解淀粉芽孢桿菌對非洲菊切花保鮮效應(yīng)的研究

郭鳳獻，郭偉建，程大川，伍琴麗，陳景凡，孔 芳

（安徽工程大學(xué) 生物與化學(xué)工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

非洲菊（Gerbera jamesonii）為菊科扶郎花屬宿根多年生草本花卉，是世界第五大鮮切花［1］.近年來非洲菊在花卉市場中所占比重逐漸加大，有關(guān)非洲菊切花保鮮研究文獻也逐漸增多［2］.非洲菊在采后易出現(xiàn)花枝下垂，莖桿萎蔫彎折等現(xiàn)象［3］.目前有關(guān)非洲菊切花保鮮液配制及研究已有不少相關(guān)報道，但少有對非洲菊進行生物保鮮效果的報道.生物保鮮劑直接來源于生物體代謝產(chǎn)物或其組成成分，具有無味、無毒、可生物降解等特點，不會造成二次污染［4］.本試驗所用的解淀粉芽孢桿菌來自蝴蝶蘭中篩選分離的植物內(nèi)生菌，利用其發(fā)酵液對非洲菊鮮切花進行生物保鮮，旨在為解淀粉芽孢桿菌運用于切花保鮮提供實驗依據(jù)，也為具環(huán)保功效的生物保鮮劑的研制奠定基礎(chǔ).

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試非洲菊鮮花購自安徽省蕪湖市花卉市場.挑選健壯新鮮，花莖硬挺粗細均一，外層舌狀花開放程度基本一致，無機械損傷無病蟲的鮮花作為切花材料.供試菌株解淀粉芽孢桿菌（Bacillus Amyloliquefaciens）分離于蝴蝶蘭莖組織內(nèi)部，并對腐爛病菌有抑制作用.

1.2 試驗方法

（1）保鮮濃度的篩選.菌株發(fā)酵液的制備：從斜面菌種中挑取1環(huán)保存的解淀粉芽孢桿菌，轉(zhuǎn)接至新鮮牛肉膏蛋白胨（NB）液體培養(yǎng)基活化，置于28℃下培養(yǎng)24h，同樣方法再活化1次.吸取1mL活化后的菌液接種于滅菌的NB液體培養(yǎng)基，28℃下150r/min振蕩培養(yǎng)2d、4d、6d，分別將發(fā)酵液于6 000r/min離心10min，收集上清液，即為解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵待試保鮮液.鮮花處理：將鮮花以75%乙醇處理1min→2.5%NaClO溶液處理15min→75%乙醇處理1min→清水沖洗2～3次后備用.保鮮液濃度篩選：上述2d與4d的發(fā)酵液分別配置成質(zhì)量百分比為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%、1.0%的瓶插液（定容至200mL）.瓶口用塑料薄膜緊封以減少水分蒸發(fā).將處理好的花材插入三角瓶中，每瓶1枝，每處理重復(fù)3次.以滅菌水瓶插液為對照.試驗花材置于室內(nèi)通風(fēng)，陽光充足但無直射光處，試驗期間室溫控制在室溫25℃，相對濕度55%～75%.選用蒸餾水作對照（CK）.

（2）指標測定.切花的瓶插壽命：從切花瓶插之日開始作為壽命起點，以整朵花50%花瓣出現(xiàn)嚴重萎蔫、枯斑、彎莖折斷、失去觀賞價值作為瓶插壽命終止判斷標準.花青素含量：取15片等直徑的花瓣圓片放于燒杯中，加入0.1mol/L 16mL鹽酸，浸泡6h后，用分光光度計在530nm處測定OD值，每個處理重復(fù)3次.花瓣的可溶性蛋白質(zhì)含量測定采用考馬斯亮藍法，丙二醛（MDA 含量采用硫代巴比妥酸法測定，過氧過物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法［5－6］.

2 結(jié)果與分析

2.1 保鮮液對非洲菊最佳處理濃度的確定

用解淀粉芽孢桿菌制備生物保鮮制劑，經(jīng)培養(yǎng)條件優(yōu)化及濃度配比，確定2d保鮮的最佳質(zhì)量百分比為發(fā)酵原液的0.6%（A處理），4d（B處理）與6d（C處理）的最佳質(zhì)量百分比為0.5%.不同配方保鮮對非洲菊瓶插壽命的影響如表1所示，在這些濃度保鮮作用下均能有效延長非洲菊切花的觀賞期限.從表1可知，本試驗條件下，CK對照組非洲菊鮮切花瓶插壽命為6d，而不同發(fā)酵稀釋液A處理、B處理與C處理非洲菊的保鮮壽命分別達到了16.50d、10.33d、14.50d，分別比CK延長了9d、7d、2.83d，A處理效果最顯著.F測驗表明，這3種保鮮液能有效延長非洲菊平均壽命，且差異顯著.

表1 不同配方保鮮對非洲菊瓶插壽命的影響

2.2 保鮮液對非洲菊切花衰老過程生理生化指標的影響

（1）對蛋白含量的影響.可溶性蛋白質(zhì)含量變化是切花衰老的重要生理指標之一.蛋白質(zhì)含量下降的原因主要是蛋白質(zhì)合成與降解的速率不平衡所造成，即合成速度比降解速度慢［7］.不同發(fā)酵液處理對切花蛋白含量的影響如圖1所示.由圖1可知，非洲菊切花花瓣中可溶性蛋白質(zhì)含量先上升后下降，發(fā)酵液處理的蛋白含量相對較高，而CK組中可溶性蛋白質(zhì)含量在10d后下降至最低.瓶插6d時，2d發(fā)酵液的0.6%質(zhì)量百分比，及4d與6d發(fā)酵液的0.5%質(zhì)量百分比的可溶性蛋白質(zhì)含量分別比對照高14.7%、8.5%和11%.說明3個處理均能減緩瓶插后期蛋白質(zhì)降解速度，一定程度有利于延緩非洲菊切花衰老.

（2）對花青素含量的影響.發(fā)酵處理液對切花花青素含量的影響如圖2所示.由圖2可知，非洲菊切花瓶插期花瓣花青素含量先升后降，前4d含量波動變化不大.對照（CK）蒸餾水處理4d后達最大值，隨后一直呈下降趨勢.2d發(fā)酵液的0.6%及4d與6d發(fā)酵液的0.5%處理于瓶插第6d達到最大值后，隨之緩慢下降，下降幅度明顯低于CK，且經(jīng)發(fā)酵液處理的鮮切花中花青素含量在整個瓶插期間均高于CK的花青素含量.原因可能是發(fā)酵液中所含的營養(yǎng)成分有助于維持花瓣中花青素含量穩(wěn)定的功效，可以明顯延緩非洲菊花色變淡，抑制其花青素分解速率，減少營養(yǎng)消耗，從而提高非洲菊切花觀賞品質(zhì).其中2d發(fā)酵液的0.6%對花青素含量的維持要略高于4d與6d發(fā)酵液的0.5%質(zhì)量百分比處理.

（3）對MDA含量的影響.不同發(fā)酵液處理對切花MDA含量的影響如圖3所示.由圖3可知，保鮮處理對非洲菊花瓣MDA有著顯著影響.3種發(fā)酵液與CK對照組的MDA含量變化規(guī)律基本一致，非洲菊切花花瓣中的MDA含量隨著瓶插天數(shù)的增加均呈上升趨勢，且CK對照組的MDA含量在整個瓶插期間均高于3種發(fā)酵液處理，6d后差異明顯，10d時CK的MDA含量分別比發(fā)酵處理液2d的0.6%、4d與6d的0.5%高10.4、3.6和6.6nmol/g.說明3種保鮮液在后期均具有抑制非洲菊切花MDA含量增加的作用，特別是2d發(fā)酵液的抑制效果最佳，能有效減緩膜脂過氧化作用傷害，維持細胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對切花保鮮有一定的促進作用.

（4）對POD活性的影響.POD作為自由基清除酶系統(tǒng)的重要組成部分之一，可以清除植物體內(nèi)產(chǎn)生的自由基，從而減免自由基對組織的傷害［8］.不同發(fā)酵液處理對切花POD含量的影響如圖4所示.由圖4可知，在非洲菊切花瓶插天數(shù)的POD活性分析中，發(fā)酵液與CK花瓣P(guān)OD活性均呈先上升后下降再上升趨勢，但變化幅度明顯不同，POD活性均在第4d時上升到最高值.這是由于切花剛脫離母體，正常營養(yǎng)、水分供給被阻斷，切花自動提高其保護酶活性，如使切花體內(nèi)的過氧化物酶保持較高水平，有利于清除超氧陰離子自由基，從而緩解不利因素的影響.而瓶插后期POD活性略有升高，可能是切花體內(nèi)自由基積累對細胞膜產(chǎn)生傷害，切花逐漸失水衰老引起代謝失調(diào)，3種發(fā)酵液處理液POD活性總體水平高于在CK對照，即發(fā)酵液2d＞發(fā)酵液6d＞發(fā)酵液4d＞CK.

試驗表明，發(fā)酵液成分能在一定程度上增加非洲菊花瓣P(guān)OD活性，增加非洲菊切花清除自由基的能力，這與保鮮成分能顯著延長切花的瓶插壽命相符合.

圖1 不同發(fā)酵液處理對切花蛋白含量的影響

圖2 發(fā)酵處理液對切花花青素含量的影響

圖3 不同發(fā)酵液處理對切花MDA含量的影響

圖4 不同發(fā)酵液處理對切花POD含量的影響

3 結(jié)論

通過比較解淀粉芽孢桿菌生物發(fā)酵液處理的非洲菊切花在切花瓶插壽命與各項生理指標，發(fā)現(xiàn)解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵液2d的稀釋質(zhì)量百分比0.6%的綜合保鮮效果最佳，這與文獻報道的低濃度保鮮液對切花保鮮具一定促生作用，而高濃度保鮮液會促進切花的衰老萎蔫的研究結(jié)果相符.非洲菊切花的色澤也是判斷切花質(zhì)量的標準，因此采用測定其花瓣花青素含量是檢驗保鮮的指標之一.本試驗中非洲菊開花期花青素含量呈上升趨勢，隨之含量達到最大值后開始下降，并且發(fā)酵液處理組花瓣花青素含量均高于CK對照，說明解淀粉芽孢桿菌液處理后，對于提高花瓣花青素的含量有明顯作用.此外，POD、MDA作為反映植物體內(nèi)自由基傷害與膜脂過氧化程度的常用生理指標，試驗中用解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵液處理的POD活性高于CK對照，而MDA活性低于對照，可以看出生物保鮮劑可增強POD酶活，延緩MDA含量增加，從而減緩膜脂過氧化過程，減少對細胞膜的損傷，延遲切花的衰老，提高了非洲菊的觀賞價值.

［1］ 吳迪，程聰，楊陽.抗生素對非洲菊切花衰老的影響［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（25）：10 768－10 770.

［2］ 陳晨甜，呂長平，陳建.非洲菊保鮮技術(shù)及其彎莖影響因子研究進展［J］.現(xiàn)代園藝，2009（6）：7－10.

［3］ 張楠，謝玉華，李興霞.幾種無機鹽對非洲菊切花保鮮的影響［J］.成都工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2013，16（2）：6－9.

［4］ 熊濤，樂易林.生物保鮮技術(shù)的研究進展［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2004，30（2）：111－114.

［5］ 陳建勛，王曉峰.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006.

［6］ 張志良，瞿偉著.植物生理實驗指導(dǎo)［M］.北京：高等教育出版社，2000.

［7］ 王曙文，代永剛，牛紅紅，等.國內(nèi)外果蔬生物保鮮技術(shù)的研究進展［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2008（12）：110－113.

［8］ 廖妍儼.生物保鮮技術(shù)在果蔬貯藏保鮮中的應(yīng)用［J］.貴州化工，2012，37（4）：27－29.