倪澤平,孫堯華,宋賢良,2*
(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642)(2.廣東省食品質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州 510642)
涼果也稱為蜜餞,是我國(guó)傳統(tǒng)特色的休閑食品,其口感清爽、風(fēng)味獨(dú)特、保質(zhì)期長(zhǎng),廣受消費(fèi)者歡迎。涼果的傳統(tǒng)加工方法是以青梅、杏、佛手等原料經(jīng)鹽 腌或糖漬、干燥、調(diào)味等工藝制成的干型和半干型制品,制作工藝對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較低,多以傳統(tǒng)手工方式為主[1],整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中衛(wèi)生管理不嚴(yán)格或未設(shè)有微生物監(jiān)測(cè)程序,加之長(zhǎng)時(shí)間滲糖易導(dǎo)致糖液發(fā)酵,微生物超標(biāo)。其次,涼果浸糖不足,含水量較高或后期貯藏溫度高、潮濕、通風(fēng)不良等也會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌與霉菌超標(biāo)[2]。余元善等[3]對(duì)廣式?jīng)龉善愤M(jìn)行微生物種群調(diào)查,發(fā)現(xiàn)32株芽孢桿菌屬,5株霉菌,包括曲霉屬、毛霉屬、青霉屬。微生物及次級(jí)代謝產(chǎn)物污染不僅給涼果生產(chǎn)加工企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失,也會(huì)危害人體健康[4]。因此防止涼果在生產(chǎn)、貯藏期間微生物污染是急需解決的問(wèn)題。
目前有關(guān)涼果微生物污染分析及控制的研究已經(jīng)開(kāi)展。陳荷鳳等[5]調(diào)查了果脯蜜餞的細(xì)菌污染情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌污染占總污染菌的92%。國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局抽檢,檢出奶油葡萄干的霉菌數(shù)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的239倍[6]。高慧等[7]認(rèn)為蜜餞生產(chǎn)貯藏中常見(jiàn)的腐敗菌為灰葡萄孢菌和擴(kuò)展青梅。劉小翠等[8]對(duì)市售杏脯進(jìn)行微生物指標(biāo)測(cè)定,結(jié)果顯示放線菌、酵母菌為主要超標(biāo)菌。J.VARGA等[9]研究來(lái)源不同國(guó)家的葡萄干表面的霉菌污染情況,數(shù)據(jù)表明,葡萄干表面的黑曲霉和盛泡曲霉是其主要污染源,且污染量對(duì)食品安全造成了威脅。Martorell等[10]發(fā)現(xiàn)高糖食品中,最主要分離出的是接合酵母菌,此菌屬耐受防腐劑、SO2等,是造成蜜餞霉變的主要菌屬。由于涼果的含糖量在60%~70%,具有較高滲透壓,且水分活度較低,所以一般的細(xì)菌不易存活,但部分芽孢桿菌與霉菌抵抗力強(qiáng),耐滲透壓,在涼果生產(chǎn)加工及貯藏過(guò)程中極易存在[11]。當(dāng)前對(duì)涼果成品中的腐敗霉菌鑒定研究較少,且未對(duì)涼果在常溫貯藏條件下的優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌進(jìn)行深入探究。對(duì)涼果貯藏中存在優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌進(jìn)行分離鑒定,是為實(shí)現(xiàn)涼果殺菌與安全貯藏的關(guān)鍵步驟。
因此本文以葡萄干、話梅、杏脯為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)其在常溫貯藏四個(gè)月后滋生的腐敗霉菌進(jìn)行分離與純化,通過(guò)回接侵染實(shí)驗(yàn)篩選出優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌,采用傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)觀察初步鑒定霉菌種類結(jié)合簡(jiǎn)單、高效的分子生物學(xué)方法18S rDNA和內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(Internal Transcribed Spacer,ITS)序列分析技術(shù),對(duì)優(yōu)勢(shì)霉菌的核糖體基因ITS區(qū)進(jìn)行特異性PCR擴(kuò)增,鑒定出優(yōu)勢(shì)霉菌,以期為涼果霉菌的分離純化鑒定提供可靠的方法,也為選擇后續(xù)殺菌方法、優(yōu)化貯藏條件提供依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
葡萄干、話梅、杏脯均由廣東康輝集團(tuán)提供;馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(Potato Dextrose,PDA)、孟加拉紅培養(yǎng)基(Rose Bengal Medium,RBM)均購(gòu)于廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase chain reaction,PCR)引物由廣州微生物研究所合成;真菌基因組DNA抽提試劑盒購(gòu)于深圳子科生物科技公司;其余試劑均為分析純。
1.1.2 主要儀器設(shè)備
G/36DWS高壓滅菌鍋,致微儀器有限公司;LRH-250生化培養(yǎng)箱,上海一恒科技儀器有限公司;MW-GZT-SZS2000C101超凈工作臺(tái),東莞市美維凈化設(shè)備有限公司;SHA-BA水浴恒溫振蕩器,常州澳華儀器有限公司;EM ACE600真空鍍膜儀,德國(guó)徠卡儀器有限公司;S1000-96型梯度PCR儀,美國(guó)伯樂(lè)有限公司;Gel DOC XR+凝膠成像系統(tǒng);DYY-8C電泳儀,北京六一儀器廠;ST16R臺(tái)式冷凍離心機(jī),美國(guó)賽默飛世爾科技公司;Axio Observer A1倒置熒光顯微鏡,卡爾蔡司公司。
1.2.1 葡萄干、話梅、杏脯貯藏期霉菌的分離純化
常溫儲(chǔ)藏4個(gè)月的葡萄干、話梅、杏脯各25 g,放入盛有225 mL生理鹽水中,180 r/min振蕩30 min,制成10倍系列稀釋樣品菌液。取1 mL稀釋液于90 mm無(wú)菌培養(yǎng)皿,及時(shí)倒入冷卻至47 ℃的PDA、RBM 15~20 mL并與樣品混合均勻,培養(yǎng)基凝固后,將平板翻轉(zhuǎn),置于28 ℃恒溫生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5~7 d,霉菌分離純化實(shí)驗(yàn)平行重復(fù)三次。待菌落長(zhǎng)出后,觀察菌株形態(tài),并用接種環(huán)挑取典型的霉菌接種到PDA中做有規(guī)則的劃線,經(jīng)過(guò)多次劃線得到純種單菌株。將純種菌株接種于PDA斜面培養(yǎng)基上培養(yǎng)至長(zhǎng)滿斜面,4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌的篩選
將分離出的菌株分別接種至PDA固體培養(yǎng)基中,28 ℃培養(yǎng)7 d,用適量無(wú)菌水將孢子洗脫到裝有玻璃珠的250 mL無(wú)菌錐形瓶中,震蕩搖勻,調(diào)節(jié)孢子濃度為106~107CFU/mL。采用10% NaClO對(duì)葡萄干、話梅、杏脯消毒殺菌,晾干后備用[12]。將無(wú)菌的葡萄干、話梅、杏脯分別浸泡不同的孢子懸浮液中1 min,作為處理組,將噴灑無(wú)菌水的葡萄干、話梅、杏脯作為對(duì)照組。回接霉菌后的葡萄干、話梅、杏脯分別置于無(wú)菌密封袋中,室溫保藏,觀察表面發(fā)霉情況,將導(dǎo)致涼果腐敗發(fā)霉速度最快的菌株確定為優(yōu)勢(shì)菌。
1.2.3 優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌的形態(tài)特征觀察
將分離的純種菌株,用無(wú)菌接種環(huán)挑取單個(gè)孢子或菌落,點(diǎn)植培養(yǎng)于PDA培養(yǎng)基,方式為點(diǎn)植于等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn),倒置于28 ℃恒溫生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d,觀察其形態(tài),包括菌落大小、顏色、氣味、邊緣特征、菌絲生長(zhǎng)狀況等。
1.2.4 優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌的顯微結(jié)構(gòu)觀察
5)綜合而言,斜放四角錐受力更為合理,剛度較大,并且焊接球節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少,因此本工程閥廳屋蓋采用斜放四角錐三層網(wǎng)架。
采用載玻片觀察法,在載玻片中央滴加一滴乳酸苯酚溶液,用接種環(huán)挑取菌落邊緣的菌絲,平鋪于載玻片中,蓋上蓋玻片,避免氣泡產(chǎn)生。先用低倍鏡找到菌落位置,在換成高倍鏡觀察霉菌分生孢子、分生孢子梗形態(tài)、橫膈膜數(shù)量等。對(duì)照真菌鑒定手冊(cè)[13]、中國(guó)真菌志[14]、GB 4789.16常見(jiàn)產(chǎn)毒霉菌的形態(tài)學(xué)鑒定等資料,對(duì)優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌進(jìn)行初步鑒定。
1.2.5 rDNA-ITS序列分析
1.2.5.1 DNA提取
將所得優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌在PDA培養(yǎng)基培養(yǎng)7 d后,按照真菌基因組DNA提取試劑盒說(shuō)明書(shū)指導(dǎo)提取菌株
DNA。
1.2.5.2 PCR擴(kuò)增[15]
PCR產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠在90 V條件下電泳1 h,電泳緩沖液為1×TAE,用溴化已錠(Ethidium Bromide,EB)染色,用UV凝膠成像儀觀察。用凝膠回收試劑盒純化回收PCR產(chǎn)物,送至廣州微生物研究所測(cè)序。
測(cè)序結(jié)果在NCBI中GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)(http://www. ncbi.nlm.nih.gov)中進(jìn)行 BLAST(Basic Local Alignment)序列相似性對(duì)比,基于ITS序列鄰接法(Neighbor-joining),選取同源性較高菌株的ITS序列,用MEGA 6.06(Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version)軟件構(gòu)建發(fā)育樹(shù),確定菌株的種屬類別。
葡萄干、話梅、杏脯常溫儲(chǔ)藏4個(gè)月后,對(duì)其腐敗霉菌進(jìn)行2~3次分離純化,共分離出17株菌株。從葡萄干中分離出5種霉菌14株,分別命名為S1~S5,其中S1分離出7株,S2分離出3株,S3分離出1株,S4分離出1株,S5分離出1株;從話梅中分離出1種霉菌2株,命名H1;從杏脯中分離出1株霉菌,命名為X1。由圖1可知,霉菌S1在PDA中呈灰綠色,蔓延式生長(zhǎng),菌絲絨毛狀,凸起,有白色菌絲外圈,無(wú)滲透液,反面接近黑色;霉菌S2菌落中心為青色,粉末狀,外圍為灰色菌絲,質(zhì)地緊密,有霉味,菌落中心反面為白色,外圍呈黃色。霉菌S3菌落呈乳白色,絨毛狀,蔓延式生長(zhǎng),整體平坦,菌落反面呈淡黃色。霉菌S4菌落中心有致密的絨毛狀菌絲,氈狀或絨毛狀,凸起,外圍為黑色菌絲且較為粗糙,生長(zhǎng)迅速,菌落反面呈黑色。霉菌S5菌落中心呈白色,絨狀,整體較為平坦,反面顏色不變,生長(zhǎng)較為緩慢。霉菌H1在PDA中菌落中心呈灰褐色,外圍為灰色菌絲,致密的絨狀,凸起,生長(zhǎng)迅速,菌落背面的顏色加深,霉菌X1菌落呈檸檬黃色,蔓延式生長(zhǎng),絨毛狀或絮狀,整體向上凸起,外圍為白色菌絲圈,菌落背面顏色不變。
從已經(jīng)發(fā)生霉變的涼果中分離出的7種菌,制成106~107CFU/mL孢子懸浮液,分別回接至無(wú)菌的葡萄干、話梅、杏脯中?;亟覵3、S4、S5的涼果雖然有異味,但表面無(wú)明顯霉變現(xiàn)象。而霉菌S1、S2、X1、H1在回接18~20 d內(nèi),便導(dǎo)致涼果霉變:葡萄干與對(duì)照組相比表面出現(xiàn)了黃色霉斑,并伴隨一股酸臭味;話梅表面顏色加深,局部返砂,出現(xiàn)深褐色霉斑,霉斑附近有白色菌絲,與常溫貯藏4個(gè)月的話梅霉變現(xiàn)象相同;杏脯發(fā)生了明顯褐變,并有亮黃色的霉斑。由于比涼果常溫貯藏4個(gè)月和回接霉菌S3、S4、S5發(fā)生變質(zhì)的時(shí)間大大縮短了,因此把導(dǎo)致涼果腐敗發(fā)霉速度最快的霉菌S1、S2、X1、H1確定為優(yōu)勢(shì)菌。
霉菌S1、S2、H1、X1的顯微鏡下的形態(tài)如圖3。S1的分生孢子呈圓形或橢圓,分生孢子梗直立單生或簇生,少有分支,無(wú)分隔。S2分生孢子呈球形壁光滑,分生孢子梗頂端帚狀,有一串孢子。H1菌絲多有分隔,分生孢子呈橢圓或卵形,具有明顯的喙或尖端有明顯的凸起,孢子有橫、縱或斜的真隔膜,表面光滑,分生孢子梗短粗,多分生或簇生。X1的分生孢子梗有指狀分支,似帚狀,有隔膜,小梗頂部的分生孢子頭呈橢圓或圓狀。
選擇真菌通用引物ITS/ITS4對(duì)4株優(yōu)勢(shì)霉菌的rDNA-ITS進(jìn)行特異性擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),結(jié)果如圖4,其中泳道M:DNA標(biāo)準(zhǔn)分子量為DL1000,霉菌S1、S2、H1、X1的ITS序列分別為462、439、478、492 bp。將優(yōu)勢(shì)霉菌的PCR擴(kuò)增序列在NCBI中Genbank中已知的菌株進(jìn)行相似性對(duì)比,選取同源性較高的菌株,將其ITS全序列用MEGA 6.06軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。
圖5表明霉菌S1與芽枝狀枝孢霉(Cladosporium velox)ITS序列在同一分支,表明他們的親緣關(guān)系相近,同源性為100%,結(jié)合對(duì)霉菌S1的形態(tài)特征觀察、ITS序列的相似性及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)結(jié)果,鑒定霉菌S1為芽枝狀枝孢霉。霉菌S2與檸檬黃青霉(Penicillium citreosulfuratum)、暗黃青霉(Penicillium citreonigrum)、毒青霉(Penicillium toxicarium)等親緣關(guān)系相近,同源性均達(dá)99.77%,結(jié)合對(duì)霉菌S2的形態(tài)特征觀察、ITS序列的相似性及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)結(jié)果,鑒定霉菌S2為暗黃青霉。霉菌H1與六出花鏈格孢(Alternaria alstroemeriae)、巴恩斯鏈格孢(Alternaria burnsii)、細(xì)極鏈格孢(Alternaria tenuissima)等親緣關(guān)系相近,同源性均達(dá)100%,結(jié)合對(duì)霉菌H1的形態(tài)特征觀察、ITS序列的相似性及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)結(jié)果,鑒定霉菌H1為細(xì)極鏈格孢。霉菌X1與菌核青霉(Penicillium sclerotiorum)親緣關(guān)系相近,同源性均達(dá)100%,結(jié)合對(duì)霉菌X1的形態(tài)特征觀察、ITS序列的相似性及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)結(jié)果,鑒定霉菌X1為菌核青霉。
涼果在貯藏與銷售過(guò)程中,因操作不規(guī)范、衛(wèi)生狀況不達(dá)標(biāo)等原因,極易導(dǎo)致涼果霉變。霉菌污染不僅降低產(chǎn)品品質(zhì),而且產(chǎn)生的毒素及次級(jí)代謝物還會(huì)危害人體健康。對(duì)涼果常溫貯藏中的優(yōu)勢(shì)霉菌進(jìn)行分離鑒定,是針對(duì)性選擇后續(xù)殺菌保鮮工藝及參數(shù)的重要基礎(chǔ)。目前優(yōu)勢(shì)霉菌的篩選方法不統(tǒng)一。李維蛟等[16]從三七中藥材分離出的霉菌數(shù)量占優(yōu)勢(shì)的菌株視為優(yōu)勢(shì)菌。鄭云華[17]將在整個(gè)茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中一直存在的青霉與曲霉作為優(yōu)勢(shì)菌。岳曉禹等[18]以肉眼可見(jiàn)占生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的霉菌作為玉米貯藏過(guò)程中優(yōu)勢(shì)霉菌。牛佳佳等[19]將分離純化后的霉菌回接,驗(yàn)證霉菌致腐能力,以確定腐敗霉菌。本實(shí)驗(yàn)也采用回接浸染試驗(yàn),將分離純化后的5株霉菌回接葡萄干表面、1株霉菌回接話梅表面、1株霉菌回接杏脯表面,通過(guò)涼果霉變時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)分別確定葡萄干、話梅、杏脯中的優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌,極大提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。傳統(tǒng)的霉菌鑒定主要依據(jù)霉菌在培養(yǎng)基的形態(tài)、顯微鏡下的結(jié)構(gòu)與生理生化指標(biāo)鑒別。生理生化不僅操作繁瑣,而且不能對(duì)霉菌進(jìn)行精準(zhǔn)的鑒定[20,21]。本實(shí)驗(yàn)在傳統(tǒng)的形態(tài)觀察和顯微結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合簡(jiǎn)單高效的rDNA-ITS序列分析法,提高霉菌鑒定的可靠性[22,23]。
青霉屬、曲霉屬、鏈格孢屬均屬于常見(jiàn)的食品腐敗霉菌。Gündüz等[24]、Cetinkaya等[25]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)葡萄干表面優(yōu)勢(shì)霉菌主要為曲霉屬、貝氏菌屬、散囊菌屬和青霉屬,杏脯的霉菌主要為曲霉、鏈格孢、青霉。劉彬[26]、陳存坤等[27]、吳思雅等[28]、袁乙平[29]從葡萄干中主要分離出了曲霉及其赭曲霉毒素,從杏脯、話梅的原料即采后的杏和青梅中發(fā)現(xiàn),青霉屬和鏈格孢屬同樣是優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌。本實(shí)驗(yàn)從葡萄干、話梅、杏脯致腐霉菌中分離出了枝孢屬霉菌、鏈格孢霉菌、青霉菌,研究結(jié)果與其他研究者的結(jié)論存在差異,推測(cè)可能是地域、加工條件等影響。
對(duì)葡萄干、話梅、杏脯在常溫貯藏過(guò)程中生長(zhǎng)的霉菌進(jìn)行分離純化,通過(guò)傳統(tǒng)的培養(yǎng)基中真菌形態(tài)特征、顯微鏡觀察結(jié)合PCR擴(kuò)增測(cè)序分子生物學(xué)法對(duì)引起葡萄干、話梅、杏脯腐敗變質(zhì)的優(yōu)勢(shì)霉菌鑒定,確定葡萄干的優(yōu)勢(shì)霉菌為芽枝狀枝孢霉和暗黃青霉,話梅的優(yōu)勢(shì)腐敗菌為細(xì)極鏈格孢,杏脯的優(yōu)勢(shì)腐敗霉菌為菌核青霉,為今后防止涼果在生產(chǎn)加工及銷售貯藏中腐敗變質(zhì),選擇適宜的殺菌保鮮方式提供了參考依據(jù)。