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桃是蔷薇科(Rosaceae)桃属(Amygdalus L.)落叶小乔木。它属于核果类果树,具有悠久的栽培历史,原产于中国。水蜜桃有丰富的营养、清爽的口感、美味多汁、风味独特,是人们十分喜爱的水果之一。但水蜜桃的成熟期多集中在盛夏,常温货架期仅2-3天。这种现象严重限制了可供应范围和经济利益。因此为实现水蜜桃产业化发展,探索到合适的水蜜桃保鲜机理和技术是必经之路。而现有的物理和化学方法具有一定的局限性,探索生物保鲜方法成为新思路。因此本课题在此背景下应运而生。本文旨在研发出效果好、操作简便的生物保鲜纸、保鲜剂、酶制剂、拮抗菌等保鲜方法,力求能够提高水蜜桃的保鲜效果,同时保证操作的简便性和安全性。 本研究为延长水蜜桃的保鲜期,针对水蜜桃在保鲜中出现的生理和品质变化,采用一系列生物保鲜方法,通过研究水蜜桃在这些贮藏手段过程中的生理生化变化,探讨拮抗菌、溶菌酶、Vc保鲜纸、中草药保鲜剂等生物保鲜方法的保鲜机理和保鲜效果,主要为生物保鲜方法的深入研究和在水蜜桃采后产业化中的应用,提供理论依据和实践指导。试验主要以江苏省张家港市凤凰镇白花水蜜桃(P.Persica.cv BaiHua)为研究对象,研究了生物保鲜条件下适宜成熟度的水蜜桃果实采后各生理指标在室温条件(28±2)℃下(腐烂指数、失重率、硬度、可溶性固形物含量、呼吸强度、相对电导率、丙二醛含量和多酚氧化酶含量等)的变化。经过三年试验,得出以下研究进展: 1.水蜜桃的采后生理及腐烂机理:从表观上看,果实在贮藏过程中水分逐渐降低,发生果皮皱缩的现象,同时,一部分果实会产生褐变、霉变的现象,商品价值迅速降低;从生理生化层次看:比较有代表性的生理指标是呼吸强度,水蜜桃呼吸强度的数据图显示水蜜桃是呼吸跃变型水果,不仅采摘的2-3天后会出现呼吸高峰,在大规模腐烂之前还会再次出现呼吸高峰。果实的失重率在呼吸跃变前会产生降低速率变快的现象,而且褐变现象也会显著增加;呼吸高峰出现后,水蜜桃果实会产生软化现象,硬度降低,丙二醛含量上升、多酚氧化酶活性增强。水蜜桃的腐烂机理从内部来看是呼吸强度的上升导致了一系列的生理变化,而外界环境主要是高温高湿和病虫害的影响,导致其腐烂变质。 2.主要致病菌的鉴定与致病机理的分析:在放线菌、霉菌、酵母菌和细菌这四种主要菌类中,通过将四种不同组织(健康果实内层果肉、健康果实果汁、发病果实外层腐烂果肉、发病果实果汁)接种在四种培养基(细菌培养基、霉菌培养基、酵母菌培养基和放线菌培养基)上进行培养观察,发现霉菌是造成水蜜桃腐烂的主要菌种,而且主要是外源菌。而在水蜜桃腐烂处提取的菌种中,通过多次纯化后,观察菌落形态和DNA提取鉴定,提交有关公司测序,得出提取的菌种主要是黑曲霉、白曲霉和青霉。 3.不同物理方法及其组合处理对水蜜桃保鲜效果的研究:紫外线照射、预冷、超声波清洗和竹炭包装这四种单一处理的物理方法都起到了一定的保鲜效果。四种方法相结合的复合处理组保鲜效果最好,复合处理的失重率、硬度和可溶性固形物含量的下降速率分别低于对照组2,60和26个百分点,呼吸高峰由4天推迟至10天,MDA增长和PPO酶活性增强的速率分别低于对照组82.60%和11.04%,说明此种复合物理方法可以较为有效地抑制果实的衰老和腐烂。该组物理方法是笔者实验室的前辈们试验出的效果较好的几种物理方法的综合。目的是作为所有生物试验的对照,证明生物试验效果并不比已经证明有效的物理方法效果差。 4.生物酶制剂对水蜜桃保鲜效果的研究:溶菌酶和植酸各自的单一处理都起到了一定的保鲜效果,但总体来说,溶菌酶单一处理的保鲜效果不如植酸,这也证明了溶菌酶单独使用具有一定局限性,需与植酸等配合使用。植酸在维持果实硬度和降低PPO酶活性方面效果较好。0.05%溶菌酶复合1g/L植酸的保鲜效果显著优于其他处理。溶菌酶复合植酸的酶制剂保鲜方法能抑制桃果实的采后呼吸作用,较好的保持采后品质,降低细胞膜透性,减缓硬度和可溶性含糖量的下降,同时对MDA含量的上升也有一定抑制作用。 5.生物保鲜纸的研发及其保鲜效果的研究:利用1%海藻酸钠(SAA)涂膜复合Vc保鲜纸包装处理在保持果实硬度,抑制呼吸强度,抑制物质分解等方面较对照组有明显优势。贮藏到第7d时,SAAPVc组的失重率为1.5%,而CK组失重率接近2.8%,利用1%SAA涂膜技术和Vc保鲜纸包装相结合的途径能够在一定程度上保证果实品质并延长贮藏期。 6.生物拮抗菌对水蜜桃保鲜效果的研究:拮抗菌可以有效控制水蜜桃失重率的降低,在外观上保鲜效果显著好于对照组。5×108cfu/mL的橄榄假丝酵母菌液处理的水蜜桃的失重率、腐烂指数明显好于其他三组,硬度保持较好,相对电导率的升高得到了抑制,呼吸强度和PPO含量均处于较低水平;5×108cfu/mL罗伦隐球酵母和5×108cfu/mL橄榄假丝酵母的混合菌液保鲜效果和罗伦隐球酵母单独的效果无明显差异。综合考虑到成本和效果,罗伦隐球酵母最佳。 主要创新点有:第一,保鲜方法新颖。关于水蜜桃生物保鲜技术报道较少,尤其是缺乏生物拮抗菌的选育、酶制剂的应用等方面的报道。本项目有关生物拮抗菌的选育、酶制剂的使用以及保鲜纸的研发都体现了内容的新颖性;第二,腐烂机理探索深入。提菌试验也是本研究的创新点之一,利用初步和进一步提菌试验,从腐烂机理上找到了几种导致水蜜桃腐烂的霉菌种类。为后续的定向保鲜提供了理论基础和事实依据;第三,安全性高。本试验研究的关键点都是利用生物拮抗原理、生物天然提取物等进行保鲜,无毒无害、对环境无负担,与化学方法和物理方法相比,环保度和安全度都有较大提高。 总之,通过对试验取得的表观现象和生理生化指标进行综合分析,不同生物制剂均取得了一定的保鲜效果,生物保鲜纸中Vc保鲜纸复合1%海藻酸钠保鲜效果最好;生物保鲜剂中Vc保鲜剂和中草药保鲜剂效果相当;生物酶制剂中溶菌酶复合植酸保鲜效果显著;生物拮抗菌中罗伦隐球酵母和橄榄假丝酵母可显著抑制桃褐腐病的发生。如果应用于生产实际,则需因地制宜采取保鲜措施。但综合来看,生物保鲜纸,生物酶制剂和生物拮抗菌具有更高的产业化可能,可以作为有效的生物保鲜措施进行推广应用。