宋姝婧,許牡丹,王曉拓,王志東
(1.陜西科技大學生命科學與工程學院,陜西 西安 710000;2.中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,北京 100000)
果蔬產(chǎn)品在采后會發(fā)生一系列生理病理的變化,冬棗在貯藏后期隨著果實的成熟衰老,其抗病性也逐漸降低,腐爛率也大大增加。傳統(tǒng)的冬棗保鮮所采用的都是成本低廉、使用方便、效果顯著的化學殺菌劑,但是大規(guī)模地使用化學殺菌劑不僅會導致病原菌產(chǎn)生抗藥性,還會造成果蔬的農(nóng)藥殘留和污染環(huán)境[1],這與現(xiàn)如今人們所追求的綠色、環(huán)保以及吃健康食品的觀念背道而馳。因此研究開發(fā)無毒、高效的天然防腐保鮮劑已成為一項極為迫切的任務。
近年來,植物精油以其顯著的抑菌活性和廣泛的抗菌譜范圍,以及與化學抑菌劑相比副作用和殘留毒性小的獨特優(yōu)勢,在抑菌研究方面得到了廣泛的關(guān)注,被認為是開發(fā)天然防腐保鮮劑的重要原料[2,3]。目前植物精油對冬棗主要采后致病菌的抑制效果研究較少,冬棗精油天然防腐保鮮劑的開發(fā)也鮮見報道。本實驗以陜西地區(qū)冬棗采后貯藏中分離鑒定的病原菌作為供試菌種,對5 種天然植物精油(羅勒精油、薰衣草精油、紅百里香精油、松紅梅精油、迷迭香精油)進行抑菌試驗,篩選可有效抑制病原菌的植物精油,為冬棗采后病害的有效防治提供理論依據(jù)。
冬棗為陜西渭南市售的在半紅期采摘的果實,挑選無病蟲害和機械傷的鮮果用流動水沖洗,表面自然瀝干,置于室溫進行貯藏,讓其在貯藏的過程中病變。
植物精油羅勒精油、薰衣草精油、紅百里香精油、松紅梅精油和迷迭香精油均購自上海雅琪實業(yè)有限公司,試驗前置于低溫(4 ℃)避光環(huán)境下保存。
1.2.1 病原菌分離與純化 采用常規(guī)方法,在PDA 培養(yǎng)基中分離病原菌,待產(chǎn)孢后對病原菌孢子進行濃度梯度稀釋,涂于平皿,并在28 ℃培養(yǎng)2d后于倒置顯微鏡下挑取單孢子,移入另一裝有PDA 的平皿,28 ℃培養(yǎng),待菌絲長出后,即得純化菌株。
1.2.2 標準菌懸液的制備 挑取各菌落接種到平皿上,進行培養(yǎng),然后用無菌生理鹽水洗脫,分別制成含菌約為1 mL 106 個菌的菌懸液,備用。霉菌、酵母菌使用顯微鏡直接計數(shù)法測菌體個數(shù)[4,5]。
1.2.3 濾紙片法測定抑菌圈 選擇吸水性強的定性濾紙,用打孔器打成若干直徑為6 mm的圓形濾紙片,放入電熱干燥箱中經(jīng)160 ℃干熱滅菌2h后,把滅好菌的濾紙片放入植物精油中浸漬4h,取出濾紙片放在無菌的條件下瀝干備用。將活化并調(diào)整好菌液濃度的酵母菌菌懸液0.1 mL 加入已經(jīng)倒好的YPD 培養(yǎng)基平皿中,根霉菌倒入察氏培養(yǎng)基平皿上,并涂布均勻。取浸泡過精油的濾紙片貼在含菌平皿上,每皿平行做3片,每種菌平行做3個皿。然后用相應的提取溶劑作陰性對照,用青霉素G作陽性對照。酵母菌、根霉菌置培養(yǎng)箱中28℃恒溫培養(yǎng)48h。選取抑菌圈比較明顯的平板,用十字交叉法測量菌落生長的直徑,結(jié)果取3次重復試驗的平均值[6-8]。
1.2.4 最低抑菌濃度(MIC)的測定 在無菌條件下,將植物精油稀釋成下列不同濃度梯度:200、100、50、25、12.5、6.25μL/mL。吸取各濃度稀釋液1mL,分別加到已滅菌的9mL PDA培養(yǎng)基中制成帶藥的平皿,編號后吸取待測菌種的懸浮液100μL 于平皿表面,涂布均勻,酵母菌、根霉菌置于恒溫箱28 ℃下培養(yǎng)48h,以完全沒有菌生長的最低濃度作為該精油的最低抑菌濃度(MIC)[9,10]。
1.2.5 最低殺菌濃度(MBC)的測定 將在測定最低抑菌濃度(MIC)試驗中沒有長菌的平皿繼續(xù)培養(yǎng)48h后取出觀察,以完全無菌生長的為最低殺菌濃度(MBC)[11]。
從貯藏的冬棗果實上分離出兩種病原菌,挑取各菌落少許到載玻片上,用顯微鏡觀察、測量,根據(jù)各病原菌的形態(tài)特征對其進行鑒定。經(jīng)過鑒定冬棗上分離出的兩種病原菌是酵母菌和根霉菌。
酵母菌菌落呈現(xiàn)乳白色,少數(shù)為紅色,表面光滑濕潤,質(zhì)地柔軟不透明,菌落直徑為1~2mm。孢子為圓形,單生或成串。
根霉菌菌落呈圓形,初形成時為灰白色和黃白色,成熟后變?yōu)楹谏?,匍匐菌絲弧形,無色,向四周蔓延。孢子囊剛出現(xiàn)時為黃白色,成熟后變?yōu)楹谏?/p>
2.2.1 抑菌圈的大小 5種植物精油、無菌生理鹽水和青霉素G 對冬棗病原菌的抑菌作用如表1。參照李春美等[12]抑菌實驗判定標準(抑菌圈直徑大于15 mm 為最敏感,10~15mm時為中度敏感,7~9 mm 為低度敏感,無抑菌圈者不敏感),認為5種植物精油中紅百里香精油對兩種病原菌表現(xiàn)出了最強的抑菌活性,抑菌圈直徑均大于20mm,屬最敏感;羅勒精油對根霉菌的抑制作用僅次于紅百里香精油,也屬最敏感,而對酵母菌屬于中度敏感;薰衣草精油、松紅梅精油對酵母菌的抑菌圈直徑介于7~9 mm,屬低度敏感,而這兩種精油對根霉菌屬中度敏感;迷迭香精油對酵母菌屬低度敏感,而對根霉菌屬中度敏感。綜合比較來看,5種精油對根霉菌的抑制作用要強于對酵母菌的抑制作用。
表1 植物精油對冬棗病原菌的抑菌圈直徑 /mm
2.2.2 5種植物精油MIC 的測定 表2列出了供試菌種在不同精油濃度下生長狀況和MIC值,精油的MIC 值越小,說明精油抑制作用越強。從表3中可以看出,酵母菌和根霉菌在不同濃度的精油作用下,生長狀況差異明顯,試驗所得到的MIC值與濾紙片法所得到的結(jié)果是基本一致的。紅百里香精油對酵母菌和根霉菌都表現(xiàn)出了強烈的抑制作用,最低抑菌濃度均為0.625μL/mL;而羅勒精油對根霉菌表現(xiàn)出的抑制作用遠遠大于對酵母菌所表現(xiàn)的抑制作用,對酵母菌的MIC是10μL/mL,對根霉菌的MIC是1.25μL/mL;松紅梅精油和迷迭香精油對根霉菌抑菌作用較弱,而對于酵母菌的抑制作用極小,超出了實驗所設的濃度梯次范圍;迷迭香精油對根霉菌的 MIC 為20μL/mL;薰衣草精油對酵母菌和根霉菌也都表現(xiàn)出了一定的抑制作用,對酵母菌的MIC 為20μL/mL,對根霉菌的MIC為10μL/mL。
表2 植物精油對供試菌種的抑菌濃度 /(μL/mL)
2.2.3 5種植物精油MBC的測定 表3列出了供試菌種在不同精油濃度下生長狀況和MBC值。從表3中可以看出,紅百里香精油對酵母菌和根霉菌都表現(xiàn)出了強烈的殺菌能力,紅百里香精油對酵母菌和根霉菌的MBC 值分別是1.25μL/mL 和2.5μL/mL,為5種植物精油中最低的殺菌濃度;相對酵母菌,羅勒精油對根霉菌表現(xiàn)出了更強的殺菌能力,MBC 值分別為20μL/mL 和5μL/mL;其余幾種精油對供試菌的殺菌能力都比較弱。
表3 植物精油對供試菌種的殺菌濃度 /(μL/mL)
對貯藏的病變冬棗上的病原菌進行分離、提純、鑒定,結(jié)果表明導致冬棗病變的主要病原菌為酵母菌和根霉菌。5種植物精油均對酵母菌、根霉菌有一定的抑制能力,其中紅百里香精油對酵母菌和根霉菌有著最強的抑制作用,抑菌圈直徑分別為(22.43±0.06)mm、(23.48±0.06)mm。紅百里香精油對酵母菌的MIC 值是0.625μL/mL,MBC 值是1.25μL/mL,對根霉菌的MIC 是0.625μL/mL,MBC 值是2.5μL/mL。另外,5 種植物精油均表現(xiàn)出對根霉菌的抑制效果強于酵母菌的特點,其作用機理尚需進一步研究。綜上,紅百里香精油對冬棗采后病原菌有很強的抑制能力,可作為開發(fā)冬棗天然防腐保鮮劑的重要原料,關(guān)于其對冬棗的保鮮防腐效果尚需具體研究,使其更具實際應用性。
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