鮮姜采后禾谷鐮刀菌侵染過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化

孟秀玲，牛 犇，郜海燕，劉瑞玲，陳慧芝，吳偉杰,*，陳杭君,*

（1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部果品采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜采后保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（部省共建），浙江省果蔬保鮮與加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)輕工業(yè)果蔬保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310021）

生姜（Zingiber officinaleRosc.）屬于姜科（Zingiberaceae）姜屬（Zingiber）多年生草本根莖類(lèi)作物，在藥用和食品兩方面具有應(yīng)用范圍廣、可深加工等特性。目前在亞洲、非洲以及澳大利亞等地區(qū)都有種植栽培[1]。生姜可以活血逐瘀、解表散寒，溫中止嘔，抗菌消炎，促進(jìn)血液循環(huán)、減少動(dòng)脈粥樣硬化，降低血糖、血脂和血壓[2]。近年來(lái)，“中醫(yī)藥熱”興起并遍及世界，藥材出口增多，世界各地對(duì)生姜的需求量急劇升高。

生姜采后貯藏期易受病原微生物侵染，造成品質(zhì)劣變。目前關(guān)于生姜病原微生物的研究多以采前病原菌為主，李明通[3]從山東濰坊種植期發(fā)生根腐病的生姜中分離鑒定出了群結(jié)腐霉（Pythium myriotylum），陳旭玉等[4]從具有葉枯病的高良姜發(fā)病部位分離出了可可毛色二孢（Lasiodiplodia theobromae）以及研究報(bào)道從發(fā)生青枯病的生姜中分離出青枯雷爾氏菌（Ralstonia solanacearum）[5]，但針對(duì)生姜采后貯藏期病原菌研究較少。目前，不同產(chǎn)地的生姜在采后貯藏期均存在不同程度的病害問(wèn)題。明確生姜采后貯藏期主要致病菌對(duì)針對(duì)性地制定采后病害防控技術(shù)、維持貯藏期生姜品質(zhì)具有十分重要的意義。風(fēng)味是影響果蔬品質(zhì)的重要因素，目前對(duì)生姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究大多集中在不同成熟度生姜及采后處理過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定[6-11]，對(duì)生姜在采后貯藏期病害發(fā)生過(guò)程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化規(guī)律以及特征性風(fēng)味物質(zhì)的變化研究還鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以浙江江山產(chǎn)區(qū)采后貯藏期的病害生姜為研究對(duì)象，旨在探究明確其采后貯藏期主要致病菌以及病害發(fā)生過(guò)程中生姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，以期為其采后病害防控技術(shù)的研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

采后貯藏期發(fā)生病害的生姜樣本來(lái)自于浙江江山產(chǎn)區(qū)。將樣品帶到浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品科學(xué)研究所食品物流保鮮與品質(zhì)調(diào)控團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行病原菌分離鑒定。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基（potato dextrose agar，PDA）、馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基（potato dextrose broth，PDB）北京酷來(lái)博科技有限公司；正癸烷（純度99.9%）上海阿拉丁試劑有限公司；其余試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

MLS-3781L-PC型高壓蒸汽滅菌器 日本松下健康醫(yī)療器械有限公司；MJX-160B-Z型霉菌培養(yǎng)箱 上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；無(wú)菌超凈工作臺(tái) 江蘇蘇凈集團(tuán)有限公司；氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）儀 上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 病原菌分離純化及回接驗(yàn)證

根據(jù)《植病研究方法》[12]，用無(wú)菌手術(shù)刀在病健交界處切取小塊生姜組織，消毒后轉(zhuǎn)入PDA培養(yǎng)基平板中25 ℃、相對(duì)濕度85%～90%的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，待菌落長(zhǎng)出后，不斷重復(fù)分離純化的操作，直到產(chǎn)生單一菌落。依據(jù)Koch法則，采用有傷接種的方法將分離出的菌絲回接至健康生姜，發(fā)病后對(duì)病原菌再次鑒定，判斷與分離前是否一致。

1.3.2 病原菌形態(tài)學(xué)鑒定

菌株：從發(fā)病生姜中分離鑒定獲得的菌株，從-4 ℃斜面轉(zhuǎn)至PDA平板上活化兩次備用。

孢子懸浮液制備：稱(chēng)取150 g綠豆加入250 mL蒸餾水，綠豆煮沸至糊狀，經(jīng)紗布過(guò)濾得濾液，冷卻至室溫存放備用。挑取培養(yǎng)于PDA平板4～5 d的菌絲若干于制備好的綠豆液體培養(yǎng)基中，25 ℃、150 r/min振蕩培育9 d，收集孢子懸浮液[13]。利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板調(diào)整孢子懸浮液的濃度至1×106CFU/mL，-4 ℃暫存?zhèn)溆肹14]。挑取活化后的菌絲以及培育的孢子分別制片，于光學(xué)顯微鏡下觀察菌絲和孢子形態(tài)。

1.3.3 病原菌分子生物學(xué)鑒定

1.3.31 提取致病菌DNA基因組

取25 ℃、相對(duì)濕度85%～90%恒溫培養(yǎng)3～4 d的菌絲轉(zhuǎn)移至PDB，25 ℃、150 r/min培養(yǎng)3 d，收集菌絲體，洗滌濾干備用，采用CTAB法[15]提取致病菌DNA。

1.3.32 病原菌rDNA-ITS序列擴(kuò)增

采用真菌通用引物ITS1和ITS4對(duì)提取的基因組DNA進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR ）擴(kuò)增[16]。引物序列為：ITS1 ：5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGGC-3’；ITS4：5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’。

PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系（50 μL）：金牌Mix（green）45 μL、ITS1（10 μmol/L）2 μL、ITS4（10 μmol/L）2 μL、模板DNA 1 μL。體系配好后，置于PCR儀上進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增程序：98 ℃預(yù)變性2 min，98 ℃變性10 s，55 ℃退火10 s，72 ℃延伸10 s，35 個(gè)循環(huán)，72 ℃延伸5 min，4 ℃條件保存。配制1.2%的瓊脂糖凝膠，進(jìn)行電泳檢測(cè)、染色、回收DNA片段。引物合成和DNA測(cè)序均委托杭州擎科梓熙生物技術(shù)有限公司完成。

1.3.33 病原菌16S rDNA序列分析及進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建

已知序列后，將其上傳至NCBI網(wǎng)站進(jìn)行BLAST在線(xiàn)比對(duì)，利用GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)尋找相似度較高的序列來(lái)初步判斷目標(biāo)菌的種屬。通過(guò)大樣本篩選選出真正具備高度同源性的核苷酸序列，選用Neighbor-Joining[17]方法用MEGA7構(gòu)建目標(biāo)菌的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)，結(jié)合目標(biāo)菌的生物學(xué)形態(tài)以及PCR擴(kuò)增的電泳結(jié)果最終確定菌株種屬。

1.3.4 鮮姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

生姜中揮發(fā)性物質(zhì)的萃取操作參考汪莉莎等[18]方法，略作修改。將生姜用液氮研磨成粉末狀，稱(chēng)取1 g生姜樣品置于20 mL固相微萃取瓶中，加入10 μL正癸烷（1 μg/mL）作為內(nèi)標(biāo)物，密封萃取瓶，將50/30 μm萃取頭插入萃取瓶中，于50 ℃水浴條件下頂空吸附0.5 h。

GC條件：色譜柱：DB-5MS 石英毛細(xì)柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：先以50 ℃保持1.5 min，以8 ℃/min升溫至123 ℃，然后再以3 ℃/min升到144 ℃，再以0.5 ℃/min升至148 ℃，最后以15 ℃/min升至230 ℃，保持3 min；進(jìn)樣口溫度為250 ℃；載氣He；流速1.0 mL/min；壓力53.6 kPa；進(jìn)樣量0.6 μL；分流進(jìn)樣；分流比：50∶1。

MS條件：檢測(cè)器電壓830 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度230 ℃；數(shù)據(jù)采集方式Scan；掃描速率769 u/s；質(zhì)量掃描范圍m/z40～400 。

以面積歸一化法計(jì)算相對(duì)含量；絕對(duì)含量（以正癸烷計(jì)算）按下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：ρ為內(nèi)標(biāo)物質(zhì)量濃度/（μg/mL）；V為內(nèi)標(biāo)溶液體積/mL；S1為各揮發(fā)性組分峰面積；S為內(nèi)標(biāo)物峰面積；m為樣品質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)均采用Origin 2021進(jìn)行繪圖。通過(guò)軟件SPASS 24.0 Duncan檢驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的含量進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與差異顯著性分析，當(dāng)P＜0.05時(shí)，表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 病原菌的分離純化及致病性驗(yàn)證

按照組織分離法，從發(fā)生病害的生姜上一共分離出了4 種病原菌，分別編號(hào)為RS-1、RS-2、RS-3、RS-4（圖1）。依據(jù)Koch法則，采用針刺法將4 種病原菌分別回接到健康生姜上進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)只有病原菌RS-1能導(dǎo)致生姜發(fā)病，且產(chǎn)生的病癥與自然發(fā)生病害的生姜病癥一致（圖2A），病癥為產(chǎn)生絲狀的白毛（圖2C），發(fā)病位置變軟，致使生姜腐爛。在腐爛位置分離到與第1次分離相同的菌株，符合Koch法則。表明該菌為生姜采后主要致病菌。

圖2 生姜貯藏期間自然發(fā)病癥狀（A）、健康生姜（B）、回接發(fā)病癥狀（C）、菌落特征（D）、菌絲形態(tài)圖（E）以及孢子形態(tài)圖（F）Fig.2 Natural symptoms (A),healthy ginger (B),back inoculation-caused symptoms (C),colony characteristics (D),mycelium morphology (E) and spore morphology (F) during ginger storage

由圖1A可知，RS-1生長(zhǎng)初期菌落形態(tài)呈白色絲狀真菌，菌絲生長(zhǎng)速度較快。菌落成熟后形態(tài)如圖2D所示，菌落中心變?yōu)榉凵?，顏色逐漸向四周擴(kuò)散，菌落背面帶有深粉色。RS-1菌絲形態(tài)如圖2E所示，菌絲長(zhǎng)而細(xì)，內(nèi)里有隔呈竹節(jié)狀。孢子形態(tài)如圖2F所示，孢子有約3～4 個(gè)隔膜，兩端彎曲尖銳，中間圓潤(rùn)飽滿(mǎn)，呈鐮刀形狀。初步鑒定病原菌RS-1為禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）。

2.2 病原菌rDNA-ITS序列和系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析

由圖3A可知，在750 bp處產(chǎn)生明顯的單一條帶。此擴(kuò)增得到的核苷酸序列在NCBI網(wǎng)站上經(jīng)過(guò)對(duì)比與禾谷鐮刀菌（F.graminearum）具有較高的同源性。大樣本篩選后最終選取11 株同源性較高的菌株用MEGA7軟件進(jìn)行多序列比對(duì)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（圖3B），由系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)可知，RS-1菌株與禾谷鐮刀菌（OQ438102.1F.graminearum）聚為一支，親緣關(guān)系較近。結(jié)合菌落形態(tài)、生物學(xué)特征、序列比對(duì)以及發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建最終確定浙江江山產(chǎn)區(qū)生姜采后貯藏期主要致病菌為禾谷鐮刀菌（F.graminearum）。

圖3 生姜采后分離病原菌rDNA-ITS區(qū)PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳結(jié)果（A）和基于ITS基因序列構(gòu)建的RS-1系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（B）Fig.3 Eelectrophoretograms of PCR products of rDNA-ITS (A) and phylogenetic tree based on ITS sequences of strain RS-1 from ginger (B)

2.3 鮮姜不同部位揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定

健康組織、病健交界處組織和發(fā)病組織GC-MS圖見(jiàn)圖4，具體成分結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，從鮮姜的不同部位共鑒定出58 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要包括烴類(lèi)、醇類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)五大類(lèi)，化合物數(shù)量見(jiàn)圖5A，其中健康組織中一共鑒定出40 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中含有烴類(lèi)18 種、醇類(lèi)7 種、酯類(lèi)5 種、醛類(lèi)6 種以及酮類(lèi)4 種；病健交界處組織一共鑒定出35 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中烴類(lèi)16 種，醇類(lèi)7 種、酯類(lèi)4 種、醛類(lèi)5 種、酮類(lèi)3 種；發(fā)病組織中一共鑒定出39 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，烴類(lèi)17 種、醇類(lèi)10 種、酯類(lèi)3 種、醛類(lèi)6 種、酮類(lèi)3 種。由測(cè)定結(jié)果可知，鮮姜中揮發(fā)性風(fēng)味化合物數(shù)量最多的為烴類(lèi)，占全部風(fēng)味化合物80%以上。曲清莉等[19]利用GC-MS從姜粉中檢測(cè)到56 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中烴類(lèi)30 種，占全部揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的65%。汪莉莎等[18]研究仔姜與老姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的區(qū)別，從仔姜和老姜中分別檢測(cè)到風(fēng)味物質(zhì)各63、68 種，其中烴類(lèi)物質(zhì)分別有37、45 種。王強(qiáng)偉等[20]研究鮮姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，從鮮姜中鑒定出51 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中烴類(lèi)高達(dá)28 種，占總揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)約55%，與本研究結(jié)果一致。

表1 不同部位鮮姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分對(duì)比Table 1 Comparison of volatile flavor components in different parts of fresh ginger

圖4 健康組織（A）、病健交界處組織（B）和發(fā)病組織（C）中揮發(fā)性成分GC-MS圖Fig.4 GC-MS of volatile components in healthy tissues (A),junction between diseased and healthy tissues (B) and diseased tissues (C)

在禾谷鐮刀菌侵染鮮姜過(guò)程中，不同部位檢測(cè)到的共同揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)共計(jì)21 種。其中烴類(lèi)物質(zhì)9 種，分別為α-蒎烯、莰烯、檜烯、萜品油烯、δ-欖香烯、(＋)-7-表-倍半萜烯、反式-β-金合歡烯、姜烯和β-倍半水芹烯；醇類(lèi)物質(zhì)5 種，芳樟醇和馬鞭草烯醇、α-松油醇、香茅醇、反式-橙花叔醇；酯類(lèi)物質(zhì)2 種，乙酸香茅酯和乙酸香葉酯；醛類(lèi)物質(zhì)3 種，反式-2-癸烯醛、7-甲基-3-亞甲基-6-辛烯醛和香茅醛；酮類(lèi)物質(zhì)2 種，2-莰酮和甲基壬基甲酮。

其中，病健交界處組織較健康組織中新檢出β-蒎烯、側(cè)柏烯、(-)-α-蓽澄茄油烯、2-茨醇、乙酸2-壬酯、乙酸橙花酯、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛以及2-庚酮8 種風(fēng)味物質(zhì)。發(fā)病組織處較健康組織新檢出β-蒎烯、α-松油烯、A-香檸檬烯、順式-α-佛柑油烯、(＋)-β-柏木萜烯、順式-馬鞭烯醇、4-萜烯醇、(＋)-γ-桉葉醇、乙酸2-壬酯、(E)-2-辛烯醛、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛以及(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛12 種風(fēng)味物質(zhì)。表明鮮姜受病原菌侵染過(guò)程中會(huì)誘導(dǎo)其產(chǎn)生與健康組織不同的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要為烴類(lèi)、醇類(lèi)與醛類(lèi)物質(zhì)。

由表1和圖5B可知，鮮姜健康組織中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量為烴類(lèi)＞醛類(lèi)＞醇類(lèi)＞酯類(lèi)＞酮類(lèi)，分別占其總風(fēng)味物質(zhì)含量85.37%、6.90%、3.86%、3.58%和0.28%；絕對(duì)含量分別為6.19、0.50、0.28、0.26 μg/g和0.02 μg/g。病健交界處組織中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量為烴類(lèi)＞醛類(lèi)＞酯類(lèi)＞醇類(lèi)＞酮類(lèi)，分別占其總風(fēng)味物質(zhì)含量84.57%、9.81%、3.52%、1.52%、0.57%；絕對(duì)含量分別為8.88、1.03、0.37、0.16、0.06 μg/g。發(fā)病組織的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量為烴類(lèi)＞醛類(lèi)＞醇類(lèi)＞酯類(lèi)＞酮類(lèi)，分別占其總風(fēng)味物質(zhì)含量89.94%、4.56%、3.12%、2.12%、0.25%，絕對(duì)含量分別為14.40、0.73、0.50、0.34、0.04 μg/g。

由圖5B可知，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)絕對(duì)含量方面，鮮姜發(fā)病組織＞病健交界處組織＞健康組織。病健交界處組織與發(fā)病組織絕對(duì)含量分別是健康組織的1.45 倍和2.21 倍。烴類(lèi)化合物絕對(duì)含量在禾谷鐮刀菌侵染鮮姜過(guò)程中顯著升高（P＜0.05），分別為健康組織的1.43 倍和2.33 倍。其中倍半萜烯組分姜烯、β-倍半水芹烯均在3 個(gè)不同部位中檢出且絕對(duì)含量持續(xù)升高，較健康組織中分別增加了51.2%和64.3%。醇類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)以及酮類(lèi)化合物的含量變化較小。已有研究表明，病原菌的侵染能夠?qū)е聠屋葡╊?lèi)揮發(fā)性組分大量釋放[21]，當(dāng)果實(shí)受到微生物侵染或者外界環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，其生理狀況往往會(huì)發(fā)生改變。

主成分分析（principal component analysis，PCA）通過(guò)對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行降維的方法，綜合評(píng)價(jià)果蔬風(fēng)味品質(zhì)的變化與比較，在果蔬中已廣泛應(yīng)用[22-23]。由圖6A可知，PC1貢獻(xiàn)率為78.4%，PC2貢獻(xiàn)率為18.0%，總貢獻(xiàn)率高達(dá)96.4%，表明PC1和PC2能夠代表不同部位鮮姜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的大部分信息，可以用來(lái)區(qū)分鮮姜健康組織、病健交界處組織和發(fā)病組織的揮發(fā)性風(fēng)味。從PCA圖可以看出，從不同部位檢測(cè)到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)完全沒(méi)有重疊，表明禾谷鐮刀菌侵染鮮姜過(guò)程中風(fēng)味物質(zhì)的變化存在較大差異，發(fā)生了顯著的改變。其中健康組織與病健交界處組織在PC1距離更近，發(fā)病組織與健康組織在PC1上距離更遠(yuǎn)，而PC1代表了78.4%的樣品信息，表明風(fēng)味物質(zhì)變化的差異隨禾谷鐮刀菌侵染的程度顯現(xiàn)出更明顯的區(qū)別。

圖6 鮮姜不同部位揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)PCA圖（A）、VIP得分圖（B）和熱圖（C）Fig.6 PCA plot (A),VIP score plot (B) and heatmap (C) of volatile flavor substances in different parts of fresh ginger

從VIP得分圖和熱圖（圖6B、C）可以看出，在病害發(fā)生過(guò)程中姜烯、β-水芹烯、檜烯、反式-2-癸烯醛、β-倍半水芹烯、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯、莰烯、橙花醛得分較高，表明這些化合物為鮮姜病原菌侵染過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味的主要特征物質(zhì)。

由表2可知，在健康組織中主要風(fēng)味特征物質(zhì)為莰烯、檜烯、β-水芹烯、姜烯、β-倍半水芹烯、反式-2-癸烯醛以及橙花醛；病健交界處組織中主要風(fēng)味特征物質(zhì)為莰烯、檜烯、姜烯、β-倍半水芹烯、反式-2-癸烯醛以及(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛；發(fā)病組織主要風(fēng)味特征物質(zhì)為莰烯、檜烯、β-水芹烯、姜烯、β-倍半水芹烯、反式-2-癸烯醛以及(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛等物質(zhì)。其中，發(fā)病組織特征風(fēng)味物質(zhì)與健康組織相比，新檢出(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，未檢出橙花醛；特征風(fēng)味物質(zhì)含量較健康組織均呈現(xiàn)增加，表明發(fā)病生姜風(fēng)味的改變可能是由于病原菌侵染后風(fēng)味物質(zhì)的含量和種類(lèi)發(fā)生變化所引起。

表2 不同部位鮮姜揮發(fā)性成分主要特征物質(zhì)Table 2 Major characteristic volatile components in different parts of fresh ginger

3 討論

鮮姜由于營(yíng)養(yǎng)豐富在貯藏期易受到病原微生物侵染而導(dǎo)致品質(zhì)出現(xiàn)下降。據(jù)多項(xiàng)研究報(bào)道，生姜采后病害主要由畢氏菌（Pythiumspp.）[24]、鐮刀菌（Fusariumspp.）、被孢霉屬（Mortierella）等引起[25]。劉繼等[26]從四川萊蕪大姜采后病害中鑒定出了黃色鐮刀菌（F.culmorum）與被孢霉。張莞苓等[27]從山東省濰坊市的腐爛生姜中分離鑒定出了引起塊莖腐爛的重要病原菌短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus）、銅綠假單胞桿菌（Pseudomonas aeruginosa）兩種細(xì)菌以及真菌尖孢鐮刀菌（F.oxysporum）。潘汝浩等[28]從山東帶有枯萎病病癥的生姜樣本中分離鑒定出尖孢鐮刀菌。這可能是由于鮮姜的品種以及地區(qū)的不同而導(dǎo)致。本研究針對(duì)浙江江山地區(qū)種植的鮮姜在采后貯藏期腐爛等問(wèn)題進(jìn)行研究，從采后貯藏期發(fā)生病害的鮮姜中分離鑒定得到主要致病菌株禾谷鐮刀菌（F.graminearum）。

揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)是果實(shí)的次級(jí)代謝產(chǎn)物。史先振等[9]研究銅陵白姜的主要風(fēng)味物質(zhì)為萜烯類(lèi)，其中姜烯、β-倍半水芹烯、γ-姜黃烯和β-甜沒(méi)藥烯4 種組分占到了全部揮發(fā)性物質(zhì)的50%以上，決定了銅陵白姜的典型風(fēng)味。黃雪松等[10]以廣東鮮姜為試樣，檢測(cè)出單萜和倍半萜類(lèi)組分姜烯、水芹烯和金合歡烯相對(duì)含量均在9%以上，決定了廣東鮮姜的主要風(fēng)味。本實(shí)驗(yàn)從浙江鮮姜健康組織中共鑒定出38 種風(fēng)味化合物、7 種主要特征物質(zhì)，其中揮發(fā)性組分含量較高的姜烯、β-水芹烯和β-倍半水芹烯占到全部揮發(fā)性組分的68.7%，構(gòu)成了浙江鮮姜的特殊風(fēng)味。

近年來(lái)，大量研究認(rèn)為果蔬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的釋放與其自身的抗病防御機(jī)制相關(guān)，認(rèn)為病原菌侵染能夠造成揮發(fā)性組分大量釋放，且能夠誘導(dǎo)其產(chǎn)生與健康果蔬不同的揮發(fā)性物質(zhì)[29]。有研究表明單萜類(lèi)化合物大多具有抵抗病原菌的作用[30-31]，在遭受病原菌侵害時(shí)會(huì)大量釋放。唐會(huì)周[32]研究柑橘貯藏病害過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化發(fā)現(xiàn)，接種青霉菌后的柑橘單萜類(lèi)化合物含量比不接菌組含量要高。陳沁媛[33]研究5 個(gè)不同品種柑橘病害前后風(fēng)味變化發(fā)現(xiàn)，健康果肉組織中萜烴類(lèi)相對(duì)含量占85%，損傷果肉組織中萜烴類(lèi)相對(duì)含量增加到95%。Duccio[34]和Caccioni[35]等研究表明果蔬釋放的揮發(fā)性物質(zhì)能夠在其貯藏期起到抑制病原菌的作用，且抑制效果與單萜烯類(lèi)和倍半萜含量呈正比。本研究通過(guò)GC-MS檢測(cè)鮮姜在受到禾谷鐮刀菌侵染過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，研究發(fā)現(xiàn)鮮姜受到病原菌侵染過(guò)程中釋放出與健康組織不同的揮發(fā)性組分，這些物質(zhì)主要為烴類(lèi)、醇類(lèi)和醛類(lèi)物質(zhì)。發(fā)病組織的主要特征風(fēng)味物質(zhì)較健康組織新檢出(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛，且烴類(lèi)風(fēng)味化合物和主要特征風(fēng)味化合物的含量隨病原菌侵染顯著上升（P＜0.05），其中倍半萜烯組分姜烯和β-倍半水芹烯在鮮姜不同部位均被檢測(cè)出且較健康組織分別增加了51.2%和64.3%，這可以表明鮮姜在感染禾谷鐮刀菌后產(chǎn)生了應(yīng)激效應(yīng)，激發(fā)了自身抗病機(jī)制，從而導(dǎo)致倍半萜烯類(lèi)物質(zhì)的釋放[36]，可以作為鮮姜遭受病害的判定指標(biāo)。

4 結(jié)論

本研究從浙江江山產(chǎn)地鮮姜采后貯藏期病害部位分離鑒定出了禾谷鐮刀菌。通過(guò)GC-MS檢測(cè)鮮姜采后禾谷鐮刀菌侵染過(guò)程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化，結(jié)果表明病害發(fā)生過(guò)程中烴類(lèi)風(fēng)味化合物含量顯著增加（P＜0.05），其中倍半萜烯組分姜烯、β-倍半水芹烯大量釋放。為后續(xù)針對(duì)性制定鮮姜采后病害防控技術(shù)提供理論基礎(chǔ)，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異變化可以為生姜感染該種病害的檢測(cè)提供參考。