2結(jié)果與分析


2.1 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)枝孢菌菌落形態(tài)的影響


由圖1所示,氣調(diào)處理對(duì)枝孢菌的菌落形態(tài)有顯著影響。隨著CO2濃度的升高,枝孢菌的菌落直徑和孢子量逐漸減少,菌落顏色逐漸變淺,與ck處理形成鮮明對(duì)比。ck處理菌絲生長(zhǎng)旺盛且分布均勻,色素呈黃色或淺綠色,菌落邊緣較為整齊;而處理組菌絲生長(zhǎng)較慢,菌絲分布不均,且色素顏色較淺,菌落直徑逐漸變小且菌落邊緣不整齊。在6 d時(shí),60%O2+40%CO2處理剛開(kāi)始長(zhǎng)出白色菌絲,尚未出現(xiàn)孢子;在12 d時(shí),雖然已出現(xiàn)孢子,但仍未擴(kuò)展到整個(gè)菌落。

圖1枝孢菌菌落形態(tài)


2.2 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)枝孢菌微觀形態(tài)的影響


不同O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)枝孢菌微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同影響(圖2)。CK處理菌絲粗細(xì)均勻,表面光滑;90%O2+10%CO2處理菌絲表面平整,而菌絲內(nèi)出現(xiàn)隔膜;80%O2+20%CO2處理菌絲內(nèi)部出現(xiàn)隔膜以及空腔;70%O2+30%CO2處理菌絲表面凹凸不平,且隔膜處菌絲膨脹,中空嚴(yán)重;60%O2+40%CO2處理菌絲表面粗糙,菌絲出現(xiàn)分支,內(nèi)部隔膜與空腔增多。

圖2 12 d時(shí)枝孢菌在400×顯微鏡下的微觀形態(tài)


2.3 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)菌落直徑和孢子量的影響


隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),各處理的菌落直徑與孢子量均呈上升趨勢(shì),而10 d后增長(zhǎng)趨勢(shì)有所減緩(圖3)。孢子生成速率與菌落擴(kuò)展速率隨CO2濃度的升高而降低,70%O2+30%CO2和60%O2+40%CO2處理分別在4 d和6 d時(shí)菌落才開(kāi)始擴(kuò)展并出現(xiàn)孢子,10 d后增長(zhǎng)速率趨于平緩。12 d時(shí)ck、90%O2+10%CO2、80%O2+20%CO270%O2+30%CO2和60%O2+40%CO2處理的孢子量和菌落直徑分別為145.03×106,89.99×106,74.68×106,47.63×106,31.37×106個(gè)和4.68,3.29,2.63,2.05,1.58 cm,且差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。


2.4 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)孢子電導(dǎo)率和內(nèi)容物釋放量的影響


隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),各處理枝孢菌的電導(dǎo)率均呈上升趨勢(shì)(圖4a)。ck處理初期增速較快,8 d后趨于平穩(wěn);70%O2+30%CO2、80%O2+20%CO2和90%O2+10%CO2處理在10 d后達(dá)到平衡;而60%O2+40%CO2處理初期迅速增加,10 d后仍未進(jìn)入穩(wěn)定期,表明高CO2對(duì)枝孢菌的細(xì)胞膜通透性造成了嚴(yán)重的破壞。就整體而言,各處理組電導(dǎo)率隨CO2濃度的升高而增大。


在整個(gè)處理期間,各處理枝孢菌的孢子內(nèi)容物釋放量都呈上升趨勢(shì),且在不同的時(shí)間進(jìn)入平衡期(圖4b)。80%O2+20%CO2、90%O210%CO2和ck處理前期迅速增加,8 d時(shí)基本達(dá)到平衡;而60%O2+40%CO2和70%O2+30%CO2處理孢子產(chǎn)生時(shí)間較晚,而初始內(nèi)容物釋放量及增長(zhǎng)速率顯著高于其余各組。12 d時(shí)ck、90%O2+10%CO2、80%O2+20%CO2、70%O2+30%CO2和60%O2+40%CO2處理的吸光值分別為0.192,0.201,0.213,0.235和0.243。

圖3不同處理對(duì)菌落直徑(a)、孢子量(b)的影響

圖4不同處理對(duì)電導(dǎo)率(a)、內(nèi)容物釋放(b)的影響


2.5 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)枝孢菌后續(xù)生長(zhǎng)曲線的影響


為研究O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)枝孢菌生長(zhǎng)能力的影響,對(duì)處理8 d的枝孢菌生長(zhǎng)曲線進(jìn)行了測(cè)定(圖5)。在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中,所有處理的生長(zhǎng)曲線基本呈S型增加,初期緩慢增加,然后迅速增加,最后進(jìn)入穩(wěn)定期。ck處理的菌絲干重顯著高于其余處理組(P<0.05),且在22 h時(shí)進(jìn)入對(duì)數(shù)期,而70%O2+30%CO2、80%O2+20%CO2和90%O2+10%CO2處理在26 h進(jìn)入對(duì)數(shù)期,60%O2+40%CO2處理在32 h進(jìn)入對(duì)數(shù)期,表明O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)處理延緩了枝孢菌的后續(xù)生長(zhǎng)能力。68 h時(shí)60%O2+40%CO2、70%O2+30%CO2、80%O2+20%CO2、90%O2+10%CO2和ck處理的菌絲干重分別為35.1,52.4,57.5,64.8,91.2 mg。

圖5不同處理對(duì)枝孢菌后續(xù)生長(zhǎng)曲線的影響


2.6 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)SOD和CAT活性的影響


SOD和CAT是清除生物機(jī)體自由基的關(guān)鍵酶,就總體而言,隨著CO2濃度的增加,各處理SOD和CAT活性逐漸降低(圖6)。在12 d時(shí),60%O2+40%CO2、70%O2+30%CO2、80%O2+20%CO2、90%O2+10%CO2和ck處理SOD平均活性分別為1 145,1 630,1 878,2 038,2 649 U,說(shuō)明高CO2降低了枝孢菌的活性氧清除能力。


2.7 O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)對(duì)PG和PMG活性的影響


在整個(gè)處理過(guò)程中,PG和PMG活性基本呈下降趨勢(shì),且隨CO2濃度的增加而降低(圖7)。整個(gè)貯藏期間,ck、90%O2+10%CO2、80%O2+20%CO2、70%O2+30%CO2和60%O2+40%CO2處理的PG和PMG的平均活性分別為2.25,1.64,1.13,1.01,0.88 U和0.83,0.58,0.49,0.37,0.30 U,表明高CO2可以抑制PG和PMG的活性,降低枝孢菌的致病性。

圖6不同處理對(duì)SOD(a)和CAT(b)活性的影響

圖7不同處理對(duì)枝孢菌PG(a)和PMG(b)的影響


3討論


研究指出,氣調(diào)處理能有效減輕果蔬采后病害的發(fā)生,如10%O2+10%CO2氣調(diào)處理能顯著降低拮抗酵母對(duì)甜櫻桃青霉病和黑斑病的發(fā)生;7.5%~30%CO2和1.5%O2能夠顯著降低芹菜的腐爛,1%或2%O2結(jié)合2%或4%CO2可明顯抑制芹菜黑徑病的危害。本研究采用O2/CO2氣體處理方式,顯著降低了枝孢菌的活力和再生長(zhǎng)能力,并降低其致病能力,表現(xiàn)出很好的抑菌效果。


Amanatidou等研究表明,高O2促進(jìn)好氧微生物體內(nèi)活性氧的產(chǎn)生;Farber指出,CO2可以直接抑制微生物內(nèi)酶的作用或降低酶的反應(yīng)速率,這與本研究O2/CO2氣調(diào)處理降低枝孢菌SOD和CAT活性的結(jié)果一致。本研究中氣調(diào)處理的枝孢菌孢子電導(dǎo)率及內(nèi)容物釋放量顯著超過(guò)對(duì)照組,可能與O2/CO2氣調(diào)處理?yè)p傷枝孢菌活性氧清除系統(tǒng),導(dǎo)致生物膜中脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)Na+、Ca2+等離子外流有關(guān),菌絲內(nèi)部存在大量空腔也證實(shí)了這一點(diǎn)(圖2)。


Wszelaki等研究指出,高O2對(duì)離體灰葡萄孢菌生長(zhǎng)的抑制無(wú)后續(xù)效應(yīng),而本試驗(yàn)處理8 d后,枝孢菌的生長(zhǎng)曲線結(jié)果與此相反,表現(xiàn)出一定的后續(xù)效應(yīng)。因此,O2/CO2氣調(diào)可更好的控制果蔬貯藏過(guò)程中枝孢菌的危害。本課題組的前期研究表明,西蘭花在0,10,20℃時(shí),適宜的O2/CO2氣調(diào)氣體比例分別為60%O2+40%CO2、50%O2+50%CO2和40%O2+60%CO2,耐受的CO2濃度很高,這與高O2能緩解CO2傷害有關(guān)。本研究使用的CO2比例最高為40%,就能達(dá)到很好的抑菌效果,表明O2/CO2氣調(diào)在果蔬保鮮及抑菌方面具有廣闊的應(yīng)用前景。


4結(jié)論


綜上所述,O2/CO2主動(dòng)自發(fā)氣調(diào)可降低枝孢菌生長(zhǎng)活力、活性氧清除能力和致病能力,并對(duì)處理后的生長(zhǎng)產(chǎn)生后續(xù)效應(yīng),且隨著CO2濃度的升高,抑菌效果逐漸增強(qiáng)。該研究為O2/CO2氣調(diào)過(guò)程中果蔬采后病害的控制提供了理論依據(jù)。


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