劉浩強(qiáng),李鴻筠,向可海,冉 春,胡軍華,姚廷山,郭宏榮
( 1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所,重慶 400712;2.國(guó)家柑桔工程技術(shù)研究中心,重慶 400712;3.重慶開(kāi)縣南門(mén)鎮(zhèn)人民政府,重慶 405403;4.重慶萬(wàn)州三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶 405403)
保鮮劑對(duì)柑橘貯藏病菌的敏感性及貯藏保鮮效果
劉浩強(qiáng)1,2,李鴻筠1,向可海3,冉 春1,胡軍華1,姚廷山1,郭宏榮4
( 1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所,重慶 400712;2.國(guó)家柑桔工程技術(shù)研究中心,重慶 400712;3.重慶開(kāi)縣南門(mén)鎮(zhèn)人民政府,重慶 405403;4.重慶萬(wàn)州三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶 405403)
研究了4種保鮮劑對(duì)柑橘采后主要病菌的毒性及對(duì)錦橙果實(shí)的貯藏保鮮效果。結(jié)果表明:250 g/L咪鮮胺乳油對(duì)青霉菌和綠霉病的毒性最大,半數(shù)有效質(zhì)量濃度(median effective concentration,EC50)值分別為0.429 3 ?g/mL和 0.532 9 ?g/mL,450 g/L噻菌靈懸浮劑對(duì)炭疽病的毒性最大,EC50值為14.238 3 ?g/mL,經(jīng)4 種保鮮劑處理的錦橙果實(shí)的可 溶性固形物、總糖、有機(jī)酸和VC含量高于空白對(duì)照。根據(jù)保鮮效果來(lái)看:250 g/L咪鮮胺乳油效果最好,在30 d時(shí)保鮮效果在90%以上,45 d和60 d的保鮮效果在85%以上,其次為生物源保鮮劑1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑,30 d和 45 d的保鮮效果在85%以上,60 d時(shí)上保鮮效果在80%以上,效果最差的為450 g/L噻菌靈懸浮劑,保鮮效果只能達(dá)到60%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)篩選到的最佳的防腐保鮮藥劑為250 g/L咪鮮胺乳油。
保鮮劑;柑橘果實(shí);致病菌;保鮮效果
柑橘是世界上最重要的水果之一,全球有多個(gè)國(guó)家和地區(qū)種植柑橘,但主要分布在南北緯度40°區(qū)域內(nèi)具有適宜土壤和氣候條件的熱帶和亞熱帶地區(qū)。柑橘的年生產(chǎn)量已達(dá)2900多萬(wàn)噸,超過(guò)蘋(píng)果而成為水果之首。近年來(lái),我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,產(chǎn)量顯著提高,已成為柑橘主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一[1-3],為促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、有效改善生態(tài)環(huán)境做出了積極貢獻(xiàn)。柑橘果實(shí)在貯藏過(guò)程中容易受到青霉、綠霉和炭疽菌的侵染而造成腐爛損失[4-11],目前控制柑橘采后病害的主要手段是使用化學(xué)保鮮劑,由于以前使用的柑橘保鮮劑存在農(nóng)殘問(wèn)題,對(duì)人類(lèi)健康有潛在危險(xiǎn),現(xiàn)在陸續(xù)已被禁止使用,如雙胍鹽等[8]。因此,迫切需要篩選一些新的、低毒高效的保鮮 劑在采后柑橘上的使用。因此,迫切需要篩選一些新的、低毒高效的 保鮮劑,以取代高毒的保鮮劑在采后柑橘上的使用。本實(shí)驗(yàn)選用3種低毒高效的化學(xué)保鮮劑和1種生物源保鮮劑進(jìn)行研究,以期篩選到高效的保鮮劑。
1.1 材料與試劑
供試柑橘品種為錦橙,采摘自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所試驗(yàn)果園。
供試菌種:青霉菌(Penicillium italicum Wehmer)、綠霉菌(Penicillium digitatum Saccardo)、炭疽桿菌(Colletotrichum gloeosporiorides Penz)。
供試保鮮劑:500 g/L抑霉唑乳油(emulsifiable concentrate,EC) 北京燕化永樂(lè)農(nóng)藥有限公司;250 g/L咪鮮胺乳油 江蘇省揚(yáng)州市蘇靈農(nóng)藥化工有限公司;450 g/L噻菌靈懸浮劑(suspension concentrates,SC) 陜西省蒲城縣美邦農(nóng)藥有限責(zé)任公司;1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑(wettable powder,WP) 德強(qiáng)生物股份有限公司。
對(duì)照藥劑:250 g/L咪鮮胺乳油(常用質(zhì)量濃度375 ?g/mL做對(duì) 照)、450 g/L咪鮮胺乳油(常用質(zhì)量濃度450 ?g/mL做對(duì)照) 利爾化學(xué)股份有限公司。
無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、氯化鋇、葸酮、L-甲硫氨酸、抗壞血酸、鄰苯二甲酸氫鉀、四氮唑藍(lán)、冰乙酸(均為分析純) 上海試劑廠。
1.2 儀器與設(shè)備
GL-10高速冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;S212攪拌器 上海予華儀器;FA2004電子天平 上海方瑞儀器有限公司;MLR-351H智能人工氣候箱 日本三洋公司;PYX-DHS隔水式電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器 械廠;DK-S26電熱恒溫水浴鍋 上海一科儀器公司;UV1800PC分光光度計(jì) 上海奧析儀器有限公司。
1.3.1 室內(nèi)毒力測(cè)定方法
采用菌絲生長(zhǎng)速率測(cè)定法[12-15]。在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將各藥劑分別設(shè)置為5個(gè)質(zhì)量濃度梯度,先將各保鮮劑分別制成有效成分含量為1、5、10、50、100 ?g/mL(其中炭疽病中為5、10、50、100、200 ?g/mL)的系列質(zhì)量濃度馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(potato dextrose agar(medium),PDA)平面,每種保鮮劑的每個(gè)質(zhì)量濃度均設(shè)3次重復(fù)。另設(shè)加入無(wú)菌水的PDA培養(yǎng)基平板作對(duì)照。然后用直徑6 mm的打 孔器在病原菌菌落邊緣切取生長(zhǎng)力一致的菌塊,分別移植于各含藥PDA培養(yǎng)基平板中央 ,然后置于(26±0.5)℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)一定時(shí)間后,用游標(biāo)卡尺測(cè)量菌落直徑(以十字交叉法測(cè)量),由菌落直徑平均值計(jì)算菌絲生長(zhǎng)抑制率。用質(zhì)量濃度對(duì)數(shù)值(X)與抑制百分率的幾率值(Y)進(jìn)行直線回歸分析,檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)的顯著性,并求出直線回歸方程Y=a+bX。根據(jù)回歸方程求出藥劑的半數(shù)有效質(zhì)量濃度(median effective concentration,EC50)值及相關(guān)系數(shù)R。比較4種不同保鮮劑對(duì)3種病原菌的毒力大小。
1.3.2 貯藏保鮮效果的研究
在重慶市北碚區(qū)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所通風(fēng)貯藏庫(kù)(防空洞)內(nèi)進(jìn)行,庫(kù)房?jī)?nèi)設(shè)置有3 層的鐵架和磚架,果箱采用塑料制成的柑橘專(zhuān)用貯藏箱,實(shí)驗(yàn)前10 d對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)的鐵架、果箱以及房間進(jìn)行消毒。實(shí)驗(yàn)柑橘掛果期間尚未噴過(guò)任何保鮮劑。庫(kù)房?jī)?nèi)的溫度為自然室溫,適當(dāng)利用開(kāi)關(guān)通風(fēng)窗的自然換氣方法來(lái)調(diào)節(jié)室溫。各處理的貯藏條件一致。實(shí)驗(yàn)期間,貯藏庫(kù)內(nèi)的平均溫度為12.5 ℃,極端最高溫度為15.0 ℃,極端最低溫度為11.0 ℃,平均相對(duì)濕度為77.0%。每個(gè)重復(fù)用果100個(gè),每處理4 次重復(fù),每處理共用果400個(gè),共計(jì)14個(gè)處理,5 600個(gè)果實(shí)。使用浸漬法。將不同處理分別完全浸漬于該藥液1 min撈起晾干(對(duì)照用清水浸漬)。處理后每個(gè)重復(fù)的果實(shí)裝進(jìn)一個(gè)塑料果箱,置于通風(fēng)貯藏庫(kù)內(nèi)的鐵架上,完全隨機(jī)排列,常溫貯 藏,3 d后用薄膜果袋單果套袋。貯藏30、45 d和 60 d分別考察各指標(biāo)的變化。每次分別調(diào)查記錄柑橘青霉病、綠霉病、炭疽病和其他病果數(shù),并將病果取出,然后分別計(jì)算病果率和防治效果(防效)。
1.3.3 4種保鮮劑處理后各生理指標(biāo)變化
可溶性固型物含量:用手持折光儀進(jìn)行測(cè)定;總糖含量:用葸酮比色法測(cè)定[13];有機(jī)酸含量:酸堿滴定法測(cè)定[9];維生素含量:依照GB/T 8210—2011《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法》中的2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定[9]。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天和第30、45、60 天分別抽樣測(cè)定。
2.1 4種保鮮劑對(duì)柑橘不同病菌的抑制效果
2.1.1 4種保鮮劑對(duì)柑橘青霉病菌抑制效果
經(jīng)DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析得到質(zhì)量濃度對(duì)數(shù)值(X)與抑制幾率值(Y)的毒力回歸方程、EC50值、相關(guān)系數(shù),見(jiàn)表1。250 g/L咪鮮胺EC對(duì)青霉菌的抑制效果最好,EC50值為0.429 3 ?g/mL,其次為500 g/L抑霉唑EC,再次為1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌WP,450 g/L噻菌靈SC的效果相對(duì)最差。但4種保鮮劑對(duì)青霉菌都有較好的抑制效果,均可用于青霉病的防治(表1)。
表1 4種不同藥劑對(duì)柑橘青霉病的毒力回歸分析Table1 Regression analysis for the toxicity of four food preservatives oonn Penicillium italiiccuumm Wehmer
2.1.2 4種保鮮劑對(duì)柑橘綠霉病菌抑制效果
表2 4種不同藥劑對(duì)柑橘綠霉病的毒力回歸分析Table 2 Regression analysis for the toxicity of four food preservatives on Penicillium digitatum Saccardo
綠霉菌在培養(yǎng)8 d后進(jìn)行觀察測(cè)量和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),見(jiàn)表2。250 g/L咪鮮胺EC對(duì)綠霉菌的抑制效果最好,EC50值為0.532 9 ?g/mL,500 g/L抑霉唑EC的抑制效果次之,1×1011活芽孢/g枯 草芽孢桿菌WP的效果再次之,450 g/L噻菌靈SC的效果相對(duì)最差,EC50值為76.261 9 ?g/mL。但4種保鮮劑對(duì)綠霉菌都有較好的抑制效果。和青霉病效果類(lèi)似,但450 g/L噻菌靈SC的效果很差,雖然有一定的效果,但需要高的質(zhì)量濃度才能達(dá)到預(yù)期的抑制效果。
2.1.3 4種保鮮劑對(duì)柑橘炭疽病菌抑制效果
表3 4種不同藥劑對(duì)柑橘炭疽病的毒力回歸分析Table 3 Regression analysis for the toxicity of four food preservatives on Colletotrichum gloeosporiorides Penz
炭疽病在培養(yǎng)8 d后進(jìn)行觀察測(cè)量和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),見(jiàn)表3。450 g/L噻菌靈 SC對(duì)青霉菌的抑制效果最好,EC50值為14.238 3 ?g/mL,250 g/L咪鮮胺EC的抑制效果次之,1×1011活芽孢/g枯草 芽孢桿菌WP的效果再次之,500 g/L抑霉唑EC的效果相對(duì)最差,EC50值為80.615 5 ?g/mL。
2.2 4種保鮮劑的室內(nèi)保鮮效果
2.2.1 50%抑霉唑乳油保鮮效果
通過(guò)在貯藏庫(kù)內(nèi)用50%抑霉唑乳油250~500 ?g/mL對(duì)柑橘果實(shí)進(jìn)行防治貯藏病害實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該劑250~500 ?g/mL對(duì)柑橘青、綠霉病均具有較好的防治效果。與對(duì)照藥劑250 g/L咪鮮胺EC(375 ?g/mL)比較,效果稍差,對(duì)柑橘炭疽病的防 治效果也稍差于對(duì)照藥劑,但差異性不顯著。
表4 50%抑霉唑乳油對(duì)錦橙的保鮮效果Table 4 Preservative effect of 50% imazalil on Glorious orange %
2.2.2 250 g/L咪鮮胺乳油保鮮效果
表5 250 g/L咪鮮胺乳油對(duì)錦 橙的保鮮效果Table 5 Preservative effect of 250 g/L prochloraz EC on Glorious orange %
通過(guò)在貯藏庫(kù)內(nèi)用250 g/L咪鮮胺乳油333~500 ?g/mL對(duì)柑橘果實(shí)進(jìn)行防治貯藏病害實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該劑333~500 ?g/mL對(duì)柑橘青、綠霉病均具有較好的防治效果。與對(duì)照藥劑450 g/L咪鮮胺EC 450 ?g/mL防治效果相當(dāng),但對(duì)炭疽病防治效果稍差于對(duì)照藥劑,但差異不顯著。說(shuō)明250 g/L咪鮮胺乳油是個(gè)很好的藥劑,能夠很好的防治柑橘貯藏病害,可以在生產(chǎn)上大量推廣使用。
2.2.3 450 g/L噻菌靈懸浮劑保鮮效果
通過(guò)在貯藏庫(kù)內(nèi)用4 5 0 g/L噻菌靈懸浮劑900~1 500 ?g/mL對(duì)柑橘果實(shí)進(jìn)行防治貯藏 病害試驗(yàn),結(jié)果表明該劑900~1 500 ?g/mL對(duì)柑橘青、綠霉病防治效果一般,比對(duì) 照藥劑效果差,30、45 d和60 d調(diào)查結(jié)果與對(duì)照藥劑咪鮮胺EC 375 ?g/mL差異性顯著,但對(duì)炭疽病的防治效果比對(duì)照藥劑好。與對(duì)照藥劑咪鮮胺EC 375 ?g/mL相比,防治效果在30、45 d和60 d差異不顯著。
表6 450 g/L噻菌靈懸浮劑對(duì)錦橙的保鮮效果Table 6 Preservative effect of 450 g/L thiabendazole SC on Glorious orange %
2.2.4 1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑保鮮效果
通過(guò)在貯藏庫(kù)內(nèi)用1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑3 000~5 000倍液對(duì)柑橘果實(shí)進(jìn)行防治貯藏病害實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該劑3 000~5 000倍液對(duì)柑橘青、綠霉病防治效果一般,比對(duì)照藥劑效果差,但對(duì)炭疽病的防治效果較好。與對(duì)照藥劑咪鮮胺EC 375 ?g/mL防治效果相當(dāng), 但差異不顯著。
表7 1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌可濕性粉劑對(duì)柑橘的保鮮效果Table 7 Preservative effect of 100 billion live endospores/g Bacillus subtilis wettable powder on Glorious orange %
2.2.5 4種保鮮劑處理后對(duì)是果實(shí)主要營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響
表8 4種保鮮劑處理后對(duì)錦橙生理指標(biāo)的影響Table 8 Influences of four food preservatives on physiological indexes of Glorious orange
由表8可以看出,4個(gè)保鮮劑處理后的錦橙的總糖含量和有機(jī)酸含量都隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降,與不用保鮮劑處理的對(duì)照相比,250 g/L咪鮮胺EC和 1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌WP處理的與空白對(duì)照相比差異顯著,4個(gè)保鮮劑處理后的錦橙的可溶性固形物含量均經(jīng)歷過(guò)一個(gè)先上升后下降的過(guò)程,在貯藏45 d是達(dá)到高峰,以后逐漸下降,在前期上升過(guò)程中,各處理之 間差異不顯著,45 d后,藥劑處理和對(duì)照相比,差異顯著,4種保鮮劑處理后的錦橙的VC在貯藏過(guò)程中,含量變化呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。用咪鮮胺、抑霉唑、 枯草芽孢桿菌、噻菌靈處理的果實(shí)VC含量在貯后30 d達(dá)到最大值,在貯藏30 d前,用保鮮劑處理的果實(shí)維生素含量與對(duì)照果差異不顯著,在貯藏中后期,與對(duì)照處理差異顯著。從以上4 種保鮮劑處對(duì)果實(shí)各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響上來(lái)看,250 g/L咪鮮胺EC處理后的果實(shí)各項(xiàng)生理指標(biāo)均高于其他3 個(gè)藥劑和對(duì)照處理,其次為枯草芽孢桿菌,對(duì)果實(shí)保鮮效果最差的是噻菌靈。
本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,250 g/L咪鮮胺EC對(duì)青霉菌和綠霉病菌的毒性最大,EC50值分別為0.429 3 ?g/mL和0.532 9 ?g/mL,450 g/L噻菌靈SC對(duì)炭疽病的毒性最大,EC50值為14.238 3 ?g/mL,250 g/L咪鮮胺EC、1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌WP、500 g/L 抑霉唑EC、450 g/L噻菌靈SC等保鮮劑均有較好的保鮮效果,在貯藏過(guò)程中,4個(gè)保鮮劑處理的錦橙的可溶性固形物、總糖、有機(jī)酸和VC含量等生理指標(biāo)較空白對(duì)照均有所上 升,尤其以250 g/L咪鮮胺EC最為明顯。根據(jù)保鮮效果:250 g/L咪鮮胺效果最好,在30 d 時(shí)保鮮效果在90%以上,45 d和60 d的保鮮效果在85%以上,其次為生物源保鮮劑1×1011活芽孢/g枯草芽孢桿菌WP,30 d和45 d的保鮮效果在85%以,60 d時(shí)上保鮮效果在80%以上,效果最差的為450 g/L噻菌靈SC,保鮮效果只能達(dá)到60%。
咪鮮胺作為高效、廣譜、低毒型殺菌保鮮劑,具有預(yù)防保護(hù)治療等多重作用。對(duì)于真菌引起的多種病害防效極佳,速效性好,持效期長(zhǎng),具有內(nèi)吸作用。咪鮮胺是咪唑類(lèi)殺 菌劑中的重要品種。在我國(guó)使用的咪唑類(lèi)保鮮劑還有本實(shí)驗(yàn)采用的抑霉唑,這類(lèi)保鮮劑 主要是干擾病原菌細(xì)胞壁和抑制甾醇的生物合成而起作用。本研究表明咪鮮胺保鮮效果最好,尤其對(duì)青霉病和綠霉病的效果極佳。生物源保鮮劑枯草芽孢桿菌菌體在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短桿菌肽等活性物質(zhì),這些活性物質(zhì)對(duì)致病菌有明顯的抑制作用,并且枯草芽孢桿菌菌體自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類(lèi),與果實(shí)體內(nèi)的消化酶類(lèi)一同發(fā)揮作用,低毒、高效、環(huán)境相溶性好,在本實(shí)驗(yàn)中也取得了好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于本實(shí)驗(yàn)所采用的都是單一制劑,并且4種保鮮劑的室內(nèi)毒力和貯藏保鮮效果不是完全成正比,保鮮效果是保鮮劑、果實(shí)和環(huán)境三者綜合作用的結(jié)果,不能單一從毒力評(píng)價(jià)一個(gè)藥劑的好壞,應(yīng)該從毒力、生理生化指標(biāo)和貯藏保鮮效果等多方面來(lái)評(píng)價(jià)[16-21]。在今后研究中,可以考慮保鮮劑之間的互配,增強(qiáng)保鮮效果,這些都還需要進(jìn)一步的探討研究。
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Anti-Pathogen Activities and Effect of Four Food Preservatives on Postharvest Quality of Citrus
LIU Hao-qiang1,2, LI Hong-jun1, XIANG Ke-hai3, RAN Chun1, HU Jun-hua1, YAO Ting-shan1, GUO Hong-rong4
(1. Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712, China; 2. National Citrus Engineering Research Center, Chongqing 400712, China; 3. Nanmen Government of Chongqing Kaixian, Chongqing 405403, China; 4. Chongqing Three Gorges Vocational College, Chongqing 405403, China)
In this stud y, the toxicity of four food preservatives on major postharvest pathogens of citrus and their efficacy in preserving the quality of Glorious orange were investigated. The results showed that prochloraz EC at 250 g/L had the strongest toxic effects on both Penicillium italicum Wehmer and Penicillium digitatum Saccardo with median effective concentration (EC50) of 0.429 3 and 0.532 9 ?g/mL, respectively. Thiabendazole SC at 450 g/L exhibited the most potent toxic effect on Colletotrichum gloeosporiorides Penz with an EC50of 14.238 3 ?g/mL. After being treated with each preservative, the levels of soluble solids, total sugars, organic acids and vitamin C and other physiological indicators in Glorious orange were all higher than those of the control group without any preservative treatment. Furthermore our results demonstrated that prochloraz EC was the most effective of the preservatives tested and its efficacy in preserving postharvest quality of Glorious orange after 30 days of storage surpassed 90% and 85% for fruits stored for 45 and 60 days, followed by 1×1011live endospores/g Bacillus subtilis wettable powder, with an efficacy of more than 85% for fruits stored for 30 and 45 days and of more than 80% after 60 days of storage. Thiabendazole SC (450 g/L) was the least effective and its efficacy was only 60%. This study has indicated that 250 g/L prochloraz EC could be the best preservative.
preservative; citrus fruit; pathogens; preservation effect
TS201.3
A
1002-6630(2014)04-0210-05
10.7506/spkx1002-6630-201404043
2013-06-05
公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(200903047);農(nóng)業(yè)部行業(yè)公益項(xiàng)目(200903004-06);西南大學(xué)基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)(XDJK2009C144)
劉浩強(qiáng)(1978—),男,助理研究員,碩士,主要從事柑橘貯藏病害研究。E-mail:lhqq2000@126.com