阿魏精油对果蔬采后病原菌的抑制作用

摘要:蒸馏法提取阿魏精油并测定其对果蔬采后的致病真菌灰霉菌(Botrytis cinerea)、链格孢菌 (Alternaria alternata)、青霉菌 (Penicillium citrinum)、炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporiodes)的体外抑菌活性。结果表明,阿魏精油对供试的4种致病真菌有抑制作用。抑制率随阿魏精油浓度的增加而提高,随处理时间延长抑制作用也有所加强,但加强幅度不大。阿魏精油对病原菌48 h EC50从小到大依次为炭疽病菌、青霉菌、灰霉菌、链格孢菌。

关键词:阿魏精油;提取物;采后病原菌;抑菌作用

中图分类号:S482.2+92 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)18-4014-03

Inhibitory Effect of Ferula Essential Oil on Postharvest Pathogens of Fruits

and Vegetables

WANG Chun-juan,XIE Hui-qin,YANG De-song

(Department of Plant Protection, Shihezi University, Shihezi 832003, Xinjiang, China)

Abstract: The ferula essential oil was extracted by distillation, and the inhibitory effects to Botrytis cinerea, Alternaria alternate, Penicillium citrinum and Colletotrichum gloeosporiodes were determined. The results showed that ferula essential oil had strong inhibitory effects on the four postharvest pathogens, and inhibition rates increased with the increasing of the concentration of ferula oils and treating time. After 48 h treatments of the ferula essential oils on the four pathogens, the order of EC50 is Colletotrichum gloeosporiodes < Penicillium citrinum < Botrytis cinerea < Alternaria alternata.

Key words: ferula essential oil; extraction; postharvest pathogens; inhibitory effect

果蔬采后病害导致的经济损失已成为全球性问题,在发达国家新鲜果品采后由于病害导致腐烂损失约占产量的10%~20%,而在缺乏冷藏设备的发展中国家损失率高达40%~50%。目前,控制果蔬采后病害的主要手段是冷藏结合使用化学杀菌剂。但化学杀菌剂对人类健康和环境的危害已成为全世界关心的问题[1,2],开发天然防腐保鲜剂已成为当前农产品保鲜研究的一个热点[3-12]。研究发现,从部分中草药中提取出的精油具有良好的抑菌能力、安全性较高,被认为是开发天然防腐保鲜剂的重要原料[3,4]。

阿魏属(Ferula L.)植物又称大茴香,隶属伞形科(Umbelliferae),世界上约有150种,分布于地中海、中亚及其邻近地区。我国有26种1变种,主要分布于新疆。该属的多种植物有药用价值,其挥发油和树胶、树脂含有较多活性物质,主要是包括倍半萜类、香豆素类和多硫化合物。研究表明阿魏精油对部分植物病原菌具有较强的抑菌效果[12],但关于阿魏精油对果蔬采后主要致病菌的抑制研究报道较少。试验主要研究阿魏精油对果蔬采后4种主要致病菌的抑制作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1病原菌 灰霉菌(Botrytis cinerea)、链格孢 菌 (Alternaria alternata)、青 霉 菌 (Penicillium citrinum)、炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporiodes),由石河子大学植物保护系化保教研室提供。

1.1.2 阿魏精油 通过蒸馏提取获得。称取磨碎的阿魏100 g装入500 mL的圆底烧瓶,加入300 mL 蒸馏水充分湿润后浸泡1 d。加热烧瓶至馏出液不再浑浊,收集的馏出液加氯化钠至饱和后用无水乙醚萃取,萃取液蒸发乙醚,经无水硫酸钠去除水分后过滤得精油。

1.2 生物活性测定

培养基制作:马铃薯200 g、水1 000 mL、琼脂15 g、蔗糖20 g。马铃薯去皮切成块加水1 000 mL煮20 min,过滤。滤液边搅拌边加入蔗糖、琼脂至完全溶解,定容1 000 mL,调节pH至7。

经干燥灭菌的直径为 90 mm培养皿在无菌条件下加入培养基制平板,冷凝后接入供试病原菌。26 ℃恒温培养至病原菌菌丝长满培养皿,用打孔器在菌落边缘取菌饼。

带毒培养基在无菌条件下制备。阿魏精油按1.6、0.8、0.4、0.2、0.1 mL/L 5 个梯度浓度加入40 ℃的培养基中,充分振荡均匀后,倾入灭菌培养皿中制成带毒平板,每浓度重复3次,以无精油培养基作为空白对照(CK)。每皿培养基中央接种1个菌饼,置26 ℃恒温培养箱中培养,十字交叉法测量菌落直径,每菌落测量2次,取平均数。纯生长量=菌落直径-菌饼直径;抑制率=(对照纯生长量-处理纯生长量)/对照纯生长量×100%。

2 结果与分析

2.1 培养48 h阿魏精油对4种病原菌的抑制作用

阿魏精油对灰霉菌、链格孢菌、青霉菌、炭疽病菌的抑菌活性测定结果见表1。从表1可见,培养48 h,1.6 mL/L阿魏精油对青霉菌、炭疽病菌的抑制率均达100.00%,对灰霉菌、链格孢菌抑制率分别为74.52%、63.40%。随培养时间延长,抑制率有所增加,但增加幅度不大,对灰霉菌、链格孢菌、青霉菌、炭疽病菌48 h的EC50分别为0.790 9、0.989 2、0.020 4、0.018 3 mL/L。

2.2 培养72 h阿魏精油对4种病原菌抑制作用

由培养72 h抑制率测定结果(图1)可见,各浓度的阿魏精油对供试的4种病原菌均表现出抑菌活性,抑制率随着浓度增加而提高。同一浓度阿魏精油对不同病原菌的抑制率有较大差异。

3 小结与讨论

阿魏精油对供试的4种果蔬采后致病真菌有抑制作用,抑制率随浓度的加大而提高,随培养时间延长抑菌效果有所增加,但增加幅度不大。阿魏精油对不同病原菌的抑制作用有较大的差别,EC50值从小到大依次为炭疽病菌、青霉菌、灰霉菌、链格孢菌。从EC50看阿魏精油对炭疽病菌的抑制作用最强,对青霉菌次之,对灰霉菌和链格孢菌较差。从试验结果可见,阿魏精油可作为果蔬采后病害抑制剂使用。试验结果仅体现体外抑菌效果,在果蔬上的施用效果有待进一步研究,实际生产中阿魏精油是否能有效控制果蔬采后病害有待进一步验证。

从部分植物中提取出的精油对微生物具有较强的抑制作用,是研究天然防腐剂的重要来源。植物芳香精油被认为是主要的抗菌成分,具有强烈抑制或杀死真菌等微生物的特性,其主要成分为4大类——萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含氮含硫化合物,其中醛类、酚类是主要的活性成分,如丁香的抑菌活性成分是丁香酚、肉桂的活性成分是肉桂醛、百里香的活性成分是百里香酚、山苍子的主要活性成分是柠檬醛等[5-8]。

关于天然植物精油的抗菌活性的研究报道较多,但鲜见其抑菌机理的研究报道。由于精油成分复杂,目前其抑菌机理尚没有定论,一般认为疏水性的精油通过直接破坏微生物细胞膜或影响能量代谢来达到抑菌抗菌效果。阿魏精油的抑菌效果与作用机理有待进一步研究。

我国是植物资源大国,在中草药抑菌方面研究应用较多,开发天然防腐保鲜剂具有较大潜力[4]。植物精油除了具有抑菌能力外,还有一个典型特点,在气态时具有较强的渗透能力,可以作为使用方便的熏蒸剂用于农产品的贮藏保鲜。另外,有研究认为天然精油可以提高植物对病原菌的抵抗能力[2],抑制蔬菜中过氧化物酶活性[9],如丁香精油对部分果蔬具有明显的保鲜效果[10,11]。可见,精油在农产品贮藏保鲜方面有良好的应用前景。

从试验结果看,阿魏精油可能成为开发农产品天然保鲜剂的重要原料,未来的研究应确定阿魏精油在果蔬保鲜中的最佳应用方式,同时采用现代化分析手段分析精油主要化学成分,确定精油的构效关系,为仿生合成提供参考。

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(责任编辑 陈 焰)

收稿日期:2011-08-23

作者简介:王春娟(1979-),女,河北沧州人,讲师,硕士,主要从事农业害虫综合防治及生物农药研究,(电话)13345461221(电子信箱)

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