芥末精油對芒果采后病原真菌抑制效果和保鮮效應(yīng)的研究

張 娜，關(guān)文強(qiáng)，閻瑞香

(國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津市果蔬采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實驗室，天津300384)

芥末精油對芒果采后病原真菌抑制效果和保鮮效應(yīng)的研究

張 娜，關(guān)文強(qiáng)*，閻瑞香

(國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津市果蔬采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實驗室，天津300384)

以“小腰芒”品種為材料，研究芥末精油熏蒸處理對芒果采后病原菌的抑制效應(yīng)及對芒果采后保鮮效果。體外實驗表明，在室溫20～22℃下，芥末熏蒸對炭疽病菌和蒂腐病菌具有較強(qiáng)的抑制活性，0.002mL/L能完全抑制病原菌的生長，且隨濃度增大，抑制效應(yīng)增強(qiáng)?；铙w實驗表明，0.005～0.01mL/L空間熏蒸處理，能明顯抑制芒果炭疽病菌和蒂腐病菌在芒果果實上的生長，20℃下6d對照果實整果發(fā)病，0.01～0.05mL/L處理的芒果果實沒有發(fā)病。經(jīng)芥末精油熏蒸24h，濃度在0.05mL/L以下的芒果常溫貯藏12d對其食用品質(zhì)沒有明顯的影響。

芒果，芥末精油，采后病原菌，熏蒸，保鮮

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用芒果 于2008年5月在天津紅旗市場購買，品種為“小腰芒”，成熟度8.5成左右;供試芥末精油 市購，低溫，密封，避光保藏備用。

1.2 貯藏期致病菌的分離及純化

將貯藏過程中發(fā)病的芒果在病健交界處切取3mm見方的組織塊，放入70%的酒精中浸泡30s，迅速用滅菌濾紙吸干酒精后，用1%的次氯酸鈉溶液浸泡1min，再用滅菌水沖洗3次，用無菌濾紙吸干組織塊，植入PDA培養(yǎng)基上，25℃下培養(yǎng)。當(dāng)菌落直徑生長至1cm時，用接種針挑取菌絲尖端植入另一皿PDA培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng);再重復(fù)上述操作3次即可作為純化菌種轉(zhuǎn)接入試管，4℃冰箱保存。

1.3 致病菌的鑒定

將分離的菌株反接回芒果表面，如果發(fā)病癥狀與貯藏中腐爛癥狀相符，便可作為采后病原菌進(jìn)一步鑒定到屬或種，鑒定方法參照相關(guān)真菌鑒定手冊［11］。

1.4 抑菌實驗

1.4.1 實驗設(shè)計 采用果實有傷接種熏蒸和直接熏蒸兩種方法。芥末精油熏蒸濃度為 0.005、0.01、0.05mL/L空間。

1.4.2 實驗步驟 挑選出成熟度一致、無病蟲害和機(jī)械傷的果實，用清水輕輕清洗果實表皮，晾干。實驗設(shè)2個處理，處理Ⅰ有傷接種熏蒸，在果皮待接種處，用大頭針扎傷(每個傷口處7個針眼)，傷口處接種(芒果炭疽病病菌，蒂腐病病菌，菌塊直徑:6mm)。每個熏蒸濃度10個果實，每個果實1個接種處。接種果實在室溫(20～22℃)下經(jīng)芥末精油熏蒸24h后，取出放入PE袋，室溫貯藏，2d測量病斑直徑1次。處理Ⅱ室溫下直接熏蒸，將果實放入密閉容器，每個濃度20kg，芥末油熏蒸24h后，取出放入PE袋，室溫貯藏，每3d測定生理指標(biāo)1次，每次取15個果實。

1.5 測定指標(biāo)及方法

病斑直徑測量(cm):采用量尺進(jìn)行測量。硬度(kg·cm-2):采用英國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)分析測量儀(TA.XT.plus，England)進(jìn)行測定，去皮后穿刺深度為5mm，探針直徑為2mm，穿刺速度為2.0mm/s?？扇苄怨绦挝?%):采用數(shù)字手持折射儀PAL-1(日本)測定。VC含量(mg/100g):采用直接碘量法。TA含量(%):采用(GB/T12456-90)方法。丙二醛含量:采用硫代巴比妥酸比色法。過氧化物酶活性:參照蔣躍明的方法［12］。多酚氧化酶:采用兒茶酚比色法。腐爛指數(shù):根據(jù)果實腐爛程度將果實分級:0級-無腐爛;1級-輕微腐爛，但腐爛部分小于1/10;2級-腐爛部分為1/10～1/6;3級-腐爛部分為1/6～1/4;4級-全部腐爛1/4～1/2;5級-全部腐爛1/2～3/4;6級-全部腐爛。褐變指數(shù):根據(jù)果皮的顏色變化將果實分級:0級-無褐變;1級-輕微褐變，但褐變面積小于1/10;2級-褐變面積為1/10～1/6;3級-褐變面積為1/6～1/4;4級-褐變面積為1/4～1/2;5級-褐變面積為1/2～3/4;6級-全部褐變。計算公式如下:

1.6 數(shù)據(jù)處理

文中相關(guān)數(shù)據(jù)采用 Excel和 SPSS軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 病原菌的鑒定

從貯藏中的芒果病果上分離出2種致病菌A和B，用顯微鏡觀察、測量，根據(jù)各病原菌的形態(tài)特征并查閱文獻(xiàn)資料［11］對其進(jìn)行鑒定。

2.1.1 病原菌A 芒果接近成熟時被病原菌A侵染發(fā)病，初期果皮上出現(xiàn)褐色小點(diǎn)，后逐漸擴(kuò)大為圓形或近圓形的略凹陷的黑色斑塊，多個病斑往往愈合連成大斑塊。該菌在PDA上培養(yǎng)5d即長滿9cm的培養(yǎng)皿，菌落白色至淺灰色，氣生菌絲絨狀。顯微鏡下觀察菌絲有隔膜、分支、無色。分生孢子無色，大小為(14～20)×(4～6)μm，多為束集，依據(jù)文獻(xiàn)，致病菌 A鑒定為盤長孢狀刺盤菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz)，侵染引起芒果炭疽病。

2.1.2 病原菌B 病原菌B侵染初期果實蒂部呈灰白色至深褐色，無光澤，病健交界明顯，病部逐漸向果身擴(kuò)展，同時病果表皮皺縮、干巴，發(fā)病部位有裂縫，腐爛變黑。該菌在PDA上菌落呈毛茸狀，平展，生長快，初為白色后轉(zhuǎn)至暗灰色或灰黑色，菌絲體生長不旺盛。分生孢子器近球形、黑色，具突起狀孔口，分生孢子為雙細(xì)胞，褐色，橢圓形或卵圓形，大小(18～32.5)×(10～16.5)μm。依據(jù)文獻(xiàn)鑒定該菌為球二孢菌(Botryodiplodia theobromae Pat)，侵染導(dǎo)致芒果蒂腐病。

2.2 芥末對芒果采后致病菌的抑制作用

2.2.1 芥末熏蒸對接種芒果的抑菌效果 通過測量有傷接種芒果病斑直徑的大小判斷芥末精油對芒果炭疽病和蒂腐病的抑制效果，并找出芥末熏蒸芒果抑菌的最佳濃度。芥末油熏蒸處理后接種芒果的炭疽病和蒂腐病病斑直徑在20℃貯藏過程中的變化情況如表1、表2。由表1、表2可以看出，芥末精油對兩種病原菌均有抑制作用，隨著濃度增大，抑制作用增大，在貯藏的12d內(nèi)，0.05mL/L的處理可以完全抑制芒果病斑直徑的生長。0.05mL/L空間芥末油熏蒸4d后果皮有明顯的褐變，0.005、0.01mL/L處理后8d內(nèi)芒果沒有明顯藥害現(xiàn)象。

表1 20℃條件下不同濃度芥末精油對接種芒果炭疽病的抑制效果

表2 20℃條件下不同濃度芥末精油對接種芒果蒂腐病的抑制效果

2.2.2 芥末精油對芒果過氧化物酶(POD)活性的影響 過氧化物酶是果實體內(nèi)的一類重要氧化酶，可以清除活性氧自由基，減少對膜的損傷，達(dá)到延緩細(xì)胞衰老的目的，POD活性的高低可以反映果實衰老的程度［14］。林偉振研究認(rèn)為POD活性隨著果實貯藏時間的變化有較大變化［15］。如圖1所示，處理前果實中過氧化物酶活性很低，經(jīng)過密閉熏蒸后，所有處理和對照組都在3d時出現(xiàn)活性高峰，然后總體呈現(xiàn)下降趨勢。在貯藏過程中，芥末精油處理過的芒果POD活性始終低于對照，這說明芥末精油能夠抑制POD活性的增高。

圖1 不同濃度處理芒果過氧化物酶活性的變化

2.2.3 芥末精油對芒果多酚氧化酶(PPO)活性的影響 PPO是引起果實褐變的重要物質(zhì)，PPO能催化果實中酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酮，然后合成黑色素，隨著時間延長發(fā)生褐變［16］。由圖2可知，在貯藏期間芒果果實PPO的活性變化呈先降低再升高而后又降低的變化趨勢，這與楊桃(胡艷妮，2008)、荔枝(吳振先等，1998)果實貯藏過程中PPO活性變化趨勢一致。實驗結(jié)果表明，芥末精油處理過的芒果PPO活性高于對照，這說明芥末精油熏蒸處理能夠提高芒果PPO活性。

圖2 不同濃度處理芒果多酚氧化酶活性的變化

2.2.4 芥末精油對芒果丙二醛含量的影響 果實在采后貯藏和完熟過程中，由于自身的衰老過程，易造成果實組織電解質(zhì)和膜透性的增加，膜透性的增加將引起膜脂過氧化物丙二醛(MDA)含量的增加，因此其含量的增多是果實衰老的重要標(biāo)志［13］。如圖3所示，隨著貯藏期的延長，處理和對照組的MDA含量均呈上升趨勢。貯藏6d后，對照MDA含量上升幅度較大，不同濃度芥末精油熏蒸處理有效抑制了芒果MDA含量的上升，其值均低于對照，對照與處理組差異顯著(P＜0.05)，但是各濃度處理間差異均不顯著(P＞0.05)。說明芥末精油熏蒸能夠抑制芒果果實細(xì)胞中膜脂的過氧化作用。

圖3 不同濃度處理芒果丙二醛含量的變化

2.2.5 芥末精油對芒果維生素C含量的影響 VC含量是衡量果實營養(yǎng)成分的一個重要指標(biāo)。從圖4中可以看出，在常溫貯藏過程中處理和對照果實VC含量均呈下降趨勢。0.005和0.01mL/L處理的芒果VC含量始終高于對照，且下降趨勢緩慢，而0.05mL/L處理的果實VC含量下降最快，后期VC含量明顯低于對照。結(jié)果表明，芥末精油在一定程度上可以抑制芒果果實VC含量的下降，其中0.005、0.01mL/L處理效果最佳，但二者之間差異不顯著(P＞0.05)。

圖4 不同濃度處理芒果VC含量的變化

2.2.6 芥末精油對芒果可滴定酸含量的影響 酸是影響果實風(fēng)味的重要物質(zhì)之一，果實未成熟前其酸度較高，隨著果實的后熟和貯藏時間的延長，果實中可滴定酸含量逐漸下降。從圖5可以看出，各處理和對照之間果實酸含量均下降較快，經(jīng)方差分析各處理之間和對照之間差異均不顯著(P＞0.05)，說明芥末精油熏蒸處理對芒果可滴定酸變化的影響不顯著。

圖5 不同濃度處理芒果可滴定酸含量的變化

2.2.7 芥末精油對芒果可溶性固形物(TSS)含量的影響 TSS是決定水果口感和風(fēng)味的重要指標(biāo)。由圖6可以看出，貯藏期中芒果TSS含量變化趨勢很平緩，初期呈輕微下降趨勢，處理組和對照組分別在貯藏6d后和8d后有小幅的上升。貯藏期出現(xiàn)的TSS含量的先下降后上升的現(xiàn)象主要可能是因為隨著呼吸作用的消耗，一些其他不可溶的糖類等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，從而出現(xiàn)一個升高的過程，之后又隨著呼吸作用的消耗，TSS含量繼續(xù)下降。0.05mL/L處理在整個貯藏過程中有利于防止可溶性固形物的下降，但其它濃度和對照相比差異不明顯，說明芥末熏蒸處理不能抑制采后芒果TSS下降。

圖6 不同濃度處理芒果可溶性固形物含量的變化

2.2.8 芥末精油對芒果保鮮效果的影響 由表3可以看出，芒果處理后在室溫(20℃)下貯藏12d時，除0.05mL/L的由于藥害果實硬度明顯下降、褐變指數(shù)升高、腐爛率增加之外，其它兩個處理與CK之間沒有明顯的區(qū)別。芥末0.005、0.01mL/L處理的芒果果實硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對照果實。

3 討論與結(jié)論

采后的后熟軟化和病害侵染是影響芒果商品價值的重要因素，常溫下放置15d腐爛率高達(dá)40%，成為限制其鮮供期的重要因素。本實驗通過對常溫貯藏過程中危害“小腰芒”的病原菌研究，分離鑒定了引起采后病害的兩種致病菌盤長孢狀刺盤菌和球二孢菌，這與多數(shù)關(guān)于芒果采后病原菌的報道一致［1-2］。

接種實驗結(jié)果表明，芒果常溫貯藏過程中，采用芥末精油熏蒸處理顯著抑制了接種炭疽病菌和蒂腐病菌后期果實的病斑直徑的生長，這與前人在土豆、蘋果樹根部、苜蓿種子以及大麥、核桃、大豆種子上取得的芥末精油能夠有效抑制采后病原菌侵染的結(jié)果基本一致。

芥末精油處理對芒果的采后生理和質(zhì)量的效果，從實驗結(jié)果來看抑制了芒果POD活性的升高和MDA含量的增加，提高了PPO活性，在一定程度上延緩了果實的成熟;同時能夠抑制VC含量的下降，但對TA、TSS沒有影響。芥末精油對芒果的最佳熏蒸濃度為0.005～0.01mL/L空間，并且對芒果食用品質(zhì)沒有影響。熏蒸濃度低于0.05mL/L的處理芒果其品質(zhì)與對照的差異不顯著(P＞0.05)。

上述研究結(jié)果為芥末熏蒸對芒果采后致病菌抑制機(jī)理的研究奠定了基礎(chǔ)，也為進(jìn)一步有針對性地控制芒果采后致病菌提供了理論依據(jù)，但仍有許多問題有待解決，如芥末精油在什么濃度下能抑菌而又不會影響果蔬的風(fēng)味特性，避免高濃度芥末的毒害作用，哪些作用方式可以提高芥末精油處理芒果的保鮮效果，這些都將是下一步急需深入研究的課題。

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Effects of mustard essential oil on postharvest pathogens and quality of mango

ZHANG Na，GUAN Wen-qiang*，YAN Rui-xiang
(National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products，Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products，Tianjin 300384，China)

Using“Xiaoyaomang”mango as material，the inhibitory effect of mustard essential oils on postharvest pathogens of mango，as well as the post-harvest physiology and quality were studied.In vitro，the mustard had strong antifungal effect on Colletotrichum gloeosporioides Penz.and Botryodiplodia theobromae Pat.，0.002mL/L can completely inhibit the growth of pathogenic.With concentration increasing，inhibitory effect enhanced at 20～22℃. In vivo，0.005～0.01mL/L headspace fumigation treatment could inhibit the growth of the mango Colletotrichum gloeosporioides Penz.and Botryodiplodia theobromae Pat.6 days later，Colletotrichum gloeosporioides Penz.spots were covered with in control fruit.The fruit treated by 0.01～0.05mL/L had no Colletotrichum gloeosporioides Penz. spots，the same effect to Botryodiplodia theobromae Pat.By mustard oil fumigation 24h，the concentration of 0.05mL/L blow，following 12 days storage at 20～22℃，the quality of mango had not been obviously influenced.

mango;mustard essential oils;postharvest pathogen;fumigation;storage

TS255.3

A

1002-0306(2011)03-0349-05

芒果(Mangifera indica L.)屬漆樹科植物，核果類，果實鮮艷美觀、肉質(zhì)嫩滑，營養(yǎng)價值很高，尤其是維生素A含量遠(yuǎn)高于其他水果，風(fēng)味濃郁，素有“熱帶果王”之稱。但果實采收后室溫(25～34℃)下7～9d即后熟軟化，果實品質(zhì)下降較快，風(fēng)味散失并出現(xiàn)腐爛［1］。芒果采后的生理特性及其易受病原菌感染是導(dǎo)致采后腐爛的主要因素。多數(shù)報道認(rèn)為引起芒果采后腐爛的主要病害包括炭疽病和蒂腐?。?］。目前，芒果采后真菌病害的控制主要采用化學(xué)藥劑結(jié)合物理方法。范鎮(zhèn)基報道國外常用50～55℃的熱苯來特或特克多溶液處理來控制芒果采后的炭疽病和蒂腐病，有較好的抑菌效果［3］。張海德、廖宇蘭認(rèn)為用52～54℃熱水浸泡8～10min和用1000ppm咪唑霉(或撲海、異菌咪、異菌脲)浸果，可以防止炭疽病的發(fā)生，并且用100ppm赤霉素溶液浸泡10min，既可防腐又可延遲后熟［4］。隨著人們環(huán)境與健康意識的提高，化學(xué)藥劑在果蔬保鮮上的應(yīng)用已經(jīng)并將進(jìn)一步減少。植物源保鮮劑因沒有化學(xué)防腐保鮮劑所帶來的環(huán)境污染、農(nóng)藥殘留及抗藥性等問題，近年來在果蔬采后保鮮領(lǐng)域日益受到重視［5-6］。芥末具有抗氧化性、抗菌性、抗寄生蟲性等功能［7-8］。Nielsen等報道了在250mL培養(yǎng)瓶中加入1μL芥子精油，就能抑制受試真菌超過2周［9］。林麗欽將浸泡有山葵汁液的脫脂棉放置于培養(yǎng)有致病菌的試管口，致病菌在12h后死亡，包括霍亂菌、傷寒菌、大腸菌、肺炎菌、白喉菌、結(jié)核菌及金黃色葡萄球菌［7］。Delaquis等研究了辣根提取物的抑菌性能，200ng/L時，可以完全抑制青霉屬、黃曲霉、灰葡萄孢霉的生長，并能殺死孢子;300ng/L時，可抑制萵苣中分離的假單胞菌; 100～2000ng/L時，單核細(xì)胞增生李斯特菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌O157∶H7被抑制［10］。目前尚未見關(guān)于芥末精油對芒果致病菌抑制效果及對芒果采后保鮮效果的研究報道。本實驗研究了“小腰芒”在常溫貯藏過程中芥末精油熏蒸對芒果采后致病原菌的抑制效果及其防腐保鮮機(jī)理，為有針對性地控制芒果采后致病菌提供理論依據(jù)，以期為植物源保鮮劑在芒果保鮮及其它果蔬保鮮中的應(yīng)用提供參考。

2009-12-17 *通訊聯(lián)系人

張娜(1982-)，女，學(xué)士，主要從事生物工程與果蔬保鮮研究工作。

國家科技支撐計劃課題(2006BAD30B01);天津市科技支撐計劃(07ZCKFNC00100);天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金項目(08028)。