本课题组在蒜薹保鲜研究中得出,80% O2+20% CO2主动自发气调在20 ℃下具有很好的保鲜效果,但O2/CO2主动自发气调能否在微生物控制方面起到应有作用需要进一步研究。为此,山东理工大学农业工程与食品科学学院的刘莎莎、张玉笑、郭衍银*等人通过研究密封容器内不同初始O2/CO2气体比例对桃吉尔霉生长的影响,探究主动自发气调对桃吉尔霉的调控作用及其在果蔬保鲜中的潜在价值,为果蔬贮藏过程中病害的控制提供依据。
1、主动自发气调对桃吉尔霉菌落形态的影响
初始O2/CO2比例对桃吉尔霉生长影响极大,CK组在第5天时培养皿内就长满了菌丝及黑色孢子,100% O2处理组的菌丝及孢子生长量与CK组类似。随着CO2比例的升高,桃吉尔霉生长受到的抑制越大,90% O2+10% CO2处理组的培养皿内虽然长满了菌丝、孢子,但其颜色明显淡于CK组,80% O2+20% CO2处理组虽然有菌丝生成,但无黑色孢子产生。
2、主动自发气调对桃吉尔霉微观形态的影响
第5天时,CK组的菌丝体粗细均匀,表面光滑,囊轴圆滑饱满,孢子囊破裂后可释放分生孢子;100% O2处理组菌丝体较为粗壮,囊轴饱满且较CK组更大,孢子囊破裂可释放大量分生孢子;90% O2+10% CO2处理组的菌丝体与CK组无明显差别,但囊轴出现畸形,呈葫芦状,且孢子量减少,孢子囊释放的分生孢子较少;80% O2+20% CO2处理组的菌丝体开始出现分枝,孢子囊在菌丝顶端未成熟且呈现畸形,未发现脱落的孢子囊,因此没有其孢子囊及释放孢子的图片。第10天时,CK、100% O2处理组的菌丝体较5 d时更粗大,囊轴更加饱满,但孢子囊释放的孢子数目减少,这可能与桃吉尔霉完成一个生长周期有关。
3、气调袋内CO2体积分数和O2体积分数的变化
CO2体积分数随桃吉尔霉处理时间延长呈现逐渐上升趋势,并在第10天达到平稳阶段。80% O2+20% CO2、90% O2+10% CO2处理组在培养末期(14 d)CO2体积分数分别达到了32.6%、18.1%。而CK、100% O2处理组CO2体积分数上升较慢,直到末期仍维持较低水平,且CO2体积分数均低于20%。100% O2处理组CO2体积分数低于CK组,其他O2/CO2组处理高于CK组,各处理组间差异显着(P<0.05)。O2体积分数随桃吉尔霉处理时间延长呈现逐渐下降趋势,除CK处理组外,其他3?个处理组的O2体积分数虽有下降,但其体积分数均高于65%。
4、主动自发气调对桃吉尔霉孢子量的影响
各处理组孢子量随着处理时间的延长呈先上升后下降的趋势。CK、100% O2、90% O2+10% CO2处理组均在第12天时出现峰值,且90% O2+10% CO2处理组孢子量显着低于CK组(P<0.05)。培养12 d后孢子量下降,可能与后期培养基营养成分减少或CO2浓度过高抑制有关。80% O2+20% CO2处理组因无孢子产生,故图中未出现该组折线。
5、主动自发气调对桃吉尔霉孢子电导率和DNA释放量的影响
随着处理时间延长,桃吉尔霉电导率呈现逐渐增大的趋势。与CK组相比,100% O2处理显着降低了电导率,90% O2+10% CO2处理显着增大了电导率(P<0.05),对细胞膜的破坏最严重。因此高O2高CO2气调处理可导致细胞膜透性增加,CO2浓度越高,对菌细胞损伤越严重。
各处理组孢子内DNA释放量均呈现先快速增长、再平缓过度、最后下降的趋势。整个处理过程中,100% O2处理组DNA释放量显着低于CK组(P<0.05),说明100% O2对桃吉尔霉细胞膜无破坏效果;在处理前10 d,90% O2+10% CO2处理组DNA释放量高于CK组,说明主动自发气调对细胞造成了伤害,但末期低于CK组,可能与末期90% O2+10% CO2处理组孢子量大幅度减少有关。
6、主动自发气调对桃吉尔霉SOD、POD活力的影响
随着处理时间的延长,SOD活力呈现先升后降再升的趋势,在第6天时呈现一个峰值。在各处理组中,100% O2处理组SOD活力最高,而90% O2+10% CO2处理组最低,100% O2、CK和90% O2+10% CO2处理组的SOD平均活力分别为1 474.1、1 171.4、956.8?U/mL。POD活力也是第6天出现峰值,然后稍下降,10 d后有所上升,100% O2、CK和90% O2+10% CO2处理组的POD平均活力分别为0.318、0.253、0.203?U/mL,且达到显着差异水平(P<0.05)。
7、主动自发气调对桃吉尔霉PG、PMG活力的影响
随着处理时间的延长,PG、PMG活力基本呈现下降趋势。就整个培养期间的活力而言,100% O2组PG、PMG活力均最高,CK组其次,90% O2+10% CO2处理组最低,这3?个处理组PG和PMG的平均活力分别为3.32、2.94、2.71 U/mL和0.99、0.81、0.73?U/mL,差异达显着水平(P<0.05)。说明高CO2环境可抑制PG和PMG活力,降低桃吉尔霉的致病性。
讨 论
O2/CO2主动自发气调对于控制桃吉尔霉致病性有良好的效果,在O2、CO2的协同作用下,可造成桃吉尔霉菌丝损伤、电导率及孢子DNA释放量增加,SOD、POD、PG和PMG活力降低,甚至致使桃吉尔霉不能产生孢子,进而降低其在果蔬贮藏中的危害,特别是当O2/CO2主动自发气调的CO2比例超过10%情况下,抑制效果更为显着。该研究结果为果蔬贮藏过程中霉菌的控制提供了理论参考。