论季也蒙假丝酵母处理对水蜜桃采后生理与贮藏品质的影响

摘 要:研究了在室温条件下,季也蒙假丝酵母对‘白花’水蜜桃采后保鲜品质的影响。结果表明:与对照组相比,季也蒙假丝酵母对水蜜桃有明显的保鲜效果,50 mL菌液/1 000 mL无菌水的保鲜效果最好;100 mL菌液/1 000 mL无菌水和25 mL菌液/1 000 mL无菌水对水蜜桃保鲜效果好于对照组。季也蒙假丝酵母菌作为工程菌容易获得,相对安全。

关键词:水蜜桃;季也蒙假丝酵母;采后生理;贮藏品质

水蜜桃是人们非常喜欢吃的水果之一,但由于其采后生理变化快、易腐烂,极大地影响了它的贮运保鲜效果,缩短了其货架寿命,因此,水蜜桃的贮藏保鲜具有重要意义[1-5]。果蔬采后腐烂造成的严重损失已成为全球性问题,水果在采收、包装、贮存和运输过程中易受到机械损伤,采后腐烂大多由真菌引起[6]。目前世界上控制采后果蔬病害的主要方法为化学杀菌剂,但长期使用化学杀菌剂易引起病原菌的抗药性,影响果蔬的食用安全,增加生产成本并造成环境污染。

生物防治作为一种新兴的保鲜方法,已成为果蔬采后腐烂的主要防治方法,而拮抗微生物,尤其是来自果蔬表面的拮抗酵母菌对果蔬采后病害有很好的防治效果[7]。果实采后病害生物防治的主要原理是利用微生物之间的拮抗作用,达到抑制病原微生物生长、减少腐败的目的[8]。果蔬采后病害拮抗菌的微生物有细菌、霉菌和酵母菌等,而酵母菌由于具有拮抗效果好、不产生毒素、可以和化学杀菌剂共同使用等优点成为果蔬采后生物防治研究的热点[9]。酵母菌能在较干燥的果蔬表面生存,能迅速利用营养进行繁殖,且具有广谱抗性和较为稳定的防治效果 [10-11]。范青等[12] 的研究表明,季也蒙假丝酵母(Candida guilliermondii)能在水蜜桃伤口处迅速繁殖,并对果实不产生任何伤害,且该菌不产生抗菌素,其抑菌机理可能与营养竞争等有关。

1 材料和方法

1.1 材 料

拮抗菌的来源:季也蒙假丝酵母(Candida guilliermondii)从中国农业微生物菌种保藏管理中心购得。

试验用水蜜桃品种为‘白花’水蜜桃,采于张家港市凤凰镇,7成熟时采摘。选择色泽相近、大小相似、无机械损伤和病虫害的果实分组编号后,置于冰箱0 ℃冷藏待用。

试验仪器:血球计数板、接种针、电子天平、显微镜、无菌操作台、水浴锅、恒温震荡培养箱、恒温冷藏冰箱、GY-3型水果硬度仪、VBR-18型手持折光仪、DDS-11A型电导率仪、756MC型紫外-可见分光光度计、TGL1650-WS台式高速离心机。

1.2 方 法

1.2.1 拮抗菌的活化及菌悬液配置 在无菌操作台中,将季也蒙假丝酵母冻干粉活化,取一环活化菌液于100 mL马铃薯液体培养基(水100 mL、葡萄糖2 g、马铃薯20 g)中,于恒温振荡培养箱中(150 r·min-1,28 ℃)培养24 h后制成下列3种处理液:C1处理组为100 mL发酵液溶于1 000 mL无菌水;C2处理组为50 mL发酵液溶于1 000 mL无菌水;C3处理组为25 mL发酵液溶于1 000 mL无菌水。

1.2.2 试验分组及处理 C1、C2、C3处理组,每组6个果实。分别用相对应的上述3种浓度的拮抗菌发酵液均匀喷洒水蜜桃表面,喷果结束后强制通风晾干,分别装袋,置于室温中保存,并设置对照组。24 h后,每天测量各组果实生理指标,每次测量做3个重复,整个试验重复2次。

1.2.3 测量指标和方法 失水率采用称重法测定[13]。腐烂指数:将果面的腐烂程度分为5级。0级:无腐烂;1级:果面出现1~3个小烂斑;2级:果面腐烂面积在1/4~1/2;3级:果面腐烂面积在1/2~3/4;4级:果面腐烂面积>3/4。然后按下面的公式计算腐烂指数:腐烂指数=[Σ(级数×对应腐烂果数量)]/该组果实总数[14]。果实硬度采用GY-2、GY-3硬度仪测定[15],可溶性糖含量采用手持折光仪测定[15]。呼吸强度采用静置法测定[15]。相对电导率采用DDS-11A型电导率仪测定[15],相对电导率=(初始电导率-纯水电导率)/(煮沸后的电导率-纯水电导率)×100%。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥(TBA)法测定[11]。多酚氧化酶(PPO)含量采用邻苯二酚法测定[16]。

1.2.4 数据及图表处理 为消除两次重复试验起始值不同带来的差异,在进行数据处理时将部分生理指标变化量换算成生理指标变化率来表示其变化,即某生理指标变化率=(某生理指标24 h后的值-某生理指标的初始值)/某生理指标的初始值×100%。用Excel 2007进行运算后绘制图表,用SPSS 17.0软件进行统计处理,采用One-way ANOVA 进行邓肯氏多重差异分析。

2 结果与分析

2.1 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃失重率的影响

果实失重是因为果实失水造成果皮皱缩,导致品质下降。同时由于水是细胞内多种生化反应的溶剂或反应物,失水过多会造成其它正常的代谢无法进行,使果实进一步衰老,故控制失重率是果实保鲜的第一步。套袋处理可以有效控制失水率,其次是不同的保鲜剂处理控制[17]。不同处理组水蜜桃失水率变化如图1所示。

季也蒙假丝酵母各浓度发酵液处理组与对照处理组相比,前3 d效果不很明显。但随着保存时间的延长,对照组失重率持续上升,3种菌悬液处理组果实失重率均上升缓慢。说明这3种处理方法在一定程度上抑制果实的失重率,对照组在第7天的失重率已达到2.7%,而3种发酵液的失重率分别为:2.13%,2.10%,2.38%。在失重率变化程度上,效果最好的为C2处理组,其次为C1、C3处理组,且3组均好于对照组。

2.2 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃腐烂指数的影响

果实腐烂指数是根据果实表面腐烂程度通过公式[14]换算得出。腐烂指数越高,果实腐烂程度越大。当腐烂程度达1级时,水蜜桃仍可以食用,但就商品出售而言,果实已需进行下架或折价处理,对水蜜桃经济价值造成影响。不同处理组水蜜桃的腐烂指数变化如图2所示。可以看出对照组水蜜桃在第2天开始出现腐烂现象,在第4天腐烂现象大规模爆发,到第5天达到峰值。处理后,水蜜桃桃腐烂指数均明显低于对照组,且在前4 d基本上无腐烂现象,说明季也蒙假丝酵母可以有效控制果实腐烂,且效果明显好于对照组。效果最好的是C2处理组,其次是C1处理组,最后是C3处理组。腐烂指数是最具经济意义的指标,也是果实保鲜最需控制的指标之一。

2.3 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃硬度的影响

果实放置一段时间后硬度会降低,即细胞壁被酶水解,果实发生软化。软化的果实口感也发生了变化,就水蜜桃而言,软化后果实的品质得到了提升。软化一旦完全发生,即意味着果实呼吸高峰的到来和迅速腐烂变质的开始,故控制果实软化并非保持果实硬度不变,而是使果实硬度在一定范围内有所下降,但不造成腐烂和其他生理指标的大幅度变化[17]。不同处理组的水蜜桃硬度变化率如图3所示,各处理组的水蜜桃硬度均降低(变化率为负值),其中对照组的变化最明显,第1~4天水蜜桃的硬度迅速下降。拮抗菌发酵液处理后,水蜜桃硬度曲线相对平缓,说明季也蒙假丝酵母发酵液对水蜜桃软化起到缓解作用,从平稳程度上来说,C2处理组效果最好,硬度曲线变化趋势较为平缓,C3处理组其次,C1处理组硬度曲线变化幅度较大。

2.4 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃可溶性固形物的影响

可溶性固形物含量是指果汁中能溶于水的糖、酸、维生素、矿物质等物质的含量,其中糖分是最主要的成分。水蜜桃采后依靠自身积累 的营养物质维持自身的生命活动,因而在贮藏期间可溶性固形物含量下降。由于淀粉酶将淀粉分解成糖,可使可溶性固形物上升,因而可溶性固形物含量在贮藏期并不表现出单一的上升或下降趋势[17]。不同处理组水蜜桃可溶性固形物含量的变化率如图4所示,各组水蜜桃可溶性固形物含量都表现为一个先降后升的趋势。在保存3 d后,C2处理组下降趋势比较平缓,对照组可溶性固形物含量明显下降,C1处理组有小幅度的上升趋势,C3处理组先上升后下降。数据表明,C1处理组促进可溶性固形物含量的增加;而其他3组均为抑制作用,C2处理组的抑制作用较为明显。

2.5 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃呼吸强度的影响

呼吸作用是果蔬采收后生命活动的中心,与果蔬品质的变化、贮藏寿命、贮藏中的生理病变及果蔬的商品处理方法和贮藏保鲜方法都有密切的联系。桃属于呼吸跃变型果实,采后始终处于较高的呼吸强度,并迅速出现双呼吸高峰,这可能是桃不耐贮藏的重要生理原因[18]。不同处理组水蜜桃呼吸强度变化如图5所示。对照组在第4天出现明显的呼吸高峰,呼吸值达到97.28 mL·(kg·h)-1。季也蒙假丝酵母处理后水蜜桃呼吸作用减弱,水蜜桃的呼吸高峰在第5天到达。而C1、C2、C3处理组的呼吸值分别为58.72,68.02,80.24 mL·(kg·h)-1,相比之下,C1处理组可以有降低水蜜桃的呼吸强度。

2.6 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃电导率的影响

水蜜桃在贮藏过程中,果实的软化、腐烂、霉变等过程均导致细胞膜受损,透性会增大,从而使细胞内的电解质外渗,以致果实细胞浸提液的电导率增大。故测量果实细胞浸提液的电导率是判断果实细胞膜受损程度的重要指标,在一定程度上可反映果实的软化、腐烂程度[19]。不同处理组水蜜桃相对电导率变化率如图6所示,各处理组电导率均呈上升态势,说明果实细胞均受到不同程度的损伤。其中,从整体趋势上看,C2处理组和C1处理组的相对电导率变化率较低(分别为34%和48%),且与对照组(55%)有显着差异,说明这两个处理组在抑制水蜜桃细胞膜被破坏方面的效果较优;而C3处理组的相对电导率与对照组差异不明显,说明其不能很好地抑制果实细胞膜受损。

2.7 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃丙二醛的影响

果实在衰老或腐烂过程中,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛(MDA)是膜质过氧化的重要产物。当MDA大量积累时,膜发生渗漏,膜透性上升,电解质外渗,细胞质相对电导率上升,造成细胞膜系统的严重损伤[19]。MDA含量越高,说明膜脂过氧化程度越严重。不同处理组的MDA变化率如图7所示,各处理组的水蜜桃MDA含量均上升,即细胞膜脂均发生不同程度的过氧化。3种处理与对照相比,均在一定程度上减小了膜脂过氧化程度。在第5天时,对照组的MDA含量为2.38 μmol·L-1,C1、C2、C3处理组分别为1.10,1.64,

1.40 μmol·L-1。在最后两天,C1处理组的MDA含量超过了C3处理组,但前5 d的数据表明,C1处理组在抑制水蜜桃膜脂过氧化方面效果相对较好。

2.8 季也蒙假丝酵母处理对‘白花’水蜜桃PPO酶的影响 水果贮藏期间由于酚类物质酶促氧化而引起组织褐变,组织中酚类物质含量、多酚氧化酶(PPO)活性和O2的供应是组织产生褐变的三大先决条件[19]。褐变是在PPO作用下,以酚类底物消耗为基础的生化反应,是酚类物质氧化的直接结果。促使衰老的因素可促进褐变;抑制衰老的因素可抑制水蜜桃的褐变。故抑制PPO含量可在一定程度上抑制水蜜桃褐变,延长果实保存期[19]。不同处理组水蜜桃PPO比活力如图8所示,果实内的PPO含量均上升,且变化不规则,其极大值呈现逐渐减小的趋势。拮抗菌处理后,PPO酶活性有所下降,在处理的第6天,对照组的PPO酶活为432 U·g-1,3种浓度处理组的酶活分别为:312,287,321 U·g-1。拮抗菌的3种浓度均能有效地降低水蜜桃的PPO酶活性,C2处理组的效果最好。

3 结论与讨论

季也蒙假丝酵母对张家港‘白花’水蜜桃的保鲜效果较好,且不同浓度处理组对水蜜桃的贮藏保鲜效果不同。C2处理组在维持水蜜桃硬度、抑制细胞膜受损、减缓腐烂程度、抑制可溶性固形物生成、降低PPO酶活等方面优势显着;C3处理组在推迟水蜜桃呼吸高峰有明显效果。推测保鲜效果不仅与菌落数量成正比,还与菌液营养物质含量成反比,或有这两种因素综合控制。这也解释了C1处理组中有效拮抗菌数量高于C2处理组,但其保鲜效果远远不如C2处理组的原因,因为C1处理组液体培养基中的营养物质含量影响了季也蒙假丝酵母发挥拮抗作用。对凤凰水蜜桃而言,季也蒙假丝酵母保鲜是一种安全有效、经济可行的保鲜方法,C2处理组对张家港的‘白花’水蜜桃的保鲜效果最好,具有应用前景。

许多酵母菌对果蔬采后病害具有抑制作用,可以用作生物防治剂,酵母菌作为果蔬生物防治拮抗菌的最大优点是它能在较干燥的果蔬表面生存,能迅速利用营养进行繁殖,受杀虫剂的影响较小。对人体的安全性而言,酵母菌不产生抑菌物质,且是许多水果、蔬菜上的正常菌落成分,被认为是对人体安全的,许多酵母菌已广泛地应用在食品工业中。使用拮抗酵母控制由真菌属病原体引起的果蔬采后腐烂,可以减少甚至替代抑菌剂,保护生态环境,是一项有良好应用前景的生物技术[20]。

总之,季也蒙假丝酵母菌液处理是一种经济、有效、可操作性强的保鲜方法,适合在广大果农中推广使用,具有广阔的应用前景和推广价值,为将来保鲜产品的商业化生产和大规模使用提供理论依据。

参考文献:

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