ES-2(Bacillus amyloliquefaciens)發(fā)酵產物對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜品質和生理特性的影響

張 麗，張艷芬，雷閃亮，周雪婷，張志平，郁志芳

(南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京210095)

ES-2(Bacillus amyloliquefaciens)發(fā)酵產物對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜品質和生理特性的影響

張 麗，張艷芬，雷閃亮，周雪婷，張志平，郁志芳*

(南京農業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京210095)

研究淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES－2發(fā)酵液處理對“東方蜜一號”哈密瓜貯藏期間品質和生理特性的影響。實驗結果表明，低溫貯藏期間，ES－2發(fā)酵液處理可有效降低“東方蜜一號”哈密瓜果實的呼吸速率，延緩果實硬度的下降，維持可滴定酸的穩(wěn)定，縮小超氧陰離子的變化;ES－2發(fā)酵液處理對“東方蜜一號”哈密瓜果實的可溶性固形物、還原糖、MDA、電導率沒有明顯影響;但ES－2發(fā)酵液處理對“東方蜜一號”哈密瓜果實表面的顏色有一定的不利作用。

ES－2發(fā)酵液，“東方蜜一號”哈密瓜，貯藏，品質，生理特性

Abstract:Experiment was carried out to investigate the effects of ES－2(Bacillus amyloliquefaciens)fermented product acting as an antagonist on the change of quality and physiology of“Dongfangmiyihao”melon.The results demonstrated that the treatment of ES－2 fermented product solution could effectively reduce fruit decay，slow down inhibit respiratory rate and· production，but had little effect on the content reduction of soluble solid，reducing sugar，MDA and conductivity.However，the treatment of ES－2 fermented product solution could result in some unexpected color on melon surface.

Key words:ES－2 fermented product;“Dongfangmiyihao”melon;storage;quality;physiological characteristic

哈密瓜亦稱厚皮甜瓜，以其獨特的風味及較高的營養(yǎng)價值已成為國內外市場上的高檔果品，在貯運過程中極易受到致腐病原物的侵染，引起腐爛，使鮮度下降，品質變劣，難于長期貯存［1］。造成哈密瓜腐爛的病原菌主要是真菌中的根霉(Rhizopus sp.)、交鏈孢霉(Alternaria sp.)等［2］。若要長久的保持哈密瓜的品質，就必須采取冷藏與有效的抑菌保鮮措施，阻止病菌的感染，控制病斑的擴展，降低果蔬的呼吸作用，減慢新陳代謝的過程，達到延長貯期，減少損耗的目的。果蔬采后由病原菌引發(fā)的腐爛會造成嚴重的經濟損失。長期以來化學殺菌劑的使用易引起病原菌的抗藥性、影響食品的安全性、造成環(huán)境污染。生物防治因高效、安全、無污染而被認為是最具潛力的、經濟有效的控制采后果蔬腐爛的方法［3］。芽孢桿菌是土壤和植物微生態(tài)的優(yōu)勢微生物種群，分布廣泛，具有很強的抗逆能力和抗菌防病作用，其中淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)以其安全、對人畜無毒無害、不污染環(huán)境等特點，廣泛用于果蔬采后病害的生物防治［3］。應用它可以控制蘋果灰霉病及西紅柿的絲核病菌［4］，但是用淀粉液化芽孢桿菌ES－2發(fā)酵液來處理哈密瓜果實以控制其病害的研究未見報道。本實驗以溧陽市昆侖瓜果蔬菜所新技術育苗場提供的“東方蜜一號”哈密瓜為試材，研究低溫條件下淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES－2發(fā)酵液對哈密瓜的保鮮效果，探索哈密瓜生物防腐的安全有效方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

“東方蜜一號”哈密瓜 2008年6月12日清晨采收自溧陽市昆侖瓜果蔬菜所新技術育苗場，立即運輸至南京農業(yè)大學實驗室，預冷4h，選取果實成熟度一致(約8成熟，著色達2/3)、大小均勻、無病蟲害和機械損傷的優(yōu)質哈密瓜用于實驗;淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES－2發(fā)酵液處理液由南京農業(yè)大學食品科技學院食品生物技術實驗室提供，顏色為深土黃色，其生物效價為 29100 IU/mL。

UV－754分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司;RE－52AA旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;SPX－320智能生化培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠;85－l恒溫磁力攪拌器、HH－6數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司;GL－20G高速冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠;DJ300型精密電子天平 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司;DHG－9030A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海益恒實驗儀器有限公司;UR2936型飛利浦組織搗碎機 珠海經濟特區(qū)飛利浦家庭電器有限公司;DDS－307電導率儀 上海康儀儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 將預冷的哈密瓜放入淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES－2處理液中浸泡2min，自然晾干后放入塑料筐中，置于1.0±0.5℃、RH 95%～100%條件下貯藏。對照組以清水處理晾干后裝筐、冷藏。實驗每樣品20個果實，每個處理重復三次。

1.2.2 測定方法 還原糖的測定:3，5－二硝基水楊酸法［5］;可溶性固形物測定:手持糖量儀［5］;呼吸強度測定靜置法［6］;相對電導率的測定:電導儀法［6］;VC測定:2，6－二氯酚靛酚法［7］;可滴定酸測定 滴定法［7］;MDA 測定:硫代巴比妥酸法［8］;超氧陰離子測定:羥胺氧化法［8］。腐爛率計算方法［6］:腐爛率(%)=腐爛果實個數(shù)/果實總數(shù)×100%。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 實驗結果取三次測定的平均值。

2 結果與分析

2.1 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜腐爛率的影響

與對照“東方蜜一號”哈密瓜的腐爛率進行比較，ES－2發(fā)酵液處理“東方蜜一號”哈密瓜在貯藏的前10d未出現(xiàn)腐爛，以后隨時間延長腐爛率逐漸上升直至貯藏結束，且貯藏期間相同時間下處理組果實的腐爛率均小于對照果實(圖1)，表明ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜的腐爛有抑制作用。分析對照與處理的“東方蜜一號”哈密瓜貯藏期間都出現(xiàn)腐爛，可能與貯藏小環(huán)境出現(xiàn)濕度過飽和而導致水汽的凝結有關。

2.2 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜的可溶性固形物的影響

果實采后依靠積累的營養(yǎng)物質維持自身的生命活動，因而貯藏期間果實的可溶性固形物含量會減少［9］。如圖2所示，“東方蜜一號”哈密瓜的可溶性固形物含量為14.10%，隨后ES－2發(fā)酵液處理組出現(xiàn)逐漸下降，最低值為7.45%，但在后期又上升到10.33%。對照組的變化趨勢和ES－2發(fā)酵液處理組基本相似。一般看來，由于哈密瓜的呼吸作用和自身代謝，將果實中貯藏的各種復合物如淀粉、果膠和脂類等水解為小分子的可溶性物質，所以可溶性固形物含量會增加，但是本實驗結果卻是下降。說明ES－2發(fā)酵液和低溫均可以抑制果實內有機物的分解，由于自身呼吸作用消耗，所以可溶性固形物會下降，而后期，則出現(xiàn)了上升，這與體內糖和有機酸的分解有關。

圖1 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜腐爛率的影響

圖2 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜可溶性固形物的影響

2.3 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜還原糖的影響

ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜還原糖變化的影響見圖3。貯藏初期，“東方蜜一號”哈密瓜的還原糖含量為62.93mg/g·FW。ES－2發(fā)酵液處理組和對照組的還原糖含量在貯藏20d都呈現(xiàn)逐漸上升，達到91.03mg/g·FW，但在20d后，對照組的還原糖出現(xiàn)逐漸下降后又快速上升的波動，最終為90.88mg/g·FW。而處理組的還原糖則顯示緩慢下降的趨勢，最終為接近最初值，由此表明，ES－2發(fā)酵液在前期與哈密瓜還原糖含量的變化并無多大關系，但在后期由于果實本身需要呼吸作用，所以還原糖有所下降，處理組下降明顯緩慢，可見，ES－2發(fā)酵液在某種程度上可以抑制果實中營養(yǎng)物質的分解，較好保存其商品性能。

2.4 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜可滴定酸含量的影響

貯藏期間，哈密瓜果實中的可滴定酸會作為呼吸基質用于維持自身的生命活動，故有機酸含量的變化可以反映出果實品質的優(yōu)劣［10］。對照組可滴定酸含量總體呈上升趨勢從原來的0.052%上升到貯藏后期的0.094%，且中間起伏波動較大，而處理組則無較大變化，稍有上升，但始終都在0.06%上下(圖4)。兩組在貯藏初期酸度均緩慢上升說明哈密瓜果實中的有機物被各種呼吸酶和水解酶分解成小分子的有機酸，使有機酸的合成大于分解，對照組在10d后酸度突然上升，可能與哈密瓜果實感病腐爛有關，而處理組則沒有出現(xiàn)大幅度增加的現(xiàn)象，由此可見，ES－2發(fā)酵液可以有效抑制哈密瓜被微生物感染，減少果實腐爛，大大延長哈密瓜的貯藏期。處理組在貯藏后期出現(xiàn)可滴定酸含量的下降是由于貯藏過程中各種生理活動的消耗是有機酸的分解大于合成所致。這與還原糖在后期減少的結果一致。

圖3 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜還原糖的影響

圖4 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜可滴定酸含量的影響

2.5 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜呼吸強度的影響

ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜呼吸強度變化的影響見圖5。貯藏初期哈密瓜的呼吸強度為14.51 CO2mg/(kg·h)，第10d時兩組均有所下降，隨后急劇上升，ES－2發(fā)酵液處理組上升到原來的1.64倍，對照組上升到原來的2.33倍(圖5)，這說明ES－2處理液在初期能顯著抑制其呼吸作用，但后期，由于哈密瓜已經開始腐爛，呼吸作用急劇增加，同時使得還原糖和總酸含量也下降，但處理組的上升幅度明顯低于對照組，由此可見，ES－2發(fā)酵液在整個貯藏期間可以有效抑制呼吸，延緩果實的衰老。

圖5 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜呼吸強度的影響

2.6 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜超氧陰離子(·)含量的影響

正常情況下生物體吸入的O2有約2%成為氧自由基，其中超氧陰離子是最重要的氧自由基之一，超氧陰離子的生成量增加，導致膜脂過氧化產物MDA增加和質膜性提高，對植物造成傷害，加速植物組織衰老，因而超氧陰離子含量增加可作為果蔬衰老的起始指標［11］。如圖7所示對照組和ES－2發(fā)酵液處理組的變化趨勢基本一致，都是貯藏初期上升，后又下降。“東方蜜一號”哈密瓜初始的超氧陰離子的含量為9.71mmol/g·FW，對照組上升的最高值為25.85mmol/g·FW，ES－2發(fā)酵液處理組最高值為20.88mmol/g·FW，貯藏終點對照組下降為3.19mmol/g·FW，而ES－2發(fā)酵液處理組下降為7.33mmol/g·FW。由此可見，ES－2發(fā)酵液結合低溫可以明顯的抑制超氧陰離子含量的增加，延緩哈密瓜果實的衰老。

圖6 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜超氧陰離子含量的影響

2.7 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜MDA含量的影響

MDA作為脂質過氧化作用的產物，能影響細胞膜結構，其含量的增多是果實衰老的標志，貯藏過程中MDA的積累嚴重影響其貯藏壽命和品質［12］。對照組和ES－2發(fā)酵液處理組的MDA含量均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。對照組上升的最高值為最初值的2.68倍，ES－2發(fā)酵液處理組上升為最初值的2.39倍，后期對照組下降，最低值為最初值的1.8倍，ES－2發(fā)酵液處理組為2.08倍。由此可見，ES－2發(fā)酵液可以減少細胞內MDA的積累。

圖7 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜MDA含量的影響

2.8 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”哈密瓜相對電導率的影響

低溫貯藏期間，ES－2發(fā)酵液處理和對照“湖錦蜜露”水蜜桃果實組織的相對電導率均呈先下降后期稍有上升但相差不大的變化趨勢，對照組果實的相對電導率始終大于同時間測定的處理組果實的值(圖8);兩組“東方蜜一號”哈密瓜最初的電導率為66.92%，最后下降為57.06%。這一結果提示ES－2發(fā)酵液處理可延緩組織相對電導率的增加，有效保護果實細胞膜，有利于產品的保鮮和貯藏。

圖8 ES－2發(fā)酵液對貯藏期間“東方蜜一號”相對電導率的影響

3 結論

淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)ES－2發(fā)酵液處理結合冷藏(1.0±0.5℃)可以有效降低“東方蜜一號”哈密瓜的腐爛率和呼吸速率，延緩果實硬度的下降，維持可滴定酸的穩(wěn)定，縮小超氧陰離子的變化;ES－2發(fā)酵液處理對“東方蜜一號”哈密瓜果實的可溶性固形物、還原糖、MDA、電導率沒有明顯影響;但ES－2發(fā)酵液處理對“東方蜜一號”哈密瓜果實表面的顏色有一定的不利作用?？傮w上，ES－2發(fā)酵液處理可一定程度上減輕儲藏對“東方蜜一號”哈密瓜果實的細胞膜完整性的破壞程度，延緩果實衰老。

［1］張輝，馮作山.不同保鮮劑對哈密瓜采后病原菌抑制性研究［J］.有機農業(yè)與食品科學，2004，20(4):64.

［2］張唯一，畢陽.果蔬采后病害與控制［M］.北京:中國農業(yè)出版社，1996.

［3］孫力軍，陸兆新.植物內生菌抗菌活性物質研究進展［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2005，31(2):39－41.

［4］Yu G Y，Sinclair J B，Hartman G L，et al.Production of iturin A by Bacillus suppressing Rhizoctonia solani［J］.Soil Biology and Biochemistry，2002，34:955－963.

［5］寧正祥.食品成分分析手冊［M］.中國輕工業(yè)出版社，1998:23－45.

［6］薛應龍.植物生理學實驗手冊［M］.上海科學技術出版社，1985:129.

［7］羅平.飲料分析與檢驗［M］.中國輕工業(yè)出版社，1997:326－327.

［8］Kang Ruoyi，Yu Zhifang，Lu Zhaoxin.Effect of coating and intermittent warning on enzymes，soluble pectin substances and ascorbic acid of Prunus persica(Cv.Zhonghuashoutao)during refrigerated storage［J］.Food Research International，2005，38(3):331－336.

［9］汪勤.食品分析［M］.南京農業(yè)大學食品科學系自編實驗指導書，2003:7－8.

［10］陳雷，秦智偉.甜瓜采后生理和貯藏保鮮研究進展［J］.貯藏保鮮，1999，129:25－27.

［11］駱蒙，方天祺.采后河套蜜瓜(Cucumis melo cv.Hetau)軟化的生理生化研究［J］.內蒙古農業(yè)大學學報:自然科學版，1998，29(3):402－406.

［12］張輝，李學文，馮作山.MA條件下保鮮劑對哈密瓜采后品質的影響［J］.中國農學通報，2005，21(6):125－127.

Effects of ES－2(Bacillus amyloliquefaciens)fermented product on the quality and physiology of“Dongfangmiyihao”melon

ZHANG Li，ZHANG Yan－fen，LEI Shan－liang，ZHOU Xue－ting，ZHANG Zhi－ping，YU Zhi－fang*
(College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)

TS255.3

A

1002－0306(2010)08－0316－04

2009－02－09 *通訊聯(lián)系人

張麗(1986－)，女，碩士研究生，研究方向:農產品采后生物學。

常州市科技計劃項目(CE2007209)。