CN102228078A - 基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂，该保鲜剂由红冬孢酵母悬浮液、氯化钙和水组成，每1L保鲜剂中含有1×1010~1×1012个红冬孢酵母细胞和19.5~20.5g的氯化钙，其余为水；红冬孢酵母是保藏号为IMI394084的海洋酵母RhodosporidiumpaludigenumFell&Tallman。该生物防腐保鲜剂能在不使用化学杀菌剂的前提下有效控制柑橘果实采后病害状况。
Description
技术领域
本发明涉及果实采后病害防治技术领域，更具体的是涉及一种用于防治柑橘果实病害的生物防腐保鲜技术。
背景技术
柑橘是产量最大的水果之一，栽培历史悠久。但柑橘产区一般均地处亚热带地区，温湿度均较适合果实病原菌的生长，每年由于病理性腐烂导致的采后损失巨大。目前，化学杀菌剂是控制果实采后腐烂的主要和最有效方法。但是，随着国家经济发展和消费水平的提高，人们对食品安全和环境保护意识的增强，化学类杀菌剂的使用范围越来越受限制。此外由于长期使用杀菌剂，病原菌能进化产生了大量抗药性菌种。因此从可持续发展的角度出发，开发新型、高效且安全的有机、绿色的保鲜剂具有重大的社会意义和广阔的应用前景。
近年来利用安全且有拮抗病原菌活性的酵母防治果实病害的研究受到了国内外广泛的重视，被认为是最有希望的替代化学杀菌剂的方法之一。但现有生防酵母的对病害的控制效力与化学杀菌剂相比仍有较大差距，例如即使是美国的已经商业化生产的产品(Aspire，基于酵母Candida oleophila的商业化产品)也只有在与低剂量杀菌剂(thiabendazole，TBZ)联合使用时才能达到对柑橘或葡萄等果实主要病害的完全控制。
酵母菌株Rhodosporidium p aludigenum Fell&Tallman是一株从海洋中分离得到的新型果实病害生防酵母。中国发明授权专利《一株水果蔬菜的生物保鲜剂及其制备方法》，专利号200610155209.0，公开了一种基于红冬孢酵母和尼泊金乙酯钠或尼泊金丁酯钠制备水果蔬菜的生物杀菌剂的方法。中国发明授权专利《用于果蔬采后病害生物防治的海洋酵母及其制备方法和用途》，专利号ZL 200610155062.5，公开了一种用海洋酵母菌株Rhodosporidium p aludigenum Fell&Tallman抑制链格孢、灰葡萄孢、扩展青霉、指状青霉、多毛孢等多种果蔬采后主要真菌病害的生物防治方法。中国发明授权专利《一种海洋酵母的用途和相应微生物燃料电池及制备方法》。授权公告号CN101552340B，公开了一种利用红冬孢酵母制备微生物燃料电池的方法。中国发明申请专利《一种防治果蔬病害的生物保鲜剂及其制备方法》，申请号200910095643.8，公开了一种基于红冬孢酵母和羧甲基纤维素钠等物质防治果蔬病害的生物保鲜方法。中国发明申请专利《海洋酵母Rhodosporidum paludigenum Fell&Tallman的专用甘蔗糖蜜培养基》，申请号2010101485270，公开了一种海洋酵母Rhodosporidum paludigenum Fell&Tallman液体培养的方法。中国发明申请专利《海洋酵母Rhodosporidum paludigenum Fell&Tallman的真空冷冻干燥制》，申请号2010101400817，公开了一种红冬孢酵母活性干粉制备的方法。中国发明申请专利《一种诱导提高海洋红冬孢酵母对果实病害防治效力的方法》，申请号201010551754.8，公开了一种利用几丁质物质诱导提高红冬孢酵母生防效力的方法。
在现有的公开文献中，均认为在酵母悬浮液中必须同时配合使用氯化钙和壳聚糖，才能发挥最佳的防腐保鲜效果，即，氯化钙和壳聚糖必须配合使用才能发挥协同效果；例如在申请号为201010152108.4的发明《桃果实病害生物防腐保鲜剂及用途和所用罗伦隐球酵母》中和申请号为201010202937.9的《防治果实青霉病的生物防腐保鲜剂》中均有类似告知。
而且众所周知，壳聚糖的价格远远高于氯化钙(约为氯化钙的60倍)，在生物防腐保鲜中使用壳聚糖，势必会增加生物防腐保鲜剂的成本。因此寻求一种能针对柑橘具有优良的防腐保鲜效果、又低价的生物防腐保鲜剂，成了本行业迫切希望解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在不使用化学杀菌剂前提下能有效控制柑橘果实采后病害的生物防腐保鲜剂。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂，该保鲜剂由红冬孢酵母悬浮液、氯化钙和水组成，每1L保鲜剂中含有1×1010～1×1012个红冬孢酵母细胞和19.5～20.5g的氯化钙，其余为水；红冬孢酵母是保藏号为IMI394084的海洋酵母Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman。
作为本发明的基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂的改进：每1L保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母细胞和19.5～20.5g的氯化钙。
作为本发明的基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂的进一步改进：每1L保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母细胞和20g的氯化钙。
本发明所选用的海洋酵母(Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman)被保藏于英国国际真菌研究所国际农业与生物中心基因资源保藏中心(International Mycological Institute，CABI Genetic Resource Collection)，保藏地址：英国TW20 9TY萨里郡艾格镇贝克汉姆路国际农业与生物中心英国中心，保藏日期：2006.4.19，保藏编号：IMI 394084。该菌株已经在申请号为200610155209.0的专利中被公开。
本发明的生物防腐保鲜剂，是将果实用红冬孢酵母(Rhodosporidiumpaludigenum Fell&Tallman，英国国际真菌研究所国际农业与生物中心基因资源保藏中心保藏编号IMI394084〕悬浮液和病害控制增效剂(氯化钙)复合进行处理而得；其可以进行常温或低温贮藏。
本发明的生物防腐保鲜剂只有在确保酵母活性的基础上才能发挥最佳的防腐效应，因此所用的红冬孢酵母悬浮液是指经过菌种活化、并配制成的具有抑菌效果且浓度适宜的酵母菌悬液，其有效浓度为1×107细胞/毫升～1×109细胞/毫升。
红冬孢酵母和病害控制增效剂的复合处理是指将病害控制增效成分直接添加到酵母菌菌悬液中而制成的生物防腐保鲜剂。病害控制增效剂是指氯化钙，其有效浓度为每1L保鲜剂中含有19.5～20.5g的氯化钙。
本发明所设定的病害控制增效剂的有效浓度是指其使用量确保不抑制拮抗酵母的生长和繁殖，并能发挥氯化钙特定生理功能的浓度。
本发明的生物防腐保鲜剂有效整合了生防酵母、氯化钙的活性，从而能显著抑制柑橘果实病害的发生和发展；由于能根据具体情况大幅度降低拮抗酵母的使用量，从而显著降低成本。
本发明的生物防腐保鲜剂具有安全高效、环境友好、病害防治效果突出等优点。使用本发明的生物防腐保鲜剂，能转变长期以来依赖化学杀菌剂为主的果实真菌病害控制方法，对确保食品安全、环境保护和农业增效、农民增收和经济社会可持续的发展等具有重要意义。
实际使用时，可任选以下任意一种处理方式对果实进行处理：
处理方式一：选择无机械损伤、未感染、大小和成熟度等外观品质基本一致的果实，用自来水冲洗、并在室温(25℃左右)下放干。将果实在本发明的生物防腐保鲜剂中浸泡3分钟后，取出放干，然后放入保鲜薄膜袋中在室温(25℃左右)下保持20～24小时，接着将果实从薄膜袋中取出，装箱贮藏。
处理方式二：采前采用喷壶喷洒的处理方法，将本发明的生物防腐保鲜剂溶液喷在果实表面(湿润即可)，待干后取下果实放入保鲜薄膜袋中在室温(25℃左右)下保持20～24小时，再将果实从薄膜袋中取出，装箱贮藏。
具体实施方式
以下实施例中的果实为正常商业成熟度的柑橘(Citrus unshiu Marc.)果实，试验品种为早桔。选择无机械损伤、未感染、大小和成熟度等外观品质基本一致的果实，用0.1％(质量浓度)的次氯酸钠溶液浸泡消毒1-2分钟后，用自来水冲洗，在室温下(20-25℃)放干后备用。
拮抗酵母为红冬孢酵母(Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman)；病原菌为指状青霉(Penecillium digitatum)。氯化钙为分析纯无水氯化钙。
红冬孢酵母悬浮液的制备方法如下：
以下所用的NYDA培养基为：牛肉浸膏8g，酵母粉5g，葡萄糖10g，琼脂20克，水定容至1000ml，高压(1kg/cm2)121℃灭菌30分钟。
NYDB种子培养基为：牛肉浸膏8g、酵母粉5g、葡萄糖10g，水定容至1000ml，高压(1kg/cm2)121℃灭菌30分钟。
红冬孢酵母IMI 394084在低温(4℃)下保存在NYDA培养基中。培养程序依次为：
①、活化：红冬孢酵母IMI 394084先在NYDA培养基中28℃培养48小时，然后重复传代培养2次(每次均为在NYDA培养基中28℃培养48小时)；
将上述重复传代培养2次所得的活化好的酵母用接种环接到NYDB种子培养基中，28℃下培养24小时；然后在相同条件下重复培养1次(即将NYDB种子培养基中培养而得的酵母再次用接种环接到NYDB种子培养基中，28℃下培养24小时)；
②、液体培养：用步骤①活化所得的酵母按照5％(重量比)的接种量接到NYDB种子培养基中，在200rpm、28℃条件下培养24小时；
③、离心分离：将步骤②液体培养后的所得物在3000rpm条件下，离心10分钟，并用灭菌蒸馏水洗2次，以去除培养介质；
④、悬浮和确定浓度：用无菌蒸馏水重新悬浮酵母细胞，用血球记数板的方法确定酵母的浓度，并用无菌蒸馏水调整到试验所需要的浓度。
实施例1、生物防腐保鲜剂
在浓度为5×107个细胞/ml、体积为2升的红冬孢酵母IMI 394084悬浮液中缓慢加入浓度为10％(w/v)的氯化钙溶液2升，氯化钙溶液加入完毕后继续搅拌混匀5分钟，加水稀释到10升备用。该最终所得的每L生物防腐保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母IMI394084细胞、20g氯化钙，其余为水。
实施例2、生物防腐保鲜剂
将实施例1中的氯化钙溶液的用量改成1.95升，其余同实施例1。该最终所得的每L生物防腐保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母IMI 394084细胞、19.5g氯化钙，其余为水。
实施例3、生物防腐保鲜剂
将实施例1中的氯化钙溶液的用量改成2.05升，其余同实施例1。该最终所得的每L生物防腐保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母IMI 394084细胞、20.5g氯化钙，其余为水。
为了获得本发明的生物防腐保鲜剂及确定其保鲜效果，发明人进行了如下实验：
实验、柑橘生物防腐保鲜剂的效果实验：
用消过毒的打孔器在每个果实表面形成统一大小和的深度的伤口。将红冬孢酵母IMI394084细胞悬浮在含有各种不同成分及含量的病害控制物中，从而获得不同的组合试剂；各取50μl不同的组合试剂分别添加到不同的果实伤口处。病原菌接种在以上处理2小时后，即在每个伤口加入等量(30μl)的病原菌孢子悬浮液(Penecillium digitatum浓度为104spores/ml)。处理完毕后在常温(20～25℃)下贮藏，并用PE塑料膜密封作保湿处理。每个处理每重复12个果实，每处理重复3次。
具体处理安排如下：
处理1：水，即对照。
处理2：处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2％(w/v，即每ml中含有0.02g的氯化钙)。即本发明的实施例1。
处理3、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙1.95％(w/v)。即本发明的实施例2。
处理4、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2.05％(w/v)。即本发明的实施例3。
处理5、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2.2％(w/v)。
处理6、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙1.8％(w/v)。
处理7、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2％(w/v)和壳聚糖0.05％(w/v)。
处理8、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2％(w/v)和壳聚糖0.1％(w/v)。
处理9、处理液所含成分浓度分别为红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液浓度为107cells/ml，氯化钙2％(w/v)和壳聚糖0.5％(w/v)。
处理10：对照，处理液所含成分浓度分别为108ells/ml中浓度酵母单独使用。
表1、试验结果
从表1可以看出，本发明的柑橘生物防腐保鲜剂(即处理2～处理4)对柑橘果实病害的控制力最好，其效果甚至超过了红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液单独使用时108ells/ml的控制效力。其中处理2，在观测第4天时的发病率和平均病斑直径分别是2.3％和0.3mm，分别为空白对照的95.4％和98.0％；在观测第5天时的发病率和平均病斑直径分别是11.4％和5.1mm，分别为空白对照的85.4％和85.3％；且其效果均超过了红冬孢酵母IMI 394084细胞悬浮液单独使用时108cells/ml的控制效力。而添加了不同浓度的壳聚糖，不但会导致成本的增加，还导致了防腐保鲜性能的下降。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂，其特征是：所述保鲜剂由红冬孢酵母悬浮液、氯化钙和水组成，每1L保鲜剂中含有1×1010～1×1012个红冬孢酵母细胞和19.5～20.5g的氯化钙，其余为水；所述红冬孢酵母是保藏号为IMI 394084的海洋酵母Rhodosporidium paludigenum Fell&Tallman。
2.根据权利要求1所述的基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂，其特征是：所述每1L保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母细胞和19.5～20.5g的氯化钙。
3.根据权利要求1所述的基于海洋生防酵母拮抗活性的柑橘生物防腐保鲜剂，其特征是：所述每1L保鲜剂中含有1×1010个红冬孢酵母细胞和20g的氯化钙。
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