加拿大一枝黄花乙醇提取物的抑菌效应及在脐橙保鲜中的应用

陈永忠

(豫章师范学院继续教育中心，江西南昌 330103)

脐橙(CitrussinensisOsbeck)属芸香科柑橘属，富含维生素C等人体所必需的多种营养成分和活性物质，营养和保健价值较高，深受人们的喜爱，是江西地区重要的经济作物[1]。近年来，随着脐橙种植规模的不断扩大，集中销售的压力也越来越大，如何提高储藏保鲜品质，延长供应期已成为脐橙产业亟须解决的关键问题[2]。青霉病、绿霉病和黑腐病是脐橙储藏过程中最为常见的3种侵染性病害，分别由意大利青霉(Penicilliumitalicum)、指状青霉(P.digitatum)和柑橘链格孢(Alternariacitri)引起，常造成脐橙果实大量腐烂，严重影响经济效益[3-4]。目前，在生产上主要使用冷藏结合化学药剂的方法进行脐橙储藏保鲜，常用化学剂有抑霉唑、噻菌灵等，长期使用不仅会对人体健康造成严重威胁，而且会引起环境污染和病原菌的抗药性，高效、安全、低成本的天然保鲜剂已成为当今果蔬储藏保鲜研究的热点[5]。

加拿大一枝黄花(SolidagodecurrensL.)是一种入侵我国的恶性杂草，蔓延速度较快，严重影响我国农业生产，已成为我国外来入侵植物的防治重点[6-8]。现有研究表明，加拿大一枝黄花体内含有大量的萜类、多酚类、黄酮类等活性物质，如何变废为宝、合理利用已成为当前研究的重要内容[9]。丁月等研究表明，加拿大一枝黄花叶部精油对灰霉菌的抑菌效果和对菌体的破坏能力显著优于花部精油[10]；李军红等研究表明，加拿大一枝黄花叶挥发油对金黄色葡萄球菌、番茄青枯病病菌、马铃薯环腐病病菌、白菜软腐病病菌、桃根腐病病菌均有一定的抑制作用[11]；张基胜等研究表明，加拿大一枝黄花水提取液对螨虫具有一定的杀灭活性，且对人畜安全，可用于植物源农药的开发[12]；汤晓等研究表明，苗期加拿大一枝黄花的叶片乙醇提取物具有较高的抗亚油酸过氧化活性，可作为天然抗氧化剂加以利用[13]；刘淑敏等研究表明，草莓果实采用加拿大一枝黄花精油熏蒸处理可明显减缓衰老速度和降低腐烂率，可用于天然保鲜剂的开发[14]。但目前关于加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙储藏保鲜方面的研究少有报道。因此，本研究以赣南脐橙果实为对象，分析加拿大一枝黄花不同部位乙醇提取物对脐橙致病菌的抑菌效应和脐橙储藏保鲜的影响，以期为加拿大一枝黄花的资源利用和脐橙储藏保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试脐橙品种为赣南脐橙，购于江西省南昌市豫章农贸市场，所购果实色泽、成熟度及大小相近，无明显的病虫害和机械损伤；供试菌种为意大利青霉、指状青霉和柑橘链格孢，由中国农业科学院植物保护研究所提供；供试加拿大一枝黄花种子采自华东交通大学孔目湖边，在豫章师范学院日光温室进行种植。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于2016年5月15日在豫章师范学院实验室进行。加拿大一枝黄花根、茎、叶及花部位的乙醇提取物参照刘佑席的方法[15]进行制备，分别将浓度设置为 0.1 g/mL 进行抑菌试验，具体参照任艳芳等方法[16]进行；采用倍数稀释法将抑菌效应最好的花部位乙醇提取物浓度分别设置为0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL进行最低抑菌浓度(minimun inhibitory concentration，简称MIC)试验，具体参照任艳芳等的方法[16]进行；乙醇提取物对脐橙储藏保鲜影响试验共设置6个处理，即分别以花部位乙醇提取物浓度为0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL的溶液浸泡 3 min，以生理盐水浸泡作为对照，待自然风干后，用PE(聚乙烯)保鲜袋包装，放入冷藏柜进行储藏，每个处理600个果实，其中400个果实用于随机挑选测定各项指标，200个果实用于病原菌接种，病原菌菌体浓度为1×106个/mL，接种量为20 μL，测定发病率。

1.2.2 项目测定及方法 采用任艳芳等的方法[16]进行病原菌抑制率测定，抑制率(I)=(DO-DL)/DL×100%，其中DO表示对照菌落直径，DL表示处理菌落直径；发病率=发病数/总数×100%；脐橙储藏品质指标测定从储藏当天开始，每隔15 d测定1次，具体指标及方法为腐败率=腐败数/总数×100%；失质量率=(果实储藏前质量-果实储藏后质量)/果实储藏前质量×100%；硬度采用手持硬度计法测定；维生素C、可滴定酸及可溶性固形物含量分别采用2，6-二氯酚靛酚法、酸碱中和转移法和折光仪法进行测定；超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，简称SOD)活性和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase，简称PAL)活性测定分别采用抑制氮蓝四唑(NBT)光还原比色法和苯丙氨酸比色法。

1.2.3 数据分析 采用Excel 2007软件对数据进行处理及作图，用SPSS 18.0软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 加拿大一枝黄花不同部位乙醇提取物的抑菌效果

如表1所示，在乙醇提取物供试质量浓度为0.1 g/mL的条件下，加拿大一枝黄花根、茎、叶、花4个不同部位的乙醇提取物对脐橙3种病原菌的抑制率存在明显差异。花部位乙醇提取物对意大利青霉的抑制率为87.39%，与叶部位间差异达到显著水平(P<0.05)，与根、茎部位间差异达到极显著水平(P<0.01)；花部位的乙醇提取物对指状青霉的抑制率为 79.25%，与根、茎部位间差异达到极显著水平(P<0.01)；花部位的乙醇提取物对柑橘链格孢的抑制率为91.26%，与叶部位间差异达到显著水平(P<0.05)，与根、茎部位间差异达到极显著水平(P<0.01)；通过比较加拿大一枝黄花4个不同部位乙醇提取物的综合抑菌效果可知，花部位乙醇提取物对3种病原菌的综合抑制率最高，平均为85.97%，较根、茎、叶部位的综合抑菌效率分别提升18.63、21.10、7.81百分点，与叶部位间差异达到显著水平(P<0.05)，与根、茎部位间差异达到极显著水平(P<0.01)。这说明，加拿大一枝黄花不同部位的乙醇提取物对脐橙3种病原菌的生长存在不同程度的抑制作用，花部位抑制作用最强。

表1 加拿大一枝黄花不同部位乙醇提取物对3种脐橙病原菌的抑制率

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著，不同大写字母表示在0.01水平上差异显著，下表同。

不同浓度加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物对脐橙病原菌的抑制率如表2所示，花部位乙醇提取物对意大利青霉、指状青霉和柑橘链格孢3种病原菌的MIC分别为0.075、0.050、0.100 g/mL。0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL质量浓度的乙醇提取物平均抑菌效率分别为66.46%、76.01%、84.36%、85.97%、85.97%，其中，质量浓度为 0.075 g/mL 的平均抑菌效率与0.050、0.025 g/mL间差异分别达到显著水平(P<0.05)、极显著水平(P<0.01)，而与0.100、0.200 g/mL的平均抑菌效率差异均未达到显著水平(P>0.05)。这说明，不同浓度的加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物对脐橙3种病原菌的抑制率存在明显不同，其中以质量浓度为0.075 g/mL的处理效果较为理想。

2.2 加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙发病率的影响

由表3可知，脐橙在经病原菌接种10 d后，对照脐橙的青霉病、绿霉病、黑腐病发病率分别高达79.62%、85.83%、87.19%。经5种质量浓度的加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理，脐橙的青霉病、绿霉病及黑腐病发病率均有不同程度的下降，其中质量浓度为0.075 g/mL处理的脐橙青霉病、绿霉病及黑腐病发病率分别较对照降低53.8、55.9、60.44百分点，而质量浓度为0.025、0.050 g/mL处理的脐橙发病率虽较对照有一定程度的降低，但均显著高于 0.075 g/mL 处理。这说明，不同浓度的加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物可以抑制脐橙青霉病、绿霉病及黑腐病的发生，其中以质量浓度为0.075 g/mL的处理效果最佳。

表2 不同浓度加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物对3种脐橙病原菌的抑制率

表3 不同浓度加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物对脐橙发病率的影响

2.3 加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙储藏保鲜的影响

2.3.1 加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙腐败率和失质量率的影响 腐败率和失质量率是衡量果蔬采后储藏的重要指标[17]。如图1-a所示，脐橙在储藏过程中，6种处理的脐橙腐败率均随着时间的增加呈现逐渐上升的趋势，其中CK在整个储藏期间始终保持处理间最高。在储藏达到75 d时，0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL质量浓度的脐橙花部位乙醇提取物处理的脐橙腐败率分别达到23.28%、19.66%、15.24%、14.62%、14.28%，较CK分别降低26.00、26.92、34.04、34.66、35.00百分点，质量浓度为0.075 g/mL处理的脐橙腐败率显著低于0.025、0.500 g/mL处理(P<0.05)，与0.100、0.200 g/mL处理间差异未达到显著水平(P>0.05)。这说明，加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理可以降低脐橙采后储藏的腐败率，其中以质量浓度为 0.075 g/mL 的处理效果最佳，其原因可能是由于加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理可显著抑制脐橙病原菌生长。由图1-b可知，在6种处理条件下，脐橙失质量率随着储藏时间的延长均呈现逐渐上升的趋势，其中CK在整个储藏期间始终保持最高。在储藏达到75 d时，0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL质量浓度的脐橙花部位乙醇提取物处理的脐橙腐败率分别较对照降低 3.59、4.71、6.13、6.68、6.70百分点，其中质量浓度为 0.075 g/mL 处理的脐橙失质量率显著低于0.025、0.500 g/mL处理(P<0.05)，与0.100、0.200 g/mL处理间差异未达到显著水平(P>0.05)。这说明，加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理可以降低脐橙采后储藏的失质量率，其中以质量浓度为0.075 g/mL处理的效果最佳，原因可能是加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理的脐橙腐败率显著降低，进而造成脐橙呼吸消耗降低，失质量减少。

2.3.2 加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙品质的影响 硬度、维生素C含量、可滴定酸含量及可溶性固形物含量是衡量果蔬储藏品质的重要指标[18]。加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙储藏品质的影响如图2所示，在整个储藏期间，6种处理条件下的脐橙硬度、维生素C含量、可滴定酸含量及可溶性固形物含量均随着时间增加呈现逐渐降低的趋势，其中CK始终保持最低。在储藏达到75 d时，0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL质量浓度处理下的脐橙花部位乙醇提取物处理的脐橙硬度分别达到1 797、1 835、2 057、2 082、2 105 g，较CK分别提升7.28%、9.55%、22.81%、24.3%、25.67%；脐橙维生素C含量分别达到 40.18、42.18、46.95、47.36、47.52 mg/100 g，较CK分别提升10.84%、16.36%、29.52%、30.65%、31.09%；脐橙可滴定酸含量分别达到0.37%、0.41%、0.48%、0.49%、0.51%，较CK分别提升0.06、0.10、0.17、0.18、0.20百分点；脐橙可溶性固形物含量分别达到7.32%、7.45%、8.16%、8.22%、8.28%，较CK分别提升0.51、0.64、1.35、1.41、1.47百分点。其中，质量浓度为0.075 g/mL时，脐橙的硬度、维生素C含量、可滴定酸含量及可溶性固形物含量均显著高于 0.025、0.050 g/mL处理(P<0.05)，与0.100、0.200 g/mL处理间差异未达到显著水平(P>0.05)。这说明，加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物可有效延缓脐橙变软，减缓维生素C、可滴定酸及可溶性固形物含量降低，提升脐橙储藏品质，其中尤以质量浓度为 0.075 g/mL 的处理最佳，原因可能是加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物可有效降低脐橙的呼吸强度，进而减缓脐橙维生素C、可滴定酸及可溶性固形物含量的降低。

2.4 加拿大一枝黄花乙醇提取物对脐橙保护酶活性的影响

PAL是植物体内苯丙烷代谢的关键酶，与植物的抗病性强弱密切相关[20]。如图3-b所示，脐橙在储藏过程中，6种处理的PAL活性均呈现先升高后降低的趋势，且CK的PAL活性始终保持最低。CK及质量浓度为0.025、0.050 g/mL乙醇提取物处理的脐橙PAL活性在储藏30 d时达到最大值，而质量浓度为0.075、0.100、0.200 g/mL乙醇提取物处理的脐橙PAL活性在45 d时达到最大值，0.025、0.050、0.075、0.100、0.200 g/mL质量浓度处理的脐橙PAL活性最大值分别为39.05、41.66、45.58、47.08、47.52 U/(g·h)，较CK分别提升10.25%、17.62%、28.68%、32.92%、34.16%，其中在0.075 g/mL质量浓度处理下，脐橙PAL活性显著高于0.025、0.500 g/mL处理(P<0.05)，与 0.100、0.200 g/mL处理间差异未达到显著水平(P>0.05)。这说明，加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物可以提升采后储藏过程中脐橙的PAL活性，从而提升脐橙抗病性，其中尤以质量浓度为0.075 g/mL的处理最佳。

3 结论与讨论

加拿大一枝黄花体内含有大量的萜类、多酚类、黄酮类等活性物质，具有明显的抑菌效应。丁月等研究表明，加拿大一枝黄花叶部精油对灰霉菌具有显著的抑菌效果，对菌体具有一定的破坏能力[10]；李军红等研究表明，加拿大一枝黄花叶挥发油对金黄色葡萄球菌、番茄青枯病病菌、马铃薯环腐病病菌、白菜软腐病病菌、桃根腐病病菌均具有一定的抑制作用[11]。本研究结果表明，加拿大一枝黄花不同部位乙醇提取物对意大利青霉、指状青霉和柑橘链格孢均具有不同程度的抑制作用，其中花部位抑制作用最强，最佳抑制浓度为 0.075 g/mL，综合抑菌率达到85.97%。

腐败率、失质量率及商品品质是衡量果蔬储藏保鲜效果的重要指标[17-18]。刘淑敏等研究表明，采用0.1‰加拿大一枝黄花精油熏蒸处理12 h后，草莓果实腐烂率和失质量率较对照显著降低，硬度较对照显著升高，可溶性固形物和可滴定酸含量较对照无明显变化[14]。本研究结果表明，0.075 g/mL加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理可显著降低采后脐橙的腐败率和失质量率，分别较对照降低34.04、6.13百分点；0.075 g/mL 加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物处理可显著提升采后脐橙商品品质，硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量分别较对照提升22.81%、29.52%、1.35百分点、0.17百分点，其原因可能是0.075 g/mL加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物可显著提升脐橙对致病菌的抑菌效率，腐败率显著降低，呼吸消耗显著降低，进而减缓了硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量的降低。

综上所述，0.075 g/mL加拿大一枝黄花花部位乙醇提取物抑菌效果最强，可显著降低采后脐橙的腐败率和失质量率，显著提升脐橙的SOD和PAL活性，显著提升脐橙储藏品质。本研究结果可以为加拿大一枝黄花天然保鲜剂的开发和脐橙储藏保鲜提供一定的理论依据。