（食品科學專業(yè)論文）超聲波結(jié)合水楊酸或結(jié)合熱處理對鴨梨采后病害的影響.pdf

中文摘要 本文探索了超聲波作為一種食品保藏手段在水果采后的應用潛力，以鴨梨為試材，研究超 聲波單獨處理及其和藥劑、和熱結(jié)合處理對鴨梨果實采后病害的控制效果、可能的原因分析以 及對鴨梨果實特性的影響，為超聲波及其與其他技術(shù)結(jié)合處理在水果采后保鮮方面的應用做出 了開拓性的探索。 研究表明：采用頻率4 0 6 0k h z 的超聲波處理鴨梨果實，在貯藏過程中果實硬度、可溶性 同形物含量和可滴定酸含量變化與對照無差別；并且未降低接種發(fā)病果實的病斑面積。 分別采用1m m 、5m m 水楊酸結(jié)合超聲波處理1 5 2 0m i n 能夠明顯降低損傷接種p e n i c i l l i m e x p a n s u m 的發(fā)病率和病斑面積，提高過氧化物酶活性，且隨著超聲波結(jié)合水楊酸處理時間的增 加抑制效果明顯。在2 0 c 貯藏條件下，超聲波結(jié)合水楊酸處理對鴨梨硬度、可溶性固形物含量 和可滴定酸含量變化無明顯影響。 超聲波結(jié)合熱5 0 2 c 處理5r a i n 對鴨梨常見的兩種采后病害p e n i c i l l i me x p a n s u m 和 a l t e r n a r i a a l t e r n a t a 有很好的控制效果，顯著優(yōu)于單獨熱處理效果，能夠明顯降低損傷接種發(fā)病 率和病斑面積，提高受侵染果肉組織中的過氧化物酶、多酚氧化酶活性，在處理后能夠明顯抑 制病原菌在侵染發(fā)生前病斑的形成和阻斷侵染發(fā)生后的病斑的擴展，抑制病原菌生長、減低病 害的嚴重程度；并且可以明顯降低采后鴨梨的自然發(fā)病率。 超聲波結(jié)合5 0 c 熱水處理5m i n 沒有引起果實表面?zhèn)凸麑嵅涣挤磻?。于室溫下貯藏， 在不改變鴨梨正常后熟前提下，提高了同酸比改善了食用品質(zhì)。 關(guān)鍵詞：超聲波，水楊酸，熱，鴨梨，病害 a b s t r a c t t h i sp a p e re x p l o r e st h ep o t e n t i a l so fu s i n gu l t r a s o n i cw a v e st op r e s e r v ef r u i t sa f t e rh a r v e s t b y u s i n gy ap e a ra st h em a t e r i a l ，t h ee f f e c t so f u l t r a s o u n dt r e a t m e n t ，u l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t hs a l i c y l i c a c i dt r e a t m e n to ru l t r a s o u n dp l u sh e a tt r e a t m e n to np o s t h a r v e s td i s e a s eo fy ap e a rh a db e e nr e s e a r c h e d a l s ow ee v a l u a t e dt h ee f f e c to f t h e s et r e a t m e n t so nt h ee d i b l ep r o p e r t yo fy ap e a r t h i si sap i o n e e r i n g e f f o r ti nu s i n gu l t r a s o u n da n du l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t ho t h e rp r e s e r v a t i o nm e t h o d st ot r e a tf r u i t s a f t e rh a r v e s t i ts h o w e dt h a tt h e r ew a s n ta n yd i f f e r e n c eb e t w e e nt h ey ap e a rt r e a t e db yu l t r a s o u n da tf r e q u e n c y 4 0 6 0 k h za n dc o n t r o lf r u i ti nf r u i th n n n a s s i ns o l u b l es o l i dc o n t e n ta n di nt i t r a t j b l ea c l d i t yd u r i n g s t o r a g ea tr o o mt e m p e r a t u r e t h e r ew a sn od i f f e r e n c eo fl e s i o nd i a m e t e rs i z ei nu l t r a s o u n dt r e a t e d f r u i ta n di nc o n t r o lf r u i t t r e a t m e n tw i t hu l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t h1m ma n d5m ms a l i c y l i ca c i df o r1 5t o2 0m i n u t e s r e s p e c t i v e l yc o u l dd i s t i n c t l yr e d u c ei n c i d e n c eo f t h ed i s e a s ep e n i c i l l i me x p a n s u ma n dt h el e s i o na r e a b yi n o c u l a t i o na n di n c r e a s e dt h ea c t i v i t yo fp e r o x i d a s e a n dt h ee f f e c to fi n h i b i t i o ni n c r e a s e dw i t h i n c r e a s i n gt h et i m eo ft r e a t m e n tw i t hu l t r a s o u n di nc o m b i n a t i o nw i t hs a l i c y l i ca c i d ，n os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c ea p p e a r sb e t w e e nt h ey ap e a rt r e a t e db yu l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t hs a l i c y l i ca c i da n dt h e c o n t r o lo n ei nf r u i tf i r m n e s sa n di nt h ec o n t e n to fs o l u b l es o l i d sa n dt i t r a t a b l ea c i dd u r i n gs t o r a g ea t r o o mt e m p e r a t u r e u l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t hh e a ta t5 0 2 f o r5m i n sh a dg o o de f f e c t so ni n h i b i t i n gt h e d e v e l o p m e n to f t h ed i s e a s ec a u s e db yp e n i c i l l i me x p a n s u mo ra l t e r n a r i aa l t e r n a t e i tw a sf a rm o r e e f f e c t i v et h a nh e a tt r e a t m e n ta l o n e t h e1 e s i o ni n c i d e n c ea n d1 e s i o nd i a m e t e rc o u l db ed e c r e a s e d s i g n i f i c a n t l ya n dp o d o rp p oa c t i v i t yw a se n h a n c e db yu l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t hh e a tt r e a t m e n t i t w a sa b l et oc o n t r o lt h ep a t h o g e na n dp r e v e n tt h ef o r m a t i o no fl e s i o n sb e f o r ei n f e c t i o nh a so c c u r r e da n d s t o pt h es p r e a do f l e s i o n sa f t e ri n f e c t i o nh a so c c u r r e d u l t r a s o u n dc o m b i n e dw i t h5 0 ch o tw a t e rt r e a t m e n tn e i t h e rc a u s e ds u r f a c ed a m a g et of r u i t sn o r i m p a i r e dq u a l i t yp a r a m e t e r so f f r u i t i ti n c r e a s e dt h er a t i ob e t w e e ns o l u b l es o l i d sa n dt i t r a t a b l ea c i da n d t h ee d i b i l i t yo f t h ef r u i tb ys t o r i n gu n d e rr o o mt e m p e r a t u r ew i t h o u tc h a n g i n gt h en o r m a lr i p e n i n go f t h e f r u i t k e yw o r d s ：u l t r a s o u n d 。s a l i c y l i ca c i d ，h e a l 婦p e a r , d i s e a s e i i 圖表目錄 表2 - i 水楊酸不同濃度結(jié)合超聲波處理對損傷接種果實病斑面積的影響8 表2 - 2 水楊酸結(jié)合超聲波處理對果實接種發(fā)病率的影響9 表3 1 不同超聲波處理時問對鴨梨損傷接種a a l t e r n a t a 果實發(fā)病率影響1 7 表3 - 2 不同超聲波熱處理時問對鴨梨損傷接種p e x p a n s u m 果實病斑面積和發(fā)病率的影響1 9 表3 - 3 超聲波結(jié)合熱處理對果實自然腐爛發(fā)病率的影響2 1 圖2 - 1 水楊酸結(jié)合超聲波不同處理時間在損傷接種p e n i c i l l i me x p a n s u m 后對果實病斑面積的影 響1 ( 1 圖2 - 2 超聲波結(jié)合水楊酸處理對損傷接種p e x p a n s u m 后鴨梨果實過氧化物酶活性變化的影響1 l 圖2 ，3 水楊酸結(jié)合超聲波處理對鴨梨2 0 貯藏過程中硬度、可溶性固形物、可滴定酸含量的影 響，1 3 圖3 1 超聲波不同處理時間對鴨梨損傷接種a a l t e r n a t a 后病斑面積的影響1 6 圖3 - 2 超聲波結(jié)合5 0 c 熱處理不同處理時間對鴨梨損傷接種a a l t e r n a t a 后病斑面積和發(fā)病率的 影響1 7 圖3 - 3 超聲波結(jié)合4 4 c 熱處理不同處理時間對鴨梨損傷接種a a l t e r n a t a 后病斑面積和發(fā)病率的 影響1 8 圖3 4 超聲波結(jié)合不同熱處理溫度對鴨梨損傷接種p e n i c i l l i me x p a n s u m 后發(fā)病率和病斑面積的 影響2 0 圖3 - 5 超聲波結(jié)合不同熱處理溫度對鴨梨損傷接種a b e r n a r i aa l t e r n a t a 后病斑面積和發(fā)病率的影 響2 1 圖3 - 6 損傷接種p e n i c i l l i me x p a n s u m 后不同培養(yǎng)時間f 超聲波結(jié)合熱處理對病斑面積和接種發(fā) 病率的影響2 4 圖3 - 7 損傷接種a l t e r n a r i a a l t e r n a t a 后不同培養(yǎng)時間下超聲波結(jié)合熱處理對病斑面積和接種發(fā)病 率的影響2 5 圖3 - 8 熱結(jié)合超聲波前處理對鴨梨損傷接種p e n i c i l l i me x p a n s u m 和a l t e r n a r i aa l t e r n a t a 病斑面積 的影響2 7 圖3 - 9 熱結(jié)臺超聲波預處理p e n i c i l l i me x p a n s u m 孢子懸浮液后對鴨梨損傷接種病斑面積和發(fā)病 率的影響2 8 圖3 - l o 熱結(jié)合超聲波預處理a l t e r n a r i aa l t e r n a t a 孢子懸浮液后對鴨梨損傷接種病斑面積和發(fā)病 率的影響2 9 圖3 - l1 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨損傷接種p e x p a n s u m 后果實過氧化物酶活性的影響3 0 圖3 - 1 2 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨損傷接種p e x p a n s u m 后果實多酚氧化酶活性的影響3 1 圖3 一1 3 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨果實硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量的影響- 3 4 圖3 - 1 4 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨呼吸強度的影響3 5 圖3 1 5 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨乙烯釋放的影響3 5 圖3 - 1 6 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨貯藏過程中果實過氧化物酶活性的影響3 6 圖3 1 7 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨貯藏過程中果實多酚氧化酶活性的影響_ 3 6 v 獨創(chuàng)性聲明 f1 1 4 u 5 , 7 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究 成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已 經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學或其它教育機構(gòu)的學位 或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文 中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名：d 朔旨辛公 時間：c j 響r 年，月弘日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解中國農(nóng)業(yè)大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權(quán)保 留送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描 等復制手段保存、匯編學位論文。同意中國農(nóng)業(yè)大學可以用不同方式在不同媒體上 發(fā)表、傳播學位論文的全部或部分內(nèi)容。 ( 保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議) 研究生簽名： 幽e 松時間：。1 l 卵r 年6 月心日 導師簽名 時間： o 神f 年6 月掣日 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文 第一章引言 1 1 研究目的、意義和內(nèi)容 第一章引言 鴨梨是我國的傳統(tǒng)名牌品種，是我國主要的出口水果種類之一。果實外觀美，肉質(zhì)細，豐 產(chǎn)，耐貯性好，深受人們的喜愛。 鴨梨采后貯藏過程中容易遭受青霉菌( p e n i c u l l i u me x p a n s u m ) 、鏈格孢( a l t e r n a r i a a l t e r n a l a ) 等病原微生物的侵染，通常采后鴨梨貯藏前使用一些化學藥劑，如撲海因、施?？说葰⒕鷦┻M 行處理來控制采后微生物引起的腐爛。目前世界上對用于控制果蔬采后腐爛的化學殺菌劑的使 用仍然較為廣泛，然而，長期的使用化學藥劑導致病菌產(chǎn)生的抗藥性降低了化學藥劑的防病效 果，同時生產(chǎn)上頻繁和高濃度的使用化學藥荊造成農(nóng)藥在栗蔬上的殘毒量增加而威脅著人類的 健康、對環(huán)境造成不可預計的后果，使得人們越來越不提倡在采后新鮮的產(chǎn)品貯藏保鮮過程中 使片j 化學合成殺菌劑，因此，利用非傳統(tǒng)方法來來控制果蔬采后腐爛逐漸成為研究的重點。 目前國內(nèi)外研究工作的重點都集中在通過物理的、化學的、生物誘導的方法來增強果蔬自 身對病原菌侵染的抵抗能力1 1 2 。l 。水楊酸( s a l i c y l i c a c i d ) ，簡稱s a ，化學名稱鄰羥基苯甲酸， 是一種植物體內(nèi)天然產(chǎn)生的簡單酚類化合物。s a ，“泛存在于高等植物中，被看作一種新的植 物內(nèi)源激素，在果實上施用s a 可以起到誘導果實自身產(chǎn)生對抗病原微生物侵染的抗病性，降 低腐爛發(fā)生率，對果實具有一定的保鮮作用口一i 。 采后熱處理方法( 包括熱水處理和熱愈傷) 被認為是控制采后腐爛的最有前景的方法之一， 目前被廣泛地實驗，并被視為是一種控制果蔬采后病害的有效方法，熱處理能夠?qū)毦湍承?病原菌孢子起到殺滅作用，同時它也通過對病原菌的直接抑制作用和通過刺激寄主某些防御反 應起作用n 近年來，人們發(fā)現(xiàn)食品工業(yè)中超聲波在食品加工和產(chǎn)品評價中有著廣泛的應用。從食品鑒 定檢測、食品工藝過程的改善技術(shù)到逐步發(fā)展為食品保藏殺菌技術(shù)中的一種方式，超聲波在食 品工業(yè)領(lǐng)域中有著更為日益廣泛的應用范圍。為了抑制微生物，很多研究不斷地對超聲波抑制 食品中微生物的效果以及對食品品質(zhì)特性的影響進行評價，認為超聲波的空化效應具有擾亂微 生物細胞的作用1 6 l 。低頻率高能量超聲波( 2 0 - 1 0 0k h z ) 在空化過程中壓力迅速的交替產(chǎn)生的影響 能夠打破微生物的結(jié)構(gòu)并且引起細胞壁破裂i ”。高強度、低頻率超聲波在物質(zhì)中產(chǎn)生的強烈的 壓力、切削力和瞬間高溫，可以物理性地損壞細胞結(jié)構(gòu)，當在足夠高強度f 可以引起細胞死亡 刪。這意味著超聲波可以作為一種抑制微生物的潛在有效的方法。 超聲波的引入應用是對傳統(tǒng)食品殺菌方式的大力支持，超聲波與抗菌劑、與熱結(jié)合處理則 顯示了相當樂觀的前景。超聲波的結(jié)合使用使得對能量利用更加有效，當和傳統(tǒng)熱處理比較， 結(jié)合處理加強了對微生物的擾亂作用而使殺滅率更高。這個過程耗能強度很少，因此比傳統(tǒng)熱 處理過程投資更有效，對環(huán)境更溫和【6 i 。超聲波結(jié)合熱處理可以降低加工溫度和處理時間，顯 著提高熱處理效率，而使用傳統(tǒng)的熱處理方法要達到同樣致死率所需條件更加強烈。處理溫度 或處理時間的降低使得產(chǎn)品品質(zhì)得到改進。 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文 第一章弓i 育 本文的主要目的是以鴨梨為研究材料，探索超聲波作為一種食品保藏的處理方式在采后的 應用，研究其單獨處理以及和藥劑、和熱結(jié)合處理對鴨梨果實的采后病害的控制效果、可能的 原因分析以及對鴨梨果實特性的影響，為超聲波及其結(jié)合處理技術(shù)在水果采后保鮮方面的應用 做開拓性探索研究。 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 超聲波作為一種物理能量形式的機械波廣泛應用于醫(yī)學、工業(yè)、化學和化1 = 領(lǐng)域。在醫(yī)學 領(lǐng)域中，超聲波被用作進行超聲診斷和超聲治療；在工業(yè)中利用超聲波進行流體流量的測量、 超聲金屬焊接、超聲無損探傷、超聲鉆孔、超聲乳化、超聲清洗等等i ，j ；在化學工業(yè)中超聲波 可用來加速化學反應速度，起催化劉作i e i j 【1 。在農(nóng)業(yè)中，超聲波處理可以提高種子的發(fā)芽率， 出苗率、提高產(chǎn)量i 。 同其他領(lǐng)域一樣，在食品上業(yè)中超聲波應用的課題也已經(jīng)得到了多年的研究和發(fā)展。目前， 在食品工業(yè)中，超聲波主要用于食品分析及食品評價；并且越來越多地作為一種食品加工的技 術(shù)廣泛應用于食品n - r 生產(chǎn)領(lǐng)域；現(xiàn)在，超聲波技術(shù)已開始逐步被發(fā)展作為一種新型的保藏技 術(shù)應用于食品保藏領(lǐng)域。 1 2 1 超聲波的應用特性 超聲波本身是一類頻率高于2 0 k h z 的彈性機械波，根據(jù)超聲波的特性，超聲波在食品工業(yè) 中的應用可以被分為截然不同的兩類，依據(jù)是否屬于低強度或是高強度的超聲波。 低強度超聲波其頻率以m h z 為單位，使用的能量水平很低( 方法 ( 2 ) 熱及超聲波結(jié)合熱進行處理：同3 1 1 1 2 ( 2 ) ( 3 ) 取樣方法：果實接種經(jīng)處理后，根據(jù)發(fā)病情況和病斑大小定期取樣，取病健交界處果肉 組織( 寬深均為l _ 2c m 左右) ，剔除腐爛組織。每處理每次取3 6 個發(fā)病點病健交界處果肉。取 樣組織經(jīng)液氮冷凍后再破碎混合，2 0 下保存待用。 ( i ) p o d 、p p o 酶的提取及活性測定： 稱取5 0g 果實樣品，加入2m l1 0 0m l v l 、p h5 5 的醋酸緩沖液( 含8 ( w v ) p v p p ，1m i v l 聚乙二醇6 0 0 0 ，1m m 苯甲基磺酰氟( p m s f ) 和o 0 1 ( v v ) t r i t o n x 1 0 0 ) 在冰浴條件下充分 研磨勻漿，然后y - 4 、1 2 ，0 0 0 g 離心3 0 m i n ，收集上清液用于p o d 、p p o 酶活性測定。 參考l u f i e 等( 1 9 9 7 ) 方 拶9 嘲定p o d性并改進。反應體系由2 5m l2 5m m 愈刨木酚溶 液( 用5 0m m 、p h5 5 的醋酸緩沖液溶解) 、0 2m l2 5 0m mh 2 0 2 溶液和0 5m l 酶液組成。從 加酶液后1m i n 開始記錄每分鐘反應體系在4 7 0n m 的吸光度值，連續(xù)測定4m i n 。酶活性表示 為a o d 4 7 0 m i n 。g - 1 凍樣。重復3 次。 參考c h e l a 等( 2 0 0 0 ) 方法測定p p o 活性并改進。反應體系由5m l5 0m m 、d h5 5 的醋 酸緩沖液、0 5m lo 1m m 鄰苯二酚溶液和1 0 0i t l 酶液組成。從加入酶液l m i n 開始記錄每分鐘 反應體系在4 2 0n m 的吸光度值，連續(xù)測定4r a i n 。酶活性表示為o d 4 2 0 m i n - ig - 1 凍樣。重復3 次。 ( 5 ) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計：用e x c e l 軟件進行數(shù)據(jù)分析，計算平均值以及標準誤。 3 2 3 2 結(jié)果與分析 3 2 3 ，2 1 超聲波結(jié)合熱處理對損傷接種果實p o d 活性的影響 損傷接種后的鴨梨果實經(jīng)過超聲波結(jié)合熱處理后，果肉組織中的p o d 酶活性高于經(jīng)熟單獨 處理果實中p o d 酶活性，并明顯高于對照。圖3 一l1 ，發(fā)病前期，接種后第7 天，超聲波結(jié)合 熱處理的果肉p o d 活性比對照明顯增加2 1 ，高于單獨熱處理1 3 。隨發(fā)病時間的增加，接 種后第1 4 天，超聲波結(jié)合熱處理的果肉p o d 活性高于對照1 1 。 32 3 ，2 ，1 超聲波結(jié)合熱處理對損傷接種果實p p o 活性的影響 鴨梨損傷接種后，經(jīng)過超聲波結(jié)合熱處理的果實中p p o 活性最高。接種后第7 天，聲熱結(jié) 臺處理果肉中p p o 活性明顯高于對照果實2 7 ，接種后第1 4 天，仍高于對照1 7 。 3 0 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文 第三章超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 3 2 4 討論 口c o n t r o l 口5 0 l | s 口5 0 ， 1 4 接種后天數(shù)d a y sa f t e ri n o c u l a t i o n 圖3 - 11 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨損傷接種pe x p o t l $ z m 后果實過氧化物酶活性的影響( 處 理時間均5 r a i n ) f i g u r e3 - l1e f f e c t so f h e a tc o m b i n e dw i t hu l ”a s o u n dt r e a t m e n tf o r5 m i n so np e r o x i d a s e ( p o d ) a c t i v i t yo f y ap e a ri n o c u l a t e dw i t hs p o r e so f p e x p a n s u m 蚤 ：蘭 營 。 皇 掣 蜒 鼗 s 輯 裔 哺 6 0 阜 。5 5 ：i 5 。4 騫4 喜3 9 3 1圈 b 1 i s 口5 0 ， 1 4 接種后天數(shù)d a y sa f t e ri n o e u l a t i o n 冒3 - 1 2 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨損傷接種p b 毛啪州后果實多酚氧化酶活性的影響 ( 處理時間均5 m i n ) f i g u r e3 - 1 2e f f e c t so f h e a tc o m b i n e dw i t hu l t r a s o u n dt r e a t m e n tf o r5 m i n so np o l y p h e n o l o x i d a s e ( p p o ) a c t i v i t yo fy ap e a ri n o e n l m e dw i t hs p o r e so f p e x p a n s u m 損傷接種后的鴨梨經(jīng)超聲波結(jié)合熱處理具有低發(fā)病率和較小的病斑面積，對病害發(fā)生具有較 好控制效果，減輕病害發(fā)生程度的原因分析如下。 ( 1 ) 有研究報道指出，熱處理本身可以誘導完好果實增強抵抗病原物侵染的能力1 帥l 。但我 們的研究中發(fā)現(xiàn)，完好的鴨梨果實先經(jīng)過熱處理( 5 0 c + u s ，5m i n 或4 4 + u s ，1 5m i n ) 后再接 種炳腺菡( 戶e x p a n s u r n ，aa l t e r n a t a r e s p e c t i v e l y ) 并未引起病害發(fā)生情況的改變，即完好的鴨梨 果實經(jīng)過熱處理并未明顯增加自身整體對病原菌侵染的抵抗能力，對侵染性病害并未起到預防控 2 o 8 6 4 2 0 ，!l l 阜i囂1ii!爭搴凸。一。qv 茸an甚凸。山掣蜉囂辱葚噼材 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文第三章超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 制作用。l e v e r e n t ze ta 1 ( 2 0 0 0 ) ”】表示，如果在熱處理前對果實先進行接種，接下來的熱處理確 實可以明顯降低果實發(fā)生腐爛的程度，但是將果實先進行熱處理后再接種病原物則會增加果實的 腐爛。除非果實受到病原菌的侵染或是受到損傷，熱處理本身并不會刺激完好檸檬和柚子果實內(nèi) 部對抗病原的木質(zhì)素和植物抗毒素含量的增加1 5 j 。超聲波的使用可以顯著提高熱殺菌的效率，但 是，并不能引起鴨梨整個果實自身對熱反應的敏感性故變。 本實驗模擬商業(yè)上熱水處理條件( 5 0 5 8 。c ，數(shù)秒至數(shù)分鐘) ，采用5 0 c 熱水結(jié)合超聲波5r a i n 能明顯降低自然發(fā)病率和減輕損傷接種的病情，但不是由鴨梨整果本身抗病性的增加造成的。 ( 2 ) 熱處理具有植物殺菌劑的作用p ”，可以直接抑制或直接殺死萌發(fā)的孢子，對芽管的伸 長有明顯直接的抑制效果，但熱水處理對于殺滅休民的孢子無效1 5 ”1 。 實驗中采用熱處理對p e x p a n s u m 和a a l t e r n a t a 孢子水懸浮液進行體外實驗表明，單獨熱處理 不能有效地抑制尸e x p a n s u m 孢子的侵染能力，超聲波和熱結(jié)合處理也未出現(xiàn)明顯的抑制效果。單 獨熱處理對彳a l t r e n a t a 孢子的侵染力具有一定的抑制效果。當超聲波和熱結(jié)合處理，則對爿， a l t r e n a t a 孢子產(chǎn)生了更為明顯的抑制效果，降低了病斑直徑和發(fā)病率。超聲波的空化作用協(xié)同熱 的效應在一定程度上抑制了孢子萌發(fā)，減輕了病害。 超聲波結(jié)臺熱處理孢子水懸浮液體現(xiàn)了不同的作用效果，因為超聲波對于不同種類微生物以 及不同種類微生物細胞壁結(jié)構(gòu)的作用效果不同岬j 。通常，小圓形，革蘭氏陽性細菌，芽孢，真菌 孢子對空化作用抵抗較強；桿狀，原生質(zhì)體和革蘭氏陰性細菌則相對敏感 3 9 1 。pe x p a n s u m 孢子 氅小圓形，較爿a l t e r n a t e 長棒狀孢子對超聲波空化作用的耐受強。另外，空化作用對孢子外壁產(chǎn) 生的機械沖擊，微射流以及攪動可能影響了孢子的水分活度使之升高，更增加了孢子對熱的敏感 性。p a l a c i o se ta 1 ( 1 9 9 1 ) 4 4 1 發(fā)t 甥l b a c i l l u ss t e a r o t h e r m o p h i l u s 于受到超聲波處理而對熱的抗性降 低，表示對熱抗性的降低是由于超聲波改變了芽孢的水分活度狀態(tài)造成的。由此，超聲波結(jié)合熱 處理可以較有效的抑制孢子萌發(fā)，對減輕病害一定程度上起了積極作用。 ( 3 ) 由上，超聲波結(jié)合熱處理可直接殺滅孢子、抑制孢子的萌發(fā)、抑制芽管的伸長，這樣 產(chǎn)生了降低侵染病斑大小、降低腐爛的效果，同樣可以通過受侵染果實組織產(chǎn)生的生理反應來間 接地影響腐爛的發(fā)展，這種反應包括組織中產(chǎn)生抗真菌的物質(zhì)，防御酶活性的升高或是促進傷口 愈合| 5 ，9 q 。有人認為寄主細胞膜尤其是膜脂上具有感溫體系，接受高溫后釋放某種誘發(fā)劑，誘導 熱擊蛋白的合成，產(chǎn)生植物體組織或細胞的結(jié)構(gòu)變化及化學成分變化，形成機械和化學屏障，提 高熱擊材料的免疫力。關(guān)于誘導劑有人認為是乙烯，它能誘導p o n 及p p o 的代謝氧化【”】。實驗中 發(fā)現(xiàn)，損傷接種經(jīng)超聲波結(jié)臺熱處理后的果肉組織中參與抗病的防御酶p o d 、p p o 活性明顯高于 單獨熱處理和對照。果實在損傷接種后處理時，傷口暴露于超聲波條件下，空化效應直接作用于 寄主細胞，超聲波的刺激更增強了寄主細胞的這種生理反麻，同時結(jié)合熱處理使自身細胞的抵抗 力明顯增加。 低頻率高能量的超聲波能夠?qū)毎a(chǎn)生刺激作用1 2 , 2 3 , 2 4 1 。超聲波通過改進細胞的質(zhì)量傳輸機 制，加速細胞的新陳代謝過程提高細胞內(nèi)相關(guān)酶的活性從而促進細胞生長和相應代謝產(chǎn)物的積 累”“。超聲波處理植物細胞可以在保持細胞生民的前提下有效刺激胞內(nèi)次生代謝物。研究指出， 細胞內(nèi)酶和底物的區(qū)域化也可因超聲引起變化，部分酶促反應得到激活：超聲的熱效應也有可能 會影響植物細胞的主次代謝口”。由此，超聲波和熱的協(xié)同作用使得寄主細胞本身抵抗力增加，能 夠有效抑制病原菌的侵染擴張。 3 2 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文第三章超聲波結(jié)臺熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 綜上，超聲波的加入使用是產(chǎn)生較好地控制病害效果的關(guān)鍵。雖然它的單獨使用在短時間 對傷口上的病原物孢子無明顯清洗作用，對休眠的孢子不能起到有效地殺滅作用，但是當結(jié)合 熱處理使用時，通過空化作用提高了熱的效率，不僅能夠非常有效地抑制孢子萌發(fā)，芽管、菌 絲的伸艮，同時刺激寄主細胞做出相應的抗病生理反應，增強了受侵染部位的防御抵抗能力， 起到控制病原菌侵染發(fā)生前病斑的形成和阻斷侵染發(fā)生而病斑的擴展。 3 3 超聲波結(jié)合熱處理對采后鴨梨品質(zhì)生理生化影響 3 _ 3 1 材料和方法 鴨梨，2 0 0 4 年9 月采于北京郊區(qū)果園，選擇色澤，大小均勻一致，無機械損傷和病蟲害果 實鋸用。 3 3 1 2 方法 ( 1 ) 處理方法：鴨梨自果園運回后室溫短期放置后進行處理。 對照：不做任何處理；超聲波結(jié)合熱處理。處理完畢外罩p e 袋于2 0 。cr 放置。 ( 2 ) 測定方法： 果實硬度，可溶性同形物含量，可滴定酸含量測定方法同3 2 1 2 2 。 呼吸強度測定 用氣相色譜法測定。稱取鴨梨果實1 蠔左右，置于經(jīng)空氣平衡的8l 玻璃真空干燥器中， 密閉3 0r a i n ，用1 0m l 注射器從干燥器項部取出部分氣體，再從注射器中取1m l 氣體，用氣 相色譜測定，根據(jù)制作的c 0 2 標準曲線計算果實呼吸釋放出的c 0 2 含量，果實呼吸強度以 m l c 0 2 。k g 1 h 1 表示，重復3 次。氣相色譜( g c 7 8 9 0 f ，上海天美公司) 配置有c 0 2 轉(zhuǎn)化爐、氫 火焰檢測器( f i d ) 和不銹鋼填充柱( p o r a p a k8 0 1 0 0 ) ，柱k2m 。載氣n 2 。進樣溫度1 2 0 柱溫6 0 ，檢測溫度3 6 0 。 呼吸強度c m ，c 。z k g - i h - ；) = 塑堅壁墮墮毒亳奏奏窯莖搴善篙磊產(chǎn) 乙烯釋放量測定 用氣相色譜法測定。稱取鴨梨果實1k g 左右，置于經(jīng)空氣平衡的8l 玻璃真空干燥器中， 密閉6 0m i n ，用1 0m l 注射器從干燥器頂部取出部分氣體，再從注射器中取1m l 氣體，用氣 相色譜測定，根據(jù)制作的乙烯標準曲線計算果實釋放出的乙烯含量，以l - k g 1 h 1 表示，重復3 次。氣相色譜( g c 7 8 9 0 f ，上海天美公司) 配置f 1 d 檢測器和不銹鋼填充柱( p o r a p a k8 0 1 0 0 ) ， 柱氏2 m ，內(nèi)徑2 m m 。載氣n 2 。進樣溫度1 2 0 ，柱溫6 0 ，檢測溫度1 5 0 。 中國農(nóng)業(yè)人學碩l - 學位論文第三章超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 乙烯釋放量c k g - i h - ) ，= 塑盟塑里與襄掌詈釜耋搴霎等籌產(chǎn) 過氧化物( p o d ) 、多酚氧化酶( p p o ) 活性測定：取新鮮鴨梨果肉，經(jīng)液氫冷凍后再破碎 混合，2 0 。c 下保存待用。測定方法同3 2 3 12 ( 4 ) 方法。 3 3 2 結(jié)果與分析 3 3 2 1 品質(zhì) a 弋 霉氌西一6 - - - - i i - - - - - c o n t r o l - 5 0 u s 5 m i n 01 22 4 4 2 01 22 4 0 貯藏天數(shù)d a y so f s t o r a g e 圖3 - 1 3 超聲波結(jié)臺熱處理對鴨梨果實硬度( a ) 、可溶性固形物含量( b ) 、可滴定酸含量( c ) 的影響 f i g u r e3 - 1 3e f f e c t so f h e a tc o m b i n e dw i t hu l t r a s o u n do nt h et r m n e s s ( a ) 、t o t a ls o l u b l es o l i d ( b ) 、t i t r a t a b l e a c i d i t y ( c ) o fy ap e a rf r u i td u r i n gs t o r a g ea t2 0 0 圖中豎線代表標準誤b a r i n d i c a t e ds t a n d a r de i t o r o f m e 鋤f n _ 3 、 鴨梨采收后果實硬度呈逐漸下降趨勢，在2 0 貯藏條件下，超聲波結(jié)合熱處理的果實硬度 變化與對照相似，并無明顯改變。 在貯藏過程中鴨梨果實中可溶性固形物含量呈下降趨勢，圖3 - 1 3 b 所示，在貯藏2 4 天時， 超聲波結(jié)合熱處理果實的可溶性固形物含量高于對照4 1 ；貯藏末期與對照無明顯著異。 7 6 5 4 3 2 l 0 5 o 5 0 5 0 5 3 2 2 l l 0 o 9 p目3，掣一岔譬雪避落摹一_8苗。u pii蠹。1qnlos ：雪：啦s警囤掣建口 懈：2 m 挖m 阻 o o 0 o o 0 o o ()茸!|80iqt工 螄扣斑餿填曰 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文第三章超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 鴨梨果實在貯藏過程中可滴定酸含量也呈逐漸下降趨勢。圖3 - 1 3 c 所示，從貯藏第2 4 天 開始，超聲波結(jié)合熱處理果實可滴定酸含量低于對照果實，貯藏2 4 天時，超聲波結(jié)合熱處理果 實比對照低8 ，貯藏第4 2 天時，處理比對照低1 8 。 3 3 2 2 呼吸、乙烯 0 47 91 l1 31 5 1 72 02 32 7 3 0 3 34 0 貯藏天數(shù)d a y so fs t o r a g e 圖3 一1 4 超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨呼吸強度的影響( 2 0 5 ：1 存放條件下) f i g u r e3 - 1 4e f f e c to f h e a tc o m b i n e dw i t hu l t r a s o u n do nr e s p i r a t o r yr a t ea t2 0 5 ：1 圖中豎線代表標準誤b a r i n d i c a t e ds t a n d a r d e l t t - o r o f m e a n ( n - 3 ) 0 4 7 91 11 3 1 5 1 7 2 02 3 2 7 3 0 3 3 4 0 貯藏天數(shù)d a y so f s t o r a g e 圖3 - 1 5 超聲波結(jié)臺熱處理對鴨梨乙烯釋放的影響( 2 0 5 ：l 存放條件下) f i g u r e3 - 1 5e f f e c to f h e a tc o m b i n e dw i t hu l t r a s o u n dt r e a t m e n to ne t h y l e n ee v o l u t i o no fy ap e a rf r u i t 圖中豎線代表標準誤( n 2 3 ) b a ri n d i c a t e ds t a n d a r de r r o r o f m e a n ( n = 3 ) 如圖3 - 1 4 ，鴨梨采收后呼吸強度急劇增加，于第4 天達到峰值，此后呼吸強度變化不大， 但直維持在較高水平，隨著貯藏時間的增加，呼吸強度逐漸下降。在處理后第4 天，經(jīng)過超 聲波結(jié)合熱處理的果實呼吸強度高于對照3 0 ，超聲波結(jié)合熱處理刺激了果實的呼吸作用。隨 后，經(jīng)超聲波結(jié)合熱處理的果實呼吸變化與對照基本一致，但從貯藏第1 7 天開始，經(jīng)處理果實 的呼吸強度明顯一直低于對照果實的呼吸強度。 如埔埔h 坨m o o o o jith)i艿u1ie o分_眉ds蠱謎嘎昏量 鈾 冊帥 鯽 加0 一芻t回三 uoilno矗?；钆倚緞h輜睡璦心 中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文第三章超聲波結(jié)合熱處理對鴨梨病害和貯藏品質(zhì)影響的研究 鴨梨采收后乙烯釋放量不斷增加，達峰值后又不斷下降。如圖3 - 1 5 ，鴨梨果實經(jīng)處理后9 天以內(nèi)的乙烯釋放量一直較對照高。第4 天時，超聲波結(jié)合熱處理果實的乙烯釋放量比對照高 山2 8 倍，第7 天比對照高出3 0 ，第9 天時比對照高出5 7 。隨著乙烯高峰的來臨，第1 3 天時，超聲波結(jié)合熱處理果實和對照果實乙烯釋放量分別同時達到最高峰，但是超聲波結(jié)合熱 處理果實乙烯釋放量比對照降低了6 ，隨后二者分別下降，經(jīng)超聲波結(jié)合熱處理果實的乙烯 釋放量比對照組低。 3 3 2 3 超聲波結(jié)臺熱處理對貯藏過程中鴨梨果肉中酶活性變化的影響 3 3 2 3 1 對貯藏過程中p o d 酶活性的影響 如圖3 - 1 6 ，對照果實在貯藏過程中p o d 活性呈先上升后r 降、末期活性上升趨勢，超聲 波結(jié)合熱處理果實的p o d 活性低于對照。貯藏第1 2 天時，超聲波結(jié)合熱處理果實的p o d 活性 比對照降低了3 5 6 ，酶活性受到抑制，并在隨后的貯藏過程中p o d 活性未發(fā)生明顯變化。 翅 妲 溢 彝 s 輯 捌 主 ) o ：i 宣 營 喜 鼉 0 貯藏天數(shù)d a y so f s t o r a g e 圖3 1 6 超聲波結(jié)臺熱處理對鴨梨貯藏過程中果實過氧化物酶活性的影響 f i g u r e3 - 1 6e f f e c t so f h e a tc o r a b l n e dw i t hu l t r a s o u n dl x e a l m e i l t ”p e r o x i d a s ef p o d ) a c t i v i t yo fy ap e a rd u r i n gs t o r a g ea t2 0 ( 2 圖中豎線代表標準誤b a ri n d i c a t e ds t a n d a r de r r o r , 01 2 2 4 4 2 貯藏天數(shù)d a y so f s t o r a g e 圖3 - 1 7 超聲波結(jié)臺熱處理對鴨梨貯藏過程中果實多酚氫化酶活性的影響 f i g u r e3 - 1 7e f f e c t so f h e a tc o m b i n e dw i t hu l t r a s o u n dt r e a t m e n to np o l y p h e n o lo x i d a s e ( p p o ) a c t i v i t yo fy ap e a rd u r i n gs t o r a g ea t2 0 c 圖中豎線代表標準誤b a ri n d i c a t e ds