16種植物源活性成分對(duì)2種芒果采后病害的防治

蘇子寒，高兆銀，胡美姣，李 敏，張正科

(1.海南大學(xué) 食品學(xué)院，?？?570228；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境與植物保護(hù)研究所， ?？?571101)

芒果(MangiferaindicaLinn.)因其水分含量高、營(yíng)養(yǎng)豐富，極易受到包括真菌和細(xì)菌在內(nèi)的不同病原菌的侵染[1]。芒果在采后貯運(yùn)期和貨架期常因采后病害的集中爆發(fā)而造成果實(shí)大量爛損[2]，極大地降低了芒果的市場(chǎng)價(jià)值，影響芒果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，炭疽病和蒂腐病是芒果采后最主要的2大病害，其中，芒果炭疽病可發(fā)生在枝梢、葉片、花序及果實(shí)，在各芒果產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生。芒果蒂腐病主要危害芒果果實(shí)，發(fā)病部位最初在果蒂周圍，繼而迅速擴(kuò)展至整個(gè)果實(shí)并使果皮變褐、果肉腐爛、粘液外滲，最終造成爛果，對(duì)芒果采后貯藏及運(yùn)輸?shù)挠绊懮醮骩3]。目前，在芒果采后病菌抑制和保鮮方面，常用的手段有物理方法(低溫貯藏、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏和熱處理等)、化學(xué)方法(化學(xué)殺菌保鮮劑、涂抹處理和輻射處理等)和生物方法(拮抗微生物和自然抗病物質(zhì)等)，其中，芒果采后病害的控制主要依賴化學(xué)方法，常用的化學(xué)殺菌劑有咪鮮胺、抑霉唑等，但長(zhǎng)期使用這些化學(xué)藥劑會(huì)使病原菌產(chǎn)生抗藥性[4]，而且易產(chǎn)生殘留，造成果實(shí)風(fēng)味改變，對(duì)食用者的健康存在潛在威脅。此外，化學(xué)殺菌劑的不合理使用也可引起環(huán)境污染[5]。因此，減少化學(xué)殺菌劑的使用，尋找高效、安全、無污染的技術(shù)已成為芒果采后病害防治的重要工作。植物是生物活性化合物的天然寶庫(kù)，其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過40萬種，其中，許多生物活性物質(zhì)具有殺蟲和(或)抑菌等生物活性，廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用化工等領(lǐng)域[6]。KARIM等[7]研究發(fā)現(xiàn)，巖薔薇屬提取物對(duì)柑橘酸腐病病原菌菌絲生長(zhǎng)的抑制率超過80.00%，并且可以極大地降低柑橘采后酸腐病的發(fā)病率。我國(guó)植物資源豐富，人們對(duì)植物源生物活性成分的研究頗多，并從中發(fā)現(xiàn)了許多具有抑菌能力的活性成分，它們有較好的應(yīng)用潛力和開發(fā)前景[8]。胡美姣等[9]研究發(fā)現(xiàn)，72種中草藥提取物對(duì)香蕉、芒果的致病菌菌絲生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用，其中，部分中草藥提取物對(duì)果實(shí)采后病害有較好的防治能力。在高兆銀、胡美姣等人的研究基礎(chǔ)上[9-10]，筆者選取16種中草藥植物源活性成分，測(cè)定其對(duì)芒果采后主要病害病原菌Colletotrichumgloeosporioides，C.acutatum，Botryodiplodiatheobromae和Phomopsismangiferae的抑菌活性，并篩選部分活性成分，調(diào)查其對(duì)芒果采后病害的防治效果，旨在從中發(fā)現(xiàn)對(duì)芒果采后病害具有抑菌作用的植物源活性物質(zhì)，為天然保鮮劑的研發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料1)供試菌株：引起芒果炭疽病的膠孢炭疽菌(C.gloeosporioides)和尖孢炭疽菌(C.acutatum)；引起芒果蒂腐病的可可球二孢菌(B.theobromae)和擬莖點(diǎn)霉(P.mangiferae)。4株菌株均由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所采后病理與保鮮研究課題組提供。2)供試芒果：品種為‘貴妃’芒果(MangiferaindicaLinn.)，采自海南省三亞崖城芒果園，果實(shí)采摘后用塑料筐裝好，6 h內(nèi)運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室。選取達(dá)生理成熟、無病、無缺陷、大小基本一致的果實(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3)供試植物源活性成分：供試的植物源活性成分種類、含量、植物來源及生產(chǎn)廠家見表1。4)對(duì)照殺菌劑：45%咪鮮胺ME(海南博士威農(nóng)用化學(xué)有限公司)。

表1 16種供試植物活性成分種類、含量、植物來源及生產(chǎn)廠家

1.2植物源活性成分的抑菌活性測(cè)定參照趙超等[11]的試驗(yàn)方法，采用生長(zhǎng)速率法測(cè)定。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，向無菌培養(yǎng)皿中倒入經(jīng)高溫滅菌后的PDA培養(yǎng)基(約60 ℃)，分別加入供試植物源活性成分母液(適量的吐溫-80作為分散劑)，制備含100 mg·L-1植物源活性成分的PDA平板，從培養(yǎng)7 d的4菌株菌落邊緣取直徑為5 mm的菌塊分別接種至含植物源活性成分的平板上，以無菌水為空白對(duì)照，以咪酰胺(100 mg·L-1)作為陽(yáng)性對(duì)照，置于(28.0 ± 0.5)℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，觀察培養(yǎng)情況，待空白對(duì)照組菌落菌絲接近長(zhǎng)滿90 mm的培養(yǎng)皿時(shí)，測(cè)量對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組菌落大小，計(jì)算抑菌率，比較不同植物源活性成分的抑菌活性差異。

抑菌率(%)=[(C-T)/(C-0.5)] × 100 ，

式中，C代表空白對(duì)照組中菌落直徑，T代表實(shí)驗(yàn)組中菌落直徑。

1.3植物源活性成分對(duì)芒果采后病害的影響選擇平均抑菌率大于80.00%的4種植物源活性成分進(jìn)行試驗(yàn)。參考高兆銀等[10]的試驗(yàn)方法，結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將芒果果實(shí)放入含1 000 mg·L-1植物源活性成分的水溶液中浸泡2～3 min，以清水為空白對(duì)照，咪酰胺(250 mg·L-1)為藥劑對(duì)照，自然晾干。每個(gè)處理60個(gè)果實(shí)，重復(fù)3次，于常溫、相對(duì)濕度 90% ～ 95%條件下貯藏，每隔3 天觀察1次，統(tǒng)計(jì)發(fā)病個(gè)數(shù)及發(fā)病等級(jí)，計(jì)算發(fā)病率、發(fā)病指數(shù)及相對(duì)防效。病害分級(jí)參考高兆銀等[10]的方法。

發(fā)病率(%)=(發(fā)病果數(shù)/總果數(shù))×100 ，

發(fā)病指數(shù)=[∑(各級(jí)病果數(shù)×相應(yīng)級(jí)數(shù))/(總果數(shù)×最高級(jí)別值)]×100 ，

防效(%)=[(對(duì)照發(fā)病指數(shù)-處理發(fā)病指數(shù))/對(duì)照發(fā)病指數(shù)]×100 。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS軟件(Version 19.0; IBM Institute, New York, USA)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用單因素方差分析中的鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異性比較。

2 結(jié)果與分析

2.1植物源活性成分對(duì)芒果采后病害病原菌菌絲生長(zhǎng)的抑制活性從表2可知，在100 mg·L-1質(zhì)量濃度下，16種供試植物源活性成分對(duì)芒果采后病害病原菌菌絲生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用。蓽茇酰胺和肉桂醛對(duì)4種病原菌的平均抑菌率分別達(dá)到98.75%和98.47%，抑菌活性最強(qiáng)，其中，蓽茇酰胺對(duì)B.theobromae的抑菌率為100.00%。姜黃素、胡椒堿、大黃酚、辣椒堿、大黃素、胡椒酸和大黃酸對(duì)4種病原菌的平均抑菌率超過60.00%，其中，姜黃素對(duì)C.gloeosporioides，B.theobromae和P.mangiferae3種病原菌的抑菌率超過90.00%。相比之下，絞股藍(lán)皂苷和松蘿酸對(duì)4種病原菌的抑制活性較弱，平均抑菌率均小于20.00%(圖1)。

圖1 部分植物源活性成分對(duì)芒果采后病害病原菌菌絲生長(zhǎng)的抑制活性C. gloeosporioides A：空白對(duì)照；B：松蘿酸；C：蓽茇酰胺；D：藥劑對(duì)照咪鮮胺B. theobromae E：空白對(duì)照；F松蘿酸；G：蓽茇酰胺；H：藥劑對(duì)照咪鮮胺Fig.1 The inhibitory activity of some botanical active ingredients on the mycelial growth of postharvest pathogens in mango fruit C. gloeosporioides A: Control; B: Usnic acid; C: Piperlongumine; D: ProchlorazB. theobromae E: Control; F: Usnic acid; G: Piperlongumine; H: Prochloraz

表2 植物源活性成分對(duì)芒果采后病害病原菌的抑菌效果

注：同一列中不同小寫字母代表差異顯著 (P<0.05)，下同

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference (P<0.05), similarly hereinafter

2.2植物源活性成分對(duì)芒果采后病害的控制效果

2.2.1 植物源活性成分對(duì)芒果炭疽病的控制效果從表3可知，采后芒果果實(shí)在常溫貯藏條件下，清水對(duì)照組芒果炭疽病的發(fā)病率最高，達(dá)到48.89%，藥劑對(duì)照(咪鮮胺)處理組的發(fā)病率最低，為5.00%。在1 000 mg·L-1質(zhì)量濃度下，蓽茇酰胺、肉桂醛、姜黃素和胡椒堿等4種植物源活性成分均能不同程度地降低芒果炭疽病的發(fā)病率，發(fā)病率均小于清水對(duì)照組。其中，蓽茇酰胺對(duì)芒果炭疽病的抑制效果最好，發(fā)病率為11.11%，其次是肉桂醛，發(fā)病率為16.67%。 姜黃素和胡椒堿處理組的發(fā)病率分別為22.78%和28.33%。

藥劑對(duì)照(咪鮮胺)組芒果的發(fā)病指數(shù)僅為1.42，相對(duì)防效達(dá)到91.37%。4種植物源活性成分中，蓽茇酰胺對(duì)炭疽病的防治效果最好，芒果的發(fā)病指數(shù)為2.22，防效為82.18%。其次是肉桂醛和姜黃素，其處理組芒果的發(fā)病指數(shù)分別為4.69和6.98，對(duì)芒果炭疽病的防效均大于50.00%，依次為68.34%，55.02%。胡椒堿能降低芒果炭疽病的發(fā)病指數(shù)至8.95，具有一定的防治效果，但其防效較低，僅為43.19%。

2.2.2 植物源活性成分對(duì)芒果蒂腐病的控制效果從表3可知，在1 000 mg·L-1質(zhì)量濃度下，蓽茇酰胺降低芒果蒂腐病發(fā)病率的效果最好，發(fā)病率僅為7.78%，低于藥劑對(duì)照(咪鮮胺)處理組的發(fā)病率(10.00%)。其次是肉桂醛，發(fā)病率為13.89%，略高于藥劑對(duì)照組。姜黃素和胡椒堿均可降低蒂腐病的發(fā)病率，發(fā)病率依次為25.56%，26.11%，低于清水對(duì)照組(35.56%)。4種植物源活性成分均降低了芒果蒂腐病的發(fā)病指數(shù)，其中蓽茇酰胺處理組的發(fā)病指數(shù)僅為2.3，防治效果最好，防效達(dá)到80.75%，高于藥劑對(duì)照(咪鮮胺)處理組(61.69%)。其次是肉桂醛處理組，其發(fā)病指數(shù)為4.68，對(duì)芒果蒂腐病的防效為55.19%，接近于藥劑對(duì)照組。姜黃素和胡椒堿處理組果實(shí)的發(fā)病指數(shù)較高，分別為10.32，10.8，防效較差，分別為19.96%和14.50%。

蓽茇酰胺對(duì)芒果2種采后病害的平均防效最好，達(dá)到81.47%，高于藥劑對(duì)照(咪鮮胺)處理組(76.53%)。肉桂醛對(duì)炭疽病的防治效果略高于對(duì)蒂腐病的防治效果，平均防效為61.77%。姜黃素和胡椒堿對(duì)芒果采后2種病害的平均防效較低，分別為35.99%和29.20%，它們對(duì)芒果炭疽病的防效均遠(yuǎn)高于其對(duì)蒂腐病的防效，二者防效分別相差38.06%和28.69%。

表3 各處理對(duì)芒果采后病害的防治效果

3 討 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，16種植物源活性成分對(duì)供試的4種病原菌菌絲體生長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用。在100 mg·L-1的質(zhì)量濃度下，蓽茇酰胺和肉桂醛對(duì)C.gloeosporioides，C.acutatum，B.theobromae和P.mangiferae4種病原菌的抑制作用最好，抑菌率均高于90.00%，其中蓽茇酰胺對(duì)B.theobromae的抑菌率達(dá)到100.00%。姜黃素、胡椒堿、大黃酚、辣椒堿和大黃素對(duì)4種供試病原菌的平均抑菌活性大于70.00%。相比之下，絞股藍(lán)皂苷和松蘿酸對(duì)供試病原菌的抑菌活性較小，平均抑菌率小于20.00%。

對(duì)供試病原菌抑菌率大于80%的4種植物源活性成分對(duì)芒果2種采后病害均有一定的防治效果。在1 000 mg·L-1的質(zhì)量濃度下，蓽茇酰胺對(duì)2種病害的防治效果最好，平均防效為81.47%，效果優(yōu)于藥劑對(duì)照咪鮮胺(76.53%)，其次是肉桂醛，平均防效為61.77%。姜黃素和胡椒堿的平均防效小于40.00%。

隨著消費(fèi)者對(duì)食品安全重視度的日益提升，開發(fā)更安全的植物源或動(dòng)物源天然抑菌劑來控制果蔬采后病害已成為目前研究的熱點(diǎn)。相比于化學(xué)合成抑菌劑，植物源抑菌劑副作用低、對(duì)人體刺激性小、安全性高的優(yōu)勢(shì)，因而具有較廣泛的發(fā)展空間[12]。提取自胡椒科植物蓽茇的蓽茇酰胺是一種具有生物活性的生物堿類化合物，具有抗炎、抗細(xì)菌、抗真菌、殺蟲等藥理活性[13]，在1 000 mg·L-1的質(zhì)量濃度下，蓽茇酰胺對(duì)引起水稻稻瘟病的稻瘟病菌具有一定的防治效果[14]，但蓽茇酰胺作為抑菌劑用于果蔬采后抑菌保鮮方面的研究報(bào)道較少。肉桂醛是肉桂等植物體內(nèi)的一種天然醛類化合物，存在于肉桂油、玫瑰油等精油中，其作為肉桂精油的主要成分近年來在果蔬采后防腐保鮮中得到了較廣泛的應(yīng)用，羅曼[15]研究發(fā)現(xiàn)，肉桂醛可以抑制引起蘋果青霉病的擴(kuò)展青霉菌體在體外的生長(zhǎng)，并且可以降低該菌毒素的分泌量。張軻[16]認(rèn)為，肉桂醛能夠通過破壞真菌細(xì)胞壁使其深入到真菌細(xì)胞內(nèi)破壞細(xì)胞器，從而起到抑制真菌生長(zhǎng)的作用。WU等[17]的研究結(jié)果表明，肉桂醛可以抑制柑橘采后Geotrichumcitri-aurantii離體菌絲的生長(zhǎng)，其涂膜處理可以顯著降低柑橘酸腐病的發(fā)病率。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，蓽茇酰胺和肉桂醛等植物源活性成分可在體外抑制芒果采后病害病原菌的生長(zhǎng)，并且對(duì)芒果采后病害具有較好的控制效果，進(jìn)而延長(zhǎng)芒果采后貯藏壽命，因此，可作為植物源抑菌劑應(yīng)用于芒果采后抑菌保鮮。姜黃素和胡椒堿對(duì)芒果采后病害病原菌生長(zhǎng)有較好的體外抑制作用，但對(duì)芒果采后病害的防治效果不理想，因此姜黃素和胡椒堿在芒果采后病害的防治效率還需進(jìn)一步提升，可將2種活性成分進(jìn)行一定比例復(fù)配，或研發(fā)出更合適的劑型、篩選合適的助劑使其增效等。

綜上所述，供試的16種植物源活性成分均對(duì)芒果采后病原菌C.gloeosporioides，C.acutatum，B.theobromae和P.mangiferae菌絲生長(zhǎng)有明顯的體外抑制作用。此外，筆者還發(fā)現(xiàn)，蓽茇酰胺、肉桂醛、姜黃素、辣椒堿對(duì)芒果炭疽病和蒂腐病均有一定的防治效果，其中，蓽茇酰胺防效優(yōu)于咪鮮胺抑菌劑，具有替代防治芒果采后病害化學(xué)抑菌劑的潛力。