孫曉婷，曹建康*，陳 妮，龍柳燕，楊 雪

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

酵母甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)褐腐病及貯藏特性的影響

孫曉婷，曹建康*，陳 妮，龍柳燕，楊 雪

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

研究酵母甘露聚糖對(duì)李褐腐菌(Monilinia fructicola)菌絲生長(zhǎng)的影響及對(duì)李果實(shí)褐腐病的抑制作用。離體抑菌試驗(yàn)表明5、25、50、100g/L的甘露聚糖對(duì)李褐腐菌菌絲生長(zhǎng)均有抑制作用，且質(zhì)量濃度越高抑制效果越好。抑菌試驗(yàn)表明，甘露聚糖浸泡處理能有效抑制處理前/處理后損傷接菌的李果實(shí)褐腐病病斑擴(kuò)展。酵母甘露聚糖處理還有效地降低了貯藏期間李果實(shí)的質(zhì)量損失率和呼吸強(qiáng)度，推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色，從而維持李果實(shí)良好的貯藏品質(zhì)。

甘露聚糖；李果實(shí)；褐腐病；貯藏特性

李果實(shí)成熟于夏季高溫季節(jié)，采后極易受到病原菌的侵染而發(fā)生嚴(yán)重腐爛、造成巨大的損失[1-2]。其中，由Moniliniaspp.侵染引起的褐腐病是李果實(shí)在貯藏期間發(fā)生的主要病害，是導(dǎo)致果實(shí)腐爛損失的主要因素[3-4]。目前，利用1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)處理[1]、殼聚糖處理[2]、拮抗菌生物防治[3]、熱水處理[4]、低溫貯藏[5]、氣調(diào)保鮮[6]、浸鈣處理[7]以及化學(xué)殺菌劑處理等方法防治李果實(shí)病害和保持果實(shí)采后品質(zhì)。但是，對(duì)李果實(shí)褐腐病控制技術(shù)的研究尚不夠深入。

甘露聚糖是一種細(xì)胞壁多糖，是果實(shí)等植物體細(xì)胞壁半纖維素的重要構(gòu)成成分。因其側(cè)鏈的不同，甘露聚糖分別以半乳甘露聚糖、半乳葡萄甘露聚糖等形式存在[8-9]。研究表明，果實(shí)的后熟軟化與甘露聚糖的裂解有關(guān)[8-10]。但是，關(guān)于甘露聚糖處理對(duì)果實(shí)貯藏特性的影響卻未見(jiàn)報(bào)道。

利用生物來(lái)源的天然產(chǎn)物進(jìn)行果實(shí)采后病害防治已經(jīng)得到越來(lái)越多的重視[11]。近年來(lái)的研究表明，一些多聚糖如殼聚糖[1-2,12]、葡甘聚糖[13]等具有較強(qiáng)的抑制微生物生長(zhǎng)繁殖的作用，可用作食品被膜材料和果蔬保鮮劑應(yīng)用。酵母甘露聚糖存在于酵母細(xì)胞壁的最外層，占細(xì)胞壁干重的40%左右，容易制備獲得[14-15]。酵母甘露聚糖能增加動(dòng)物體液免疫和細(xì)胞免疫能力，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，結(jié)合吸附外源性病原菌，并具有抗輻射、抗氧化、抗腫瘤等活性功能[14-15]。但是，還未見(jiàn)到將酵母甘露聚糖用于食品保藏和水果保鮮的報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)擬研究酵母甘露聚糖對(duì)李果實(shí)褐腐病的控制及貯藏特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

李果實(shí)(Prunus salicinaL. cv. Gaixian)于2009年7月18日采自遼寧省營(yíng)口市蓋縣果園，采后當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，挑選表面光滑、大小均勻、成熟度一致、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲(chóng)害的綠熟果實(shí)進(jìn)行隨機(jī)分組；褐腐菌(Monilinia fructicola)分離自典型發(fā)病果實(shí)，于27℃在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)上培養(yǎng)10d，在無(wú)菌條件下，用無(wú)菌水配制成孢子懸浮液(1×105個(gè)孢子/mL)。

酵母甘露聚糖 安琪酵母股份有限公司，溶于蒸餾水中，分別配制成0(對(duì)照)、1、5、10g/L溶液待用。

1.2 儀器與設(shè)備

GC7890F氣相色譜儀[配有CO2轉(zhuǎn)化爐、flame ionization detector(FID)檢測(cè)器、不銹鋼填充柱(Porapak 80-100，2m×2mm)] 上海天美科技有限公司；SPX-250BZ生化培養(yǎng)箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；SWCJ-ZFD超凈工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備有限公司；手提式不銹鋼蒸汽消毒器 上海三申醫(yī)療器械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 甘露聚糖體外抑菌試驗(yàn)[12]

制備含有不同質(zhì)量濃度(0、5、25、50、100g/L)甘露聚糖的平皿培養(yǎng)基。在培養(yǎng)皿中央接種27℃條件下生長(zhǎng)6d的褐腐菌菌餅(直徑為6mm)。將平皿置于27℃恒溫培養(yǎng)，定期測(cè)量菌落直徑，重復(fù)3次。

1.3.2 甘露聚糖體內(nèi)抑菌試驗(yàn)

1.3.2.1 處理后損傷接菌

分別將李果實(shí)浸沒(méi)到0、1、5、10g/L的甘露聚糖溶液中，浸泡1min。取出自然晾干后置于塑料框中，并用黑色聚乙烯(PE)袋包裝。24h后用滅菌接種針在果實(shí)赤道部位對(duì)應(yīng)面分別刺兩個(gè)孔(3mm寬×4mm深)。待傷口表面晾干，向每個(gè)孔注入10μL褐腐菌孢子懸浮液。自然晾干后于17℃(85%～95% RH)保溫觀察。在接菌48、72h后分別測(cè)定病斑面積。每處理30個(gè)果實(shí)。

1.3.2.2 處理前損傷接菌

李果實(shí)損傷接菌3h后再分別經(jīng)0、5g/L的甘露聚糖溶液處理。處理方法、損傷接菌方法、貯藏與病斑面積的測(cè)定方法同1.3.2.1節(jié)。

1.3.3 品質(zhì)測(cè)定

李果實(shí)經(jīng)0、5g/L甘露聚糖處理后，于23℃(85%～95%RH)貯藏，定期測(cè)定呼吸強(qiáng)度、質(zhì)量損失率、轉(zhuǎn)色率。

1.3.3.1 呼吸強(qiáng)度的測(cè)定[16]

取8個(gè)果實(shí)稱(chēng)質(zhì)量后置于經(jīng)空氣平衡的1.8L具橡膠塞的玻璃容器中，密閉30min后頂空取1mL氣體，用氣相色譜法測(cè)定CO2含量。果實(shí)呼吸強(qiáng)度按CO2含量以mg/(kg·h)表示。重復(fù)3次。

1.3.3.2 質(zhì)量損失率的測(cè)定

取20個(gè)果實(shí)分別編號(hào)，定期測(cè)定果實(shí)質(zhì)量。按式(1)計(jì)算平均質(zhì)量損失率：

1.3.3.3 轉(zhuǎn)色指數(shù)的測(cè)定

取20個(gè)果實(shí)進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0級(jí)：0%變紅；1級(jí)：25%果面開(kāi)始泛白轉(zhuǎn)紅；2級(jí)：25%～50%果面轉(zhuǎn)紅；3級(jí)：50%～75%果面轉(zhuǎn)紅；4級(jí)：75%以上果面轉(zhuǎn)紅。

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS 11.5軟件進(jìn)行方差分析，利用鄧肯氏多重比較對(duì)差異顯著性(P≤0.05)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘露聚糖對(duì)褐腐菌菌絲生長(zhǎng)的抑制作用

圖1 甘露聚糖對(duì)離體培養(yǎng)的褐腐菌生長(zhǎng)的抑制作用Fig.1 Inhibitory effect of yeast mannan on the growth ofMonilinia fructicolain PDA medium at 27 ℃

在離體培養(yǎng)過(guò)程中，褐腐菌菌落面積不斷擴(kuò)展。不同質(zhì)量濃度的甘露聚糖對(duì)離體培養(yǎng)的褐腐菌的生長(zhǎng)均有抑制作用(圖1)。在培養(yǎng)第9天時(shí)，5、25、50、100g/L的甘露聚糖處理對(duì)褐腐菌生長(zhǎng)的抑制率分別為14.3%、50.5%、61.9%、88.6%(P≤0.05)。顯然，甘露聚糖對(duì)李褐腐菌生長(zhǎng)具有較強(qiáng)的直接抑制作用。而且，25g/L的甘露聚糖即能抑制褐腐菌一半的生長(zhǎng)程度。

2.2 甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)褐腐病的抑制作用

在經(jīng)甘露聚糖處理24h后接種褐腐菌，可以測(cè)定甘露聚糖誘導(dǎo)果實(shí)對(duì)病原菌侵染產(chǎn)生的抗病能力。結(jié)果表明，甘露聚糖處理能誘導(dǎo)李果實(shí)對(duì)褐腐病的侵染產(chǎn)生較強(qiáng)的抗性。如圖2A所示，在發(fā)病72h時(shí)，經(jīng)1、5、10g/L甘露聚糖處理的李果實(shí)病斑面積分別比對(duì)照降低了10.0%、8.6%和14.3%(P≤0.05)。但是，不同質(zhì)量濃度甘露聚糖之間誘導(dǎo)果實(shí)產(chǎn)生抗病性的差異不顯著。

李果實(shí)接種褐腐菌3h后經(jīng)5g/L甘露聚糖浸泡處理，可以測(cè)定甘露聚糖對(duì)果實(shí)活體上生長(zhǎng)的病原菌的抑制作用。在17℃貯藏期間甘露聚糖浸泡處理李果實(shí)發(fā)病面積明顯小于對(duì)照組(圖2B)，說(shuō)明甘露聚糖處理對(duì)能夠明顯地抑制李果實(shí)活體上褐腐菌的生長(zhǎng)，從而有效抑制李果實(shí)褐腐病的擴(kuò)展。在發(fā)病72h時(shí)，經(jīng)5g/L甘露聚糖處理果實(shí)病斑面積比與對(duì)照組降低了22.6%(P≤0.05)。

可見(jiàn)，甘露聚糖對(duì)李果實(shí)褐腐病的控制作用既與其直接的抑菌作用有關(guān)，又與其誘導(dǎo)果實(shí)產(chǎn)生抗性有關(guān)。分析發(fā)現(xiàn)，5g/L甘露聚糖使處理前/處理后損傷接菌果實(shí)的病斑面積分別比對(duì)照降低了22.6%(圖2B)、8.6%(圖2A)，由此可以看出，甘露聚糖的直接抑菌特性在果實(shí)病害控制中具有重要作用。

圖2 甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)損傷接種褐腐病的抑制作用Fig.2 Inhibitory effect of yeast mannan on brown rot disease of plum fruits

2.3 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響

李果實(shí)經(jīng)5g/L甘露聚糖處理后23℃貯藏，測(cè)定結(jié)果表明，甘露聚糖處理能有效的抑制李果實(shí)的呼吸強(qiáng)度(圖3)。在貯藏4、5d時(shí)，經(jīng)甘露聚糖處理的李果實(shí)呼吸強(qiáng)度分別比對(duì)照降低了19.6%、38.1%(P≤0.05)。這可能與甘露聚糖處理在果實(shí)表面形成的透明薄膜有關(guān)。甘露聚糖涂膜在一定程度上阻隔了果實(shí)內(nèi)部與外界環(huán)境的O2、CO2等氣體交換，從而降低了果實(shí)的呼吸代謝過(guò)程。

圖3 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effect of yeast mannan treatment on respiratory intensity of plum fruits stored at 23 ℃

2.4 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)質(zhì)量損失率的影響

在23℃貯藏過(guò)程中，李果實(shí)的質(zhì)量損失率呈逐漸升高趨勢(shì)。甘露聚糖處理能降低貯藏過(guò)程中李果實(shí)的質(zhì)量損失率(圖4)。在貯藏3、4d時(shí)，經(jīng)5g/L甘露聚糖處理果實(shí)的質(zhì)量損失率分別比對(duì)照降低了17.3%、19.3%(P≤0.05)?？梢?jiàn)，甘露聚糖處理后在果實(shí)表面形成的薄膜能有效降低李果實(shí)貯藏期間的失水。

圖4 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)質(zhì)量損失率的影響Fig.4 Effect of yeast mannan treatment on weight-loss rate of plum fruits stored at 23 ℃

2.5 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)轉(zhuǎn)色率的影響

李果實(shí)經(jīng)5g/L甘露聚糖處理后23℃貯藏，測(cè)定結(jié)果表明，甘露聚糖處理能有效的抑制李果實(shí)由綠轉(zhuǎn)紅的進(jìn)程(圖5)。在貯藏6d時(shí)，經(jīng)甘露聚糖處理李果實(shí)的轉(zhuǎn)色指數(shù)比對(duì)照降低了21.3%。

圖5 常溫貯藏過(guò)程中甘露聚糖處理對(duì)李果實(shí)轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響Fig.5 Effect of yeast mannan treatment on color change index of plum fruits stored at 23 ℃

3 結(jié) 論

離體實(shí)驗(yàn)和活體實(shí)驗(yàn)都表明，酵母甘露聚糖對(duì)李褐腐菌的生長(zhǎng)具有直接抑制作用，從而有效控制李果實(shí)褐腐病。這與葡甘聚糖的抑菌作用及其對(duì)果實(shí)的防腐作用研究結(jié)果類(lèi)似[12-13]。然而，酵母甘露聚糖對(duì)李果實(shí)褐腐病的抑制作用除了與其直接的抑菌特性有關(guān)外，還可能與其誘導(dǎo)李果實(shí)自身產(chǎn)生抗病性有關(guān)。此外，通過(guò)酵母甘露聚糖浸泡處理還能形成一層極薄的透明膜，可以有效延緩李果實(shí)質(zhì)量損失，降低呼吸強(qiáng)度，推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色，從而保持果實(shí)良好的貯藏品質(zhì)。因此，本研究為酵母甘露聚糖在食品保藏和果實(shí)保鮮方面的應(yīng)用提供了理論依據(jù)和綠色生產(chǎn)實(shí)踐參考。

研究表明，甘露聚糖是果實(shí)細(xì)胞壁半纖維素的重要組成成分。隨著果實(shí)的成熟, 甘露糖殘基在果實(shí)中逐漸增加，果實(shí)質(zhì)地軟化加快[10]。因此，保持完整、牢固的細(xì)胞壁對(duì)推遲果實(shí)后熟軟化和抵抗病原菌侵染具有重要意義[11]。至于甘露聚糖在李果實(shí)軟化、腐爛過(guò)程中起著什么樣的作用，以及外源酵母甘露聚糖處理能否影響到果實(shí)本身甘露聚糖的存在形態(tài)和細(xì)胞壁的完整狀態(tài)，尚需進(jìn)一步研究。

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Effect of Yeast Mannan Treatment on Storage Characteristics and Brown Rot Disease of Plum Fruits

SUN Xiao-ting，CAO Jian-kang*，CHEN Ni，LONG Liu-yan，YANG Xue
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

The effect of yeast mannan treatment on the growth ofMonilinia fructicolain potato dextrose agar (PDA) medium and the brown rot disease of plum fruits was studied.In vitroexperiments showed that yeast mannan treatment with different concentrations (5, 25, 50 g/L and 100 g/L) could obviously inhibit the growth ofMonilinia fructicolahypha, and the inhibitory effect of yeast mannan treatment on the growth of fungi was in a concentration-dependent manner.In vivotests showed that yeast mannan treatment could effectively inhibit brown rot disease of plum fruits inoculated withMonilinia fructicolabefore/after yeast mannan dipping. Yeast mannan treatment could also reduce the respiration intensity and weight-loss rate, and delay the color change of plum fruits stored at 23 ℃, which could maintain better storage quality of plum fruits.

mannan；plum fruit；brown rot disease；storage characteristics

TS255.3

A

1002-6630(2011)06-0261-04

2010-06-04

“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2006BAD22B03)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30700645)

孫曉婷(1987—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。E-mail：sxt8706@126.com

*通信作者：曹建康(1976—)，男，副教授，博士，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：cjk@cau.edu.cn