絲孢酵母處理對鳳凰水蜜桃采后生理與貯藏品質(zhì)的影響

摘 要：由于水蜜桃采后極易腐爛變質(zhì)，為延長其貯藏期，主要研究了3種不同濃度的絲孢酵母（Trichosporon aquatile） 菌液對水蜜桃的保鮮效果，以探尋最佳保鮮濃度，并探討其推廣意義，從而為水蜜桃保鮮提供新方法。結果表明，與對照組相比，50 mL菌液溶于1 000 mL無菌水的保鮮效果最好，另外2種濃度（100 mL菌液溶于1 000 mL無菌水，25 mL菌液溶于1 000 mL無菌水）的菌液對水蜜桃保鮮效果也好于對照組，絲孢酵母作為工程菌容易獲得，相對安全。總之，對鳳凰水蜜桃而言，絲孢酵母為相對有效且無污染的生物保鮮劑，適宜推廣應用。

關鍵詞：鳳凰水蜜桃；室溫保鮮；拮抗菌；絲孢酵母；采后生理

中圖分類號：S609+.3 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.03.005

水蜜桃因其色、香、味俱佳，營養(yǎng)豐富等特點深受消費者歡迎。但其收獲季節(jié)集中在高溫的7，8月，常溫條件下水蜜桃在2～3 d內(nèi)便會迅速軟化、褐變腐爛。因此，水蜜桃的防腐保鮮是目前生產(chǎn)中亟待解決的難題，對于減少腐爛損失、延長其貨架期、提高果農(nóng)收入等都具有重要意義[1]。為此，國內(nèi)外許多學者一直致力于桃的貯藏保鮮技術研究，從最初的常溫貯藏、低溫貯藏，發(fā)展到氣調(diào)貯藏、輻射貯藏、減壓貯藏等，各種防腐保鮮劑的應用方興未艾。但桃采后變軟、褐變、腐爛等問題始終沒有解決，因此，研究桃采后保鮮技術具有重大現(xiàn)實意義和商業(yè)價值[2]。

隨著社會的發(fā)展，人們越來越關心食品的安全問題，由于化學農(nóng)藥、保鮮劑對人體健康尤其是對兒童健康的危害，其殘留問題一直都是社會關注的焦點，從而極大促進了生物農(nóng)藥、生物保鮮劑的研究[3]。生物保鮮技術在果蔬保鮮中的應用主要包括微生物菌體及其代謝產(chǎn)物的保鮮、生物天然提取物的保鮮及利用遺傳基因進行保鮮3大方面。筆者主要研究直接用絲孢酵母菌液對鳳凰‘白花’水蜜桃保鮮，該方法是通過微生物菌體的增殖和菌體自身與有害微生物之間的競爭，從而抑制有害微生物的生長，達到防腐保鮮的目的[4-5]。范青等 [6]研究表明，絲孢酵母（T. aquatile）的懸浮液在25 ℃下能有效地抑制蘋果灰霉病和青霉病的發(fā)生，接種懸浮液的傷口無黑斑或壞死斑出現(xiàn)。該菌能在蘋果傷口迅速繁殖，表明它適合傷口的生境，可作為拮抗菌使用。采后病菌多通過傷口入侵，要有效地控制它們，拮抗菌必須在傷口具有較強的競爭力，能利用低濃度營養(yǎng)，比病菌更適應于傷口的環(huán)境和營養(yǎng)狀況。Roberts[7]認為，快速增長的拮抗菌，可很快利用完傷口處的營養(yǎng)，有助于它與病菌之間的營養(yǎng)競爭。

總結前期試驗方法、改進試驗中的疏漏、簡化操作方法、參考相關文獻，并參考預試驗數(shù)據(jù)的基礎上，比較了絲孢酵母3種濃度對水蜜桃保鮮的效果，從而選取最佳保鮮濃度。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.1.1 拮抗菌的來源 絲孢酵母（Trichosporon aquatile）從中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（ACCC）購得。

1.1.2 水蜜桃的來源 試驗用水蜜桃品種為‘白花’，采于張家港鳳凰鎮(zhèn)，七成熟時采摘，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。

1.2 試驗儀器

血球計數(shù)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(yǎng)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。

1.3 試驗方法

1.3.1 拮抗菌的活化及菌懸液配置 在無菌操作臺中，將絲孢酵母（T. aquatile）凍干粉活化，取一環(huán)活化菌液于100 mL馬鈴薯液體培養(yǎng)基（葡萄糖2 g、馬鈴薯20 g）中，于恒溫振蕩培養(yǎng)箱中（150 r·min-1、28 ℃）培養(yǎng)24 h后制成下列3種處理液。C1處理組：100 mL發(fā)酵液溶于1 000 mL無菌水；C2處理組：50 mL發(fā)酵液溶于1 000 mL無菌水；C3處理組：25 mL發(fā)酵液溶于1 000 mL無菌水。

1.3.2 試驗分組及處理 每組6個果實，分別用上述3種濃度的拮抗菌發(fā)酵液噴果，使水蜜桃表面均勻噴灑到菌液，噴果結束后強制通風晾干、裝袋，置于室溫中保存，并設置對照組，24 h后，每天測量各組果實各生理指標，每次測量3個重復，整個試驗重復2次。

1.4 測量指標和方法

1.4.1 失水率 采用稱重法測定[8]。

1.4.2 腐爛指數(shù) 將果面的腐爛程度分為5級。0級：無腐爛；1級：果面出現(xiàn)1～3個小爛斑；2級：果面腐爛面積在1/4～1/2之間；3級：果面腐爛面積在1/2～3/4之間；4級：果面腐爛面積>3/4。然后按下面的公式計算腐爛指數(shù)。

腐爛指數(shù)=[Σ（級數(shù)×對應腐爛果數(shù)量）]/該組果實總數(shù)[9]

1.4.3 果實硬度 采用GY-2、GY-3硬度儀測定[9]。

1.4.4 可溶性糖含量 采用手持折光儀測定[9]。

1.4.5 呼吸強度 采用靜置法測定[10]。

1.4.6 相對電導率 采用DDS-11A型電導率儀測定[10]。

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%

1.4.7 丙二醛（MDA）含量 采用硫代巴比妥（TBA）法測定[10]。

1.4.8 多酚氧化酶（PPO）活性 采用鄰苯二酚法測定[11]。

1.5 數(shù)據(jù)及圖表處理

本試驗數(shù)據(jù)用Excel 2007進行運算后繪制成圖表；用SPSS 17.0進行One-way ANOVA 進行鄧肯氏多重差異分析。

2 結果與分析

2.1 絲孢酵母處理對‘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(zhì)下降。控制失重率是果實保鮮的第一步[12]。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。

不同處理組水蜜桃失水率變化如圖1所示，與對照組相比，在第4天對照組失重率明顯上升，達到1.47%，而絲孢酵母各處理組果實失重率分別為C1處理組：0.89%，C2處理組：0.71%，C3處理組：0.95% 。但隨著保存時間的延長各組失重率都明顯提高，到第7天時，各處理組之間的失重率已無明顯差別。3種濃度在一定程度上抑制果實的失重率，效果最好的是C2處理組，其次為C1、C3處理組，但這3組均好于對照組。

2.2 絲孢酵母處理對‘白花’水蜜桃腐爛指數(shù)的影響

果實腐爛指數(shù)是根據(jù)果實表面腐爛程度通過公式[9]換算得出，腐爛指數(shù)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(jīng)濟價值造成影響。故在本試驗所測的8種生理生化指標中，腐爛指數(shù)是最具經(jīng)濟意義的指標，也是果實保鮮最需控制的指標之一。不同處理組水蜜桃的腐爛指數(shù)變化如圖2所示，對照組水蜜桃在第2天開始出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象，在第4天腐爛現(xiàn)象大規(guī)模爆發(fā)，腐爛指數(shù)達到1.5，到第5天達到峰值3.5。而拮抗菌處理后，水蜜桃腐爛指數(shù)均明顯低于對照組，且在前4 d基本上無腐爛現(xiàn)象，僅C1處理組在第4天開始有腐爛現(xiàn)象出現(xiàn)，說明絲孢酵母的3種濃度均能有效控制果實腐爛，且效果明顯好于對照組，相對來說， C2處理組效果最好，其次是C3處理組、C1處理組。

2.3 絲孢酵母處理對‘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(fā)生軟化。就水蜜桃而言，軟化后果實的品質(zhì)得到了提升，但軟化一旦完全發(fā)生，即意味著果實呼吸高峰的到來和迅速腐爛變質(zhì)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(nèi)有所下降，但不造成腐爛和其他生理指標的大幅度變化[13]。不同處理組水蜜桃硬度的變化如圖3所示，各處理組水蜜桃硬度均降低，其中對照組的變化最明顯，從第1天到第4天水蜜桃的硬度直線下降，在第4天，對照組的硬度為1.15 kg·cm-2 ，各處理組的硬度值分別為C1處理組：2.42 kg·cm-2，C2處理組：3.07 kg·cm-2，C3處理組：4.53 kg·cm-2。絲孢酵母菌液處理后，水蜜桃硬度明顯高于對照組，且硬度下降趨勢相對平緩，說明絲孢酵母處理對水蜜桃軟化均起到緩解作用，從平穩(wěn)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 絲孢酵母處理對‘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(zhì)等物質(zhì)的含量，其中糖是主要成分，在貯藏期間可溶性固形物含量下降，但是由于淀粉酶將淀粉分解成糖，使可溶性固形物含量上升，因而其含量在貯藏期并不表現(xiàn)出單一的上升或下降趨勢[14]。

不同處理組可溶性固形物含量的變化如圖4所示，各組變化趨勢較為復雜，對照組在第2天小幅度上升后，持續(xù)下降，在第3天降至9.8 mmol·L-1，絲孢酵母處理組的可溶性固形物含量變化不同，C2處理組在第3天達到峰值11.86 mmol·L-1后，呈下降趨勢，后又緩慢上升，C3處理組可溶性固形物含量逐漸下降至10.55 mmol·L-1后，又逐漸上升，C1處理組呈現(xiàn)波動變化，在第3天達到最低值9.8 mmol·L-1后，呈小幅度的上升趨勢。數(shù)據(jù)表明，C1、C3處理組促進可溶性固形物含量的增加；對照組和C2處理組均為抑制作用，C2處理組的抑制作用較為明顯。

2.5 絲孢酵母處理對‘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(zhì)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(lián)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(xiàn)雙呼吸高峰，這可能是桃不耐貯藏的重要生理原因[15]。不同處理組水蜜桃呼吸強度變化如圖5所示，對照組水蜜桃在第3天出現(xiàn)呼吸高峰74.85 mL·kg-1·h-1，隨后呼吸強度下降，絲孢酵母處理后，水蜜桃的呼吸高峰被推遲到第4天，呼吸作用也相對減弱，3組呼吸高峰分別為C1處理組：79.91 mL·kg-1·h-1，C2處理組：70.15 mL·kg-1·h-1，C3處理組：73.21 mL·kg-1·h-1，說明絲孢酵母處理有效的推遲并減緩了水蜜桃的呼吸作用。

2.6 絲孢酵母處理對‘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、透性增大，從而使細胞內(nèi)的電解質(zhì)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[16]。不同處理組水蜜桃相對電導率變化如圖6所示，果實細胞均受到不同程度的損傷。從整體趨勢上看，C2處理組和C3濃度處理組的相對電導率較低，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(yōu)，而C1處理組的相對電導率與對照組差異不明顯，說明其不能很好的抑制果實細胞膜受損。

2.7 絲孢酵母處理對“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(fā)生膜脂過氧化作用，丙二醛（MDA）是膜質(zhì)過氧化的重要產(chǎn)物，當MDA大量積累時，膜發(fā)生滲漏，膜透性上升，電解質(zhì)外滲，細胞質(zhì)相對電導率上升，造成細胞膜系統(tǒng)的嚴重損傷[17]，MDA含量越高，說明膜脂過氧化程度越嚴重。不同處理組水蜜桃丙二醛（MDA）變化如圖7所示，各組水蜜桃MDA含量均上升，即細胞膜脂均發(fā)生不同程度的過氧化。對照組上升趨勢十分明顯，在第4天丙二醛含量已達1.85 μmol·L-1，而C2處理組第7天達到1.74 μmol·L-1，可以看出細胞酵母處理對水蜜桃有明顯效果，在一定程度上減少了膜脂過氧化程度，其中，C2處理組在抑制水蜜桃膜脂過氧化方面效果相對較好。

2.8 絲孢酵母處理對‘白花’水蜜桃PPO酶的影響

水果貯藏期間由內(nèi)部因素引起的組織褐變是酚類物質(zhì)酶促氧化的結果，組織中酚類物質(zhì)含量、PPO（多酚氧化酶）活性和O2的供應是組織產(chǎn)生褐變的3大先決條件[18] 。促使衰老的因素，抑制PPO含量可在一定程度上抑制水蜜桃褐變，延長果實保存期限[19]。不同處理組水蜜桃多酚氧化酶（PPO）活力如圖8所示，可以看出各組果實內(nèi)的PPO含量均呈現(xiàn)不規(guī)則波動變化，但整體呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，且對照組的PPO酶活持續(xù)高于其他對照組，特別是前4 d，效果十分明顯，在第4天，對照組PPO酶活為441.33 U·g-1，C1處理組為385 U·g-1，C2處理組為316 U·g-1，C3處理組為251.33 U·g-1。數(shù)據(jù)表明，絲孢酵母菌液處理后，PPO酶活性有所下降。且3種濃度均能有效的降低水蜜桃的PPO酶活性，C2處理組與C3處理組效果較好。

3 結論與討論

拮抗菌的作用機理是在果蔬的采后貯藏期間，噴灑或涂抹在果實表明，通過在物理位點、生態(tài)位點與病原菌進行營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的競爭，從而達到保鮮效果[20]。經(jīng)過重復試驗證實，絲孢酵母菌液處理后的水蜜桃有效的去除果實表面的真菌，保持了可溶性固形物含量，抑制了呼吸強度、多酚氧化酶（PPO）活性及細胞膜透性，在常溫條件下可貯藏果實6 d左右，能較好的保持果實的品質(zhì)和風味。

另外，考慮到不同絲孢酵母菌液濃度對‘白花’水蜜桃保鮮效果可能有不同的影響，試驗設置了3種濃度梯度， C2處理組效果最好，該處理在維持水蜜桃硬度、降低PPO酶活、抑制細胞膜受損、減緩腐爛程度、抑制可溶性固形物生成等方面優(yōu)勢顯著，C3處理組對推遲水蜜桃呼吸高峰有明顯效果，推測保鮮效果與菌落數(shù)量成正比，但與菌液營養(yǎng)物質(zhì)含量成反比，即有這兩種因素綜合控制。這也解釋了C1處理組中有效菌液高于C2處理組，但其保鮮效果遠不如C2處理組的原因，因為C1處理組營養(yǎng)物質(zhì)含量影響了絲孢酵母發(fā)揮拮抗作用。

酵母菌作為果蔬生物防治拮抗菌的最大優(yōu)點是它能在較干燥的果蔬表面生存，能迅速利用營養(yǎng)進行繁殖，受殺蟲劑的影響較小，從對人體的安全性而言，酵母菌不產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，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(yè)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(tài)環(huán)境，是一項有良好應用前景的生物技術。

試驗所采用的絲孢酵母購置于中國微生物菌種保藏中心，在培養(yǎng)期間所有操作在無菌操作臺中進行，配置培養(yǎng)基所用試劑為食品級，可以保證其安全性。盡管化學和物理保鮮方法廣泛應用于食品工業(yè)和果品保鮮，對鳳凰“白花”水蜜桃而言，絲孢酵母菌液作為一種有效且無污染的生物保鮮劑，適宜推廣應用。絲孢酵母菌液處理是一種經(jīng)濟、有效、可操作性強的方法，適合在廣大果農(nóng)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(chǎn)品的商業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模使用提供理論依據(jù)。

參考文獻：

[1] Sharma R， Singh D， Singh R. Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables by microbial antagonists： A review [J]. Biological Control， 2009， 50：205-221.

[2] Droby S， Wisniewski M， Macarisinb D， et al. Twenty years of postharvest biocontrol research： Is it time for a new paradigm[J]. Postharvest Biology and Technology， 2009， 52：137-145.

[3] 韋靈林， 李小禮， 李卿， 等. 水蜜桃采后生物保鮮初步研究[J]. 上海交通大學學報， 2011， 29（4）： 45-49.

[4] 何惠霞， 高海燕， 曹玉明， 等. 桃采后保鮮技術研究進展[J]. 食品與發(fā)酵工藝， 2009， 35（2）： 130-133.

[5]王安建， 侯傳偉， 魏書信. 生物技術在果蔬保鮮中的應用研究進展[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，2009（9）： 171-173.

[6] 范青， 田世平， 徐勇. 絲抱酵母對蘋果采后灰霉病和青霉病抑制效果的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學， 2001， 34（2）： 163-168.

[7] Roberts R G. Postharvest biological control of gray mold of apple by Cryptococcus laurentii[J].Phytopathology， 1990， 80： 526-530.

[8] Maclaughlin R J， Wilson C L， Droby S， et al. Biological control of postharvest diseases of grape， peach and apple with yeasts Kloeckera apiculata and Candida guilliermondii[J]. Plant Disease， 1992， 76： 470-473.

[9] 楊增軍， 張華云. 果蔬貯藏學實驗指導[M]. 萊陽：萊陽農(nóng)學院， 1995： 1-46.

[10] 張志良， 瞿偉菁. 植物生理學實驗指導[M]. 北京：高等教育出版社， 2003： 274-277.

[11] 劉海波， 田世平， 秦國政， 等. 羅倫隱球酵母對葡萄采后病害的拮抗效果[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學， 2002， 35（7）： 83l-835.

[12] Roberts R G. Postharvest biological control of gray mold of apple by Cryptococcus laurentii[J]. Phytopathology， 1990， 80： 526-530.

[13] 張建， 毛曉英. 酵母拮抗菌與碳酸氫鈉配合對蟠桃果實采后腐爛及品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學， 2009（3）： 297.

[14] Wisniewski M E， Wilson C L. Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables： Recent advances[J]. Hort Science， 1992， 27： 94-98.

[15] 劉文山， 肖凱軍， 郭祀遠. 蘋果多酚氧化酶的提取及其抑制作用的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技， 2006， 22（4）： 82-84.

[16] 常軍， 張平， 王莉. 桃采后的生理研究進展[J]. 保鮮與加工， 2003（6）： 8-9.

[17] 胡小松， 丁雙陽. 桃采后呼吸和乙烯釋放規(guī)律及多效哩的影響[J]. 北京農(nóng)業(yè)大學學報， 1993， 19（1）： 53-59.

[18] 劉憶冬， 童軍茂. 桃采后的生理研究進展[J]. 四川食品與發(fā)酵，2007， 44（6）： 6-9.

[19] 陳杰中， 徐春香. 植物冷害及其抗冷生理[J]. 福建果樹， 1998（2）： 21-23.

[20] 李紅葉. 果蔬采后病害生物防治研究進展[J]. 生物防治通報， 1993， 9（4）： 176-180.