結果表明:與對照組相比,季也蒙假絲酵母對水蜜桃有明顯的保鮮效果,50 mL菌液/1 000 mL無菌水的保鮮效果最好;100 mL菌液/1 000 mL無菌水和25 mL菌液/1 000 mL無菌水對水蜜桃保鮮效果好于對照組。季也蒙假絲酵母菌作為工程菌容易獲得,相對安全。
關鍵詞:水蜜桃;季也蒙假絲酵母;采后生理;貯藏品質
中圖分類號:S662.1 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.04.001
Effect of Candida guilliermondii on Honey Peach Postharvest Physiology and Quality During Storage
LI Yang1, CUI Zhi-kuan1, GANG Cheng-cheng1, LI Jian-long1,CHEN Yi-zhao1, LI Hui1, HE Zheng-yue2, LUO bin2, PAN Bin2
(1.College of Life Science, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210093, China; 2, Zhangjiagang Crop Cultivation Technical Guidance Station, Zhangjiagang,Jiangsu 215600,China)
Abstract: Candida guilliermondii was used to protect the White Flower honey peach grown in Fenghuang town Zhangjiagang city during room temperature. The results showed that compared with contract, the 50 mL yeast liquid diluted into 1 000 mL aquae sterilisata had the supreme functions, while the other two concentrations, which were 100 mL yeast liquid diluted into 1 000 mL aquae sterilisata and 25 mL yeast liquid diluted into 1 000 mL aquae sterilisata were better than the contrast. Besides antagonist was a kind of reality safety preparation which was easy to get, effective and pollution-free bio-preservation.
Key words: honey peach; Candida guilliermondii;postharvest physiology;storage quality
水蜜桃是人們非常喜歡吃的水果之一,但由于其采后生理變化快、易腐爛,極大地影響了它的貯運保鮮效果,縮短了其貨架壽命,因此,水蜜桃的貯藏保鮮具有重要意義[1-5]。果蔬采后腐爛造成的嚴重損失已成為全球性問題,水果在采收、包裝、貯存和運輸過程中易受到機械損傷,采后腐爛大多由真菌引起[6]。目前世界上控制采后果蔬病害的主要方法為化學殺菌劑,但長期使用化學殺菌劑易引起病原菌的抗藥性,影響果蔬的食用安全,增加生產成本并造成環境污染。
生物防治作為一種新興的保鮮方法,已成為果蔬采后腐爛的主要防治方法,而拮抗微生物,尤其是來自果蔬表面的拮抗酵母菌對果蔬采后病害有很好的防治效果[7]。果實采后病害生物防治的主要原理是利用微生物之間的拮抗作用,達到抑制病原微生物生長、減少腐敗的目的[8]。果蔬采后病害拮抗菌的微生物有細菌、霉菌和酵母菌等,而酵母菌由于具有拮抗效果好、不產生毒素、可以和化學殺菌劑共同使用等優點成為果蔬采后生物防治研究的熱點[9]。酵母菌能在較干燥的果蔬表面生存,能迅速利用營養進行繁殖,且具有廣譜抗性和較為穩定的防治效果 [10-11]。范青等[12] 的研究表明,季也蒙假絲酵母(Candida guilliermondii)能在水蜜桃傷口處迅速繁殖,并對果實不產生任何傷害,且該菌不產生抗菌素,其抑菌機理可能與營養競爭等有關。
1 材料和方法
1.1 材 料
拮抗菌的來源:季也蒙假絲酵母(Candida guilliermondii)從中國農業微生物菌種保藏管理中心購得。
試驗用水蜜桃品種為‘白花’水蜜桃,采于張家港市鳳凰鎮,7成熟時采摘。選擇色澤相近、大小相似、無機械損傷和病蟲害的果實分組編號后,置于冰箱0 ℃冷藏待用。
試驗儀器:血球計數板、接種針、電子天平、顯微鏡、無菌操作臺、水浴鍋、恒溫震蕩培養箱、恒溫冷藏冰箱、GY-3型水果硬度儀、VBR-18型手持折光儀、DDS-11A型電導率儀、756MC型紫外-可見分光光度計、TGL1650-WS臺式高速離心機。
1.2 方 法
1.2.1 拮抗菌的活化及菌懸液配置 在無菌操作臺中,將季也蒙假絲酵母凍干粉活化,取一環活化菌液于100 mL馬鈴薯液體培養基(水100 mL、葡萄糖2 g、馬鈴薯20 g)中,于恒溫振蕩培養箱中(150 r·min-1,28 ℃)培養24 h后制成下列3種處理液:C1處理組為100 mL發酵液溶于1 000 mL無菌水;C2處理組為50 mL發酵液溶于1 000 mL無菌水;C3處理組為25 mL發酵液溶于1 000 mL無菌水。
1.2.2 試驗分組及處理 C1、C2、C3處理組,每組6個果實。分別用相對應的上述3種濃度的拮抗菌發酵液均勻噴灑水蜜桃表面,噴果結束后強制通風晾干,分別裝袋,置于室溫中保存,并設置對照組。24 h后,每天測量各組果實生理指標,每次測量做3個重復,整個試驗重復2次。
1.2.3 測量指標和方法 失水率采用稱重法測定[13]。腐爛指數:將果面的腐爛程度分為5級。0級:無腐爛;1級:果面出現1~3個小爛斑;2級:果面腐爛面積在1/4~1/2;3級:果面腐爛面積在1/2~3/4;4級:果面腐爛面積>3/4。然后按下面的公式計算腐爛指數:腐爛指數=[Σ(級數×對應腐爛果數量)]/該組果實總數[14]。果實硬度采用GY-2、GY-3硬度儀測定[15],可溶性糖含量采用手持折光儀測定[15]。呼吸強度采用靜置法測定[15]。相對電導率采用DDS-11A型電導率儀測定[15],相對電導率=(初始電導率-純水電導率)/(煮沸后的電導率-純水電導率)×100%。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥(TBA)法測定[11]。多酚氧化酶(PPO)含量采用鄰苯二酚法測定[16]。
1.2.4 數據及圖表處理 為消除兩次重復試驗起始值不同帶來的差異,在進行數據處理時將部分生理指標變化量換算成生理指標變化率來表示其變化,即某生理指標變化率=(某生理指標24 h后的值-某生理指標的初始值)/某生理指標的初始值×100%。用Excel 2007進行運算后繪制圖表,用SPSS 17.0軟件進行統計處理,采用One-way ANOVA 進行鄧肯氏多重差異分析。
2 結果與分析
2.1 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃失重率的影響
果實失重是因為果實失水造成果皮皺縮,導致品質下降。同時由于水是細胞內多種生化反應的溶劑或反應物,失水過多會造成其它正常的代謝無法進行,使果實進一步衰老,故控制失重率是果實保鮮的第一步。套袋處理可以有效控制失水率,其次是不同的保鮮劑處理控制[17]。不同處理組水蜜桃失水率變化如圖1所示。
季也蒙假絲酵母各濃度發酵液處理組與對照處理組相比,前3 d效果不很明顯。但隨著保存時間的延長,對照組失重率持續上升,3種菌懸液處理組果實失重率均上升緩慢。說明這3種處理方法在一定程度上抑制果實的失重率,對照組在第7天的失重率已達到2.7%,而3種發酵液的失重率分別為:2.13%,2.10%,2.38%。在失重率變化程度上,效果最好的為C2處理組,其次為C1、C3處理組,且3組均好于對照組。
2.2 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃腐爛指數的影響
果實腐爛指數是根據果實表面腐爛程度通過公式[14]換算得出。腐爛指數越高,果實腐爛程度越大。當腐爛程度達1級時,水蜜桃仍可以食用,但就商品出售而言,果實已需進行下架或折價處理,對水蜜桃經濟價值造成影響。不同處理組水蜜桃的腐爛指數變化如圖2所示。可以看出對照組水蜜桃在第2天開始出現腐爛現象,在第4天腐爛現象大規模爆發,到第5天達到峰值。處理后,水蜜桃桃腐爛指數均明顯低于對照組,且在前4 d基本上無腐爛現象,說明季也蒙假絲酵母可以有效控制果實腐爛,且效果明顯好于對照組。效果最好的是C2處理組,其次是C1處理組,最后是C3處理組。腐爛指數是最具經濟意義的指標,也是果實保鮮最需控制的指標之一。
2.3 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃硬度的影響
果實放置一段時間后硬度會降低,即細胞壁被酶水解,果實發生軟化。軟化的果實口感也發生了變化,就水蜜桃而言,軟化后果實的品質得到了提升。軟化一旦完全發生,即意味著果實呼吸高峰的到來和迅速腐爛變質的開始,故控制果實軟化并非保持果實硬度不變,而是使果實硬度在一定范圍內有所下降,但不造成腐爛和其他生理指標的大幅度變化[17]。不同處理組的水蜜桃硬度變化率如圖3所示,各處理組的水蜜桃硬度均降低(變化率為負值),其中對照組的變化最明顯,第1~4天水蜜桃的硬度迅速下降。拮抗菌發酵液處理后,水蜜桃硬度曲線相對平緩,說明季也蒙假絲酵母發酵液對水蜜桃軟化起到緩解作用,從平穩程度上來說,C2處理組效果最好,硬度曲線變化趨勢較為平緩,C3處理組其次,C1處理組硬度曲線變化幅度較大。
2.4 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃可溶性固形物的影響
可溶性固形物含量是指果汁中能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質等物質的含量,其中糖分是最主要的成分。水蜜桃采后依靠自身積累的營養物質維持自身的生命活動,因而在貯藏期間可溶性固形物含量下降。由于淀粉酶將淀粉分解成糖,可使可溶性固形物上升,因而可溶性固形物含量在貯藏期并不表現出單一的上升或下降趨勢[17]。不同處理組水蜜桃可溶性固形物含量的變化率如圖4所示,各組水蜜桃可溶性固形物含量都表現為一個先降后升的趨勢。在保存3 d后,C2處理組下降趨勢比較平緩,對照組可溶性固形物含量明顯下降,C1處理組有小幅度的上升趨勢,C3處理組先上升后下降。數據表明,C1處理組促進可溶性固形物含量的增加;而其他3組均為抑制作用,C2處理組的抑制作用較為明顯。
2.5 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃呼吸強度的影響
呼吸作用是果蔬采收后生命活動的中心,與果蔬品質的變化、貯藏壽命、貯藏中的生理病變及果蔬的商品處理方法和貯藏保鮮方法都有密切的聯系。桃屬于呼吸躍變型果實,采后始終處于較高的呼吸強度,并迅速出現雙呼吸高峰,這可能是桃不耐貯藏的重要生理原因[18]。不同處理組水蜜桃呼吸強度變化如圖5所示。對照組在第4天出現明顯的呼吸高峰,呼吸值達到97.28 mL·(kg·h)-1。季也蒙假絲酵母處理后水蜜桃呼吸作用減弱,水蜜桃的呼吸高峰在第5天到達。而C1、C2、C3處理組的呼吸值分別為58.72,68.02,80.24 mL·(kg·h)-1,相比之下,C1處理組可以有降低水蜜桃的呼吸強度。
2.6 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃電導率的影響
水蜜桃在貯藏過程中,果實的軟化、腐爛、霉變等過程均導致細胞膜受損,透性會增大,從而使細胞內的電解質外滲,以致果實細胞浸提液的電導率增大。故測量果實細胞浸提液的電導率是判斷果實細胞膜受損程度的重要指標,在一定程度上可反映果實的軟化、腐爛程度[19]。不同處理組水蜜桃相對電導率變化率如圖6所示,各處理組電導率均呈上升態勢,說明果實細胞均受到不同程度的損傷。其中,從整體趨勢上看,C2處理組和C1處理組的相對電導率變化率較低(分別為34%和48%),且與對照組(55%)有顯著差異,說明這兩個處理組在抑制水蜜桃細胞膜被破壞方面的效果較優;而C3處理組的相對電導率與對照組差異不明顯,說明其不能很好地抑制果實細胞膜受損。
2.7 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃丙二醛的影響
果實在衰老或腐爛過程中,往往發生膜脂過氧化作用,丙二醛(MDA)是膜質過氧化的重要產物。當MDA大量積累時,膜發生滲漏,膜透性上升,電解質外滲,細胞質相對電導率上升,造成細胞膜系統的嚴重損傷[19]。MDA含量越高,說明膜脂過氧化程度越嚴重。不同處理組的MDA變化率如圖7所示,各處理組的水蜜桃MDA含量均上升,即細胞膜脂均發生不同程度的過氧化。3種處理與對照相比,均在一定程度上減小了膜脂過氧化程度。在第5天時,對照組的MDA含量為2.38 μmol·L-1,C1、C2、C3處理組分別為1.10,1.64,
1.40 μmol·L-1。在最后兩天,C1處理組的MDA含量超過了C3處理組,但前5 d的數據表明,C1處理組在抑制水蜜桃膜脂過氧化方面效果相對較好。
2.8 季也蒙假絲酵母處理對‘白花’水蜜桃PPO酶的影響
水果貯藏期間由于酚類物質酶促氧化而引起組織褐變,組織中酚類物質含量、多酚氧化酶(PPO)活性和O2的供應是組織產生褐變的三大先決條件[19]。褐變是在PPO作用下,以酚類底物消耗為基礎的生化反應,是酚類物質氧化的直接結果。促使衰老的因素可促進褐變;抑制衰老的因素可抑制水蜜桃的褐變。故抑制PPO含量可在一定程度上抑制水蜜桃褐變,延長果實保存期[19]。不同處理組水蜜桃PPO比活力如圖8所示,果實內的PPO含量均上升,且變化不規則,其極大值呈現逐漸減小的趨勢。拮抗菌處理后,PPO酶活性有所下降,在處理的第6天,對照組的PPO酶活為432 U·g-1,3種濃度處理組的酶活分別為:312,287,321 U·g-1。拮抗菌的3種濃度均能有效地降低水蜜桃的PPO酶活性,C2處理組的效果最好。
3 結論與討論
季也蒙假絲酵母對張家港‘白花’水蜜桃的保鮮效果較好,且不同濃度處理組對水蜜桃的貯藏保鮮效果不同。C2處理組在維持水蜜桃硬度、抑制細胞膜受損、減緩腐爛程度、抑制可溶性固形物生成、降低PPO酶活等方面優勢顯著;C3處理組在推遲水蜜桃呼吸高峰有明顯效果。推測保鮮效果不僅與菌落數量成正比,還與菌液營養物質含量成反比,或有這兩種因素綜合控制。這也解釋了C1處理組中有效拮抗菌數量高于C2處理組,但其保鮮效果遠遠不如C2處理組的原因,因為C1處理組液體培養基中的營養物質含量影響了季也蒙假絲酵母發揮拮抗作用。對鳳凰水蜜桃而言,季也蒙假絲酵母保鮮是一種安全有效、經濟可行的保鮮方法,C2處理組對張家港的‘白花’水蜜桃的保鮮效果最好,具有應用前景。
許多酵母菌對果蔬采后病害具有抑制作用,可以用作生物防治劑,酵母菌作為果蔬生物防治拮抗菌的最大優點是它能在較干燥的果蔬表面生存,能迅速利用營養進行繁殖,受殺蟲劑的影響較小。對人體的安全性而言,酵母菌不產生抑菌物質,且是許多水果、蔬菜上的正常菌落成分,被認為是對人體安全的,許多酵母菌已廣泛地應用在食品工業中。使用拮抗酵母控制由真菌屬病原體引起的果蔬采后腐爛,可以減少甚至替代抑菌劑,保護生態環境,是一項有良好應用前景的生物技術[20]。
總之,季也蒙假絲酵母菌液處理是一種經濟、有效、可操作性強的保鮮方法,適合在廣大果農中推廣使用,具有廣闊的應用前景和推廣價值,為將來保鮮產品的商業化生產和大規模使用提供理論依據。
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