曹 蒙,靳羽慧,魏妍姝,劉書靜,楊如意,李建芳
(信陽農(nóng)林學(xué)院 食品學(xué)院,河南信陽 464000)
板栗富含糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素和礦質(zhì)元素等多種營養(yǎng)物質(zhì),素有“東方珍珠”之稱。板栗果實的貯藏方式主要是冷藏保藏,導(dǎo)致成本較高并且容易腐敗變質(zhì)[1]。由于板栗采摘后自我保護(hù)能力較弱,再加上環(huán)境條件不適,微生物大量繁殖,易被多種病原菌侵染,其中根據(jù)病斑的顏色不同,板栗病害可分為黑腐、褐腐、紅腐[2]。因此,進(jìn)行板栗腐敗防控和貯藏環(huán)境控制非常有必要,本文闡述了板栗采后致病菌鑒定及防控機(jī)制,可以延長板栗的貯藏期。
利用傳統(tǒng)的組織分離法對板栗采后病原菌進(jìn)行分離和純化,用無菌的小刀在板栗的病健結(jié)合部上切下5 mm×5 mm 的小塊,用75%的酒精進(jìn)行40 s 殺菌,再用無菌水沖洗3 ~5 次,然后用滅菌的吸水紙吸去水分,把樣品移到PDA 培養(yǎng)基上,在25 恒溫下持續(xù)發(fā)酵3 ~5 d,觀察菌落的形態(tài)。
板栗果實采摘后在處理、運輸、貯藏等過程中受溫度、濕度、氣體成分、后熟等因素影響,使微生物易于生長繁殖,導(dǎo)致不同致病菌污染板栗果實。對此,霍佳歡[3]通過觀察發(fā)現(xiàn),被可可毛色二孢菌感染的板栗呈黃褐色水漬狀,板栗果實內(nèi)部是棕褐色,中間為黑色。王俊鳳[4]通過研究發(fā)現(xiàn),板栗在保藏過程中容易被膠孢炭疽菌感染,初期為褐色后期變黑色,同時被鏈格孢菌侵染的板栗果實會有黃色小斑點,后期變黑褐色。朱祎一等[5]發(fā)現(xiàn),健康板栗接種皮落青霉菌株4 d 后開始腐爛,剛開始是褐色,外圈是淡黃色,中期病斑逐漸擴(kuò)大,產(chǎn)生大量灰綠色孢子。
通過組織分離法,分離純化得到板栗致病菌后,對PDA 平板培養(yǎng)得到單菌落進(jìn)行形態(tài)觀察。張丹[6]經(jīng)實驗得到,在所有條件都相同的情況下,菌落生長情況不相同;顏色呈橘黃色的菌落生長緩慢,明顯小于其他菌落;有的菌落生長迅速,菌絲呈白色,還有的菌落生長速度介于兩者之間,邊緣的菌絲呈淺黃色。張曦晨[2]也有類似的發(fā)現(xiàn):菌落呈現(xiàn)出一個邊緣規(guī)整的圓形,剛開始時是白色的,在經(jīng)過2 ~3 d的培養(yǎng)之后會慢慢變成淺黃色,氣生菌絲呈現(xiàn)出一種白色的棉絮,生長速率適中。張娜娜等[7]也發(fā)現(xiàn)了粉紅單端孢,分生孢子著生于分生孢子梗頂端,分生孢子無色透明、單胞、梨形、表面光滑,有橫膈膜0 ~1 個,不具有縱隔膜,隔膜處縊縮。
候保林等[8]研究發(fā)現(xiàn),板栗在儲藏過程中會受到各種霉菌感染引起感染性疾病,主要病原菌是盤長孢狀刺盤孢、鏈格孢,腐皮鐮孢菌等。劉建華等[9]報道,粉紅單端孢菌是河南板栗果實腐病的主要病原菌之一。袁道強(qiáng)等[10]在板栗病原真菌的分離和感染力研究中發(fā)現(xiàn),青霉、曲霉、毛霉、炭疽菌和疫霉的感染力都在70%以上,混合菌感染為100%。
自身因素、采前因素、貯藏因素是影響板栗貯藏三大因素,板栗種類、品種、板栗的成熟度與貯藏過程中的溫度、濕度、氣體成分也會影響板栗貯藏品質(zhì)。板栗腐敗防控方法主要有氣調(diào)保鮮、低溫冷藏、輻射保鮮貯藏、調(diào)控pH、使用植物精油和化學(xué)抑制劑等。
氣調(diào)儲藏是通過調(diào)整儲藏氣體組成,使O2含量下降、CO2含量升高,使板栗果實呼吸強(qiáng)度和酶活力下降。在脅迫環(huán)境下各種糖類化合物在植物細(xì)胞內(nèi)分解或積累,水解作用增強(qiáng),合成作用減弱,從而導(dǎo)致植物體內(nèi)淀粉、蛋白質(zhì)等大分子化合物降解為可溶性糖、肽以及氨基酸。二氧化碳和純氮氣處理可以明顯地減少板栗可溶性糖的含量,并且還降低了板栗淀粉的降解速率,板栗呼吸強(qiáng)度的變化與糖代謝的變化趨勢一致。與此同時,在經(jīng)過高CO2純N2處理后,板栗淀粉酶活性明顯下降,合適的高CO2處理對病原菌同樣有一定的直接抑制作用[11]。史江莉等[12]對石榴品質(zhì)研究時指出,氣調(diào)貯藏可以改善果實色澤,提高果實外觀品質(zhì)。相比于冷藏,氣調(diào)貯藏能顯著提升果實的貯藏品質(zhì),提高其保鮮效果。適當(dāng)高的二氧化碳處理對板栗中的病原菌有一定的抑制作用,能夠在一定程度上延長板栗果實的貯藏期。與單一的氣調(diào)貯藏法相比,復(fù)合溫度和濕度的氣調(diào)貯藏法可以更好地降低果實腐爛率,提高其貯藏品質(zhì)和保鮮效果。雖然氣調(diào)貯藏法廣泛應(yīng)用于水果蔬菜等產(chǎn)品的貯運,但其設(shè)備一次性投資大、工藝復(fù)雜,且相關(guān)技術(shù)配套和管理程度低,加上國內(nèi)認(rèn)知水平不足,應(yīng)用前景狹窄。
低溫冷藏能顯著延長板栗的貯藏期,可以在一定程度上抑制微生物生長,減少栗果有機(jī)物的消耗,減少呼吸熱。研究發(fā)現(xiàn),低溫冷藏能夠削弱板栗的新陳代謝,減少貯藏物質(zhì)的損耗,抑制代謝活力、降低濕培發(fā)芽率,從而改善板栗的長期貯藏效果。王貴禧等[13]采用-2 的低溫處理可抑制板栗果實的營養(yǎng)流失,保證板栗果實的新鮮度;在低溫環(huán)境下冷藏保質(zhì)期可達(dá)9 個月,好果率92.1%,發(fā)芽率為0。李全宏等[14]認(rèn)為板栗低溫冷藏技術(shù)的核心內(nèi)容是將冷庫中的相對濕度維持在92%~95%、溫度保持在-2 的條件下,這樣可以降低養(yǎng)分的損失,削弱其代謝活性,對板栗的保鮮更為有利。
輻射保鮮貯藏是通過使用放射性元素放出的 、 射線對栗果進(jìn)行輻射,對板栗果實中酶的活性進(jìn)行抑制,并對其進(jìn)行殺菌殺蟲,使果實的新陳代謝變緩慢,進(jìn)而減緩果實的衰老速度達(dá)到防腐保鮮的目的[15]。板栗輻照后冷藏能夠使板栗果實中的營養(yǎng)物質(zhì)保存,降低其淀粉酶活性,使果實得到更好的保藏[16]。輻射保鮮貯藏最大的優(yōu)點是減少化學(xué)藥劑的使用,特別是解決藥物殘留帶來的傷害。王彥祥等[17]通過研究發(fā)現(xiàn),采用輻射處理的方法可以大大降低板栗果實的生蟲和發(fā)芽率,可以達(dá)到半年左右的儲藏,優(yōu)果率可高達(dá)92%。
大多數(shù)植物精油的分子量較小,化學(xué)成分?jǐn)?shù)量較多,主要成分為醛類、丙酮類、萜烯類,精油的抗菌活性則與這些主要成分密切相關(guān)。張曦晨[2]的研究結(jié)果表明,香芹酚對板栗優(yōu)勢致腐菌的抑制作用明顯,用熏蒸的方法對板栗進(jìn)行處理,可以對板栗病害發(fā)生起到很好的控制作用。寧蕾[18]報道,山蒼子精油和南豐蜜橘精油抑制環(huán)境常見霉菌生長效果好,在濃度為8 μL/皿時,山蒼子精油熏蒸可以將PDA 平板開始長霉的時間從1 d 延長至5 d。
閆格[19]的研究結(jié)果顯示,使用化學(xué)藥品可以有效達(dá)到殺菌防霉,減少板栗腐爛,在板栗保藏中使用化學(xué)抑制劑保鮮,能夠有效實現(xiàn)對板栗的保藏,并可以實現(xiàn)板栗的防腐,在板栗保藏期間減少板栗養(yǎng)分損失,還可以抑制板栗酶活,常用的化學(xué)藥品有山梨酸鉀、檸檬酸和甲基托布津溶液等。方中明等[20]以新鮮板栗為材料,采用檸檬酸、檸檬酸鈉、山梨酸鉀作為保鮮劑,探究3 種保鮮劑對板栗儲藏和營養(yǎng)品質(zhì)的影響;實驗結(jié)果顯示,在板栗貯藏過程中,各種防腐劑對果實可溶性蛋白和維生素C 含量均有顯著影響,適宜于板栗貯藏并維持其營養(yǎng)質(zhì)量的防腐劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、山梨酸鉀;2%檸檬酸處理20 min 最有利于板栗的保鮮,保存120 d 后,可溶性蛋白含量為4.367 g/100 g,維生素C 含量為45.641mg/100 g,且超氧化物歧化酶活性較高,好果率可達(dá)92%。
對于板栗制品,如板栗罐頭,可利用有機(jī)酸調(diào)節(jié)酸堿度,強(qiáng)酸強(qiáng)堿的環(huán)境能夠?qū)ξ⑸锛?xì)胞結(jié)構(gòu)造成破壞,從而殺死或抑制微生物的生長繁殖,還能對酶的活性進(jìn)行破壞,從而達(dá)到延長板栗果實保鮮時間的目的。乳酸、蘋果酸、檸檬酸等是常見的有機(jī)酸。研究發(fā)現(xiàn),pH=7 時有利于細(xì)菌的生長繁殖,大多數(shù)微生物在pH <4.3 時不能生存。板栗果仁中含有豐富的多酚氧化酶,是造成板栗果實褐變的主要物質(zhì),PPO 的最適pH 值在4.5 ~6.5。
板栗采收期短,收獲后的果實水分含量高、新陳代謝快,且又被致密的內(nèi)皮和果殼緊密包裹,很容易發(fā)生腐敗變質(zhì),因此迫切需要一種經(jīng)濟(jì)實用的板栗貯藏保鮮方法。本文從板栗果實致病菌的分離純化、腐敗癥狀、致病菌形態(tài)學(xué)特征、致病性的鑒定等4 個方面分析了板栗致病菌的鑒定方法,并從氣調(diào)保鮮、低溫冷藏、輻射保鮮保藏等多方面分析了板栗腐敗的防控機(jī)制,為板栗貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。