花椒精油对苹果梨采后青霉病的控制及感官和质地品质的影响

苹果梨是我国甘肃[1]、内蒙[2]和吉林地区[3]的特产水果，该果含糖丰富、质地酥脆，在国内外市场颇具盛誉[4]。由扩展青霉(Penicillium expansum，P.expansum)侵染引起的青霉病[5]和链格孢(Alternaria alternata，A.alternata)侵染引起的黑斑病[1,6]是苹果梨主要采后病害，给果实贮藏造成严重损失。P.expansum和A.alternata引起果实腐烂过程还常伴随展青霉毒素和交链孢霉毒素的积累，带来食品安全隐患[7]。因此，开发苹果梨采后病害控制策略将有利于产业健康发展。

杀菌剂可以控制P.expansum[8]和A.alternata[9]引起的采后病害，但存在药物残留、环境污染以及诱导病原菌产生抗药性等问题而受限。近些年越来越多研究表明，植物精油是替代杀菌剂控制采后病害的新型安全措施[10-12]。花椒为芸香科花椒属植物的成熟干燥果实，精油是其开发利用的重要方向[13]。研究发现花椒精油对引起马铃薯干腐病的硫色镰刀菌[14]和引起牧草和烟叶贮藏虫害的烟草甲[15]以及食品卫生指示菌大肠杆菌[16]具有较好抑制效果。但有关花椒精油控制苹果梨采后病害的研究鲜见报道。

本研究在筛选花椒精油体外控制引起苹果梨采后腐烂病菌A.alternata和P.expansum的基础上，进一步以精油控制效果更佳的P.expansum为研究对象，在单因素试验基础上，对精油浓度和熏蒸时间进行响应面优化，筛选精油体内控制苹果梨采后青霉病的最佳条件，并对使用后果实的感官和质地品质进行测定分析，以期为花椒精油的开发应用提供理论依据，也为苹果梨采后青霉病控制提供方法参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

试验材料：供试A.alternata和P.expansum分离自然发病果实，纯化后于实验室保存待用；花椒精油采用水蒸气蒸馏法提取备用[17]；苹果梨果实采自甘肃省条山农场，当天运抵实验室待用。

主要仪器：SW-CJ-2FD超净工作台，广州深华公司；BMJ-800C霉菌培养箱，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；YXQ-LS-50A高压蒸汽灭菌锅，上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；TMS-PRO质构仪，美国FTC公司。

1.2 试验方法

1.2.1 病原物的筛选与体外抑菌率测定

采用滤纸片熏蒸法，配制一定浓度花椒精油溶液(吐温-80作为助溶剂)，稀释成可在培养皿内挥发之后含量达到50、25、12.5、6.25、3.125、1.562 5 μL/L的溶液[8]，助溶剂作为对照。将配置好的马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar，PDA)分装到锥形瓶中进行灭菌，在超净工作台内将灭菌的PDA培养基用灭菌量筒量取25 mL分装到灭过菌的培养皿中。将直径6 cm灭菌的滤纸片置于培养皿盖上方中心固定，在滤纸片上滴加先前配制好的1 mL花椒精油溶液并使其均匀分布，在已经纯化且长势良好的带菌培养皿的同一直径范围内，用灭菌的打孔器打取生长一致的菌饼(直径为6.0 mm)，将菌饼置于培养基中心，盖上含有精油滤纸的玻璃皿盖，并立即用封口膜进行封口处理，置于28 ℃霉菌培养箱中正置培养72 h后用十字交叉法测量菌落直径[18]，每处理重复5次。通过公式(1)计算抑菌率，选取花椒精油对其抑制率高的病原菌进行下一步试验[19]。

1.2.2 对苹果梨病原菌生长抑制的工艺优化

1.2.2.1 单因素实验设计

参考韩艳丽等[10]的方法稍作修改。选择成熟度和大小一致，无病虫害，无机械损伤的苹果梨果实，用体积分数为70%的酒精对苹果梨果实进行表面消毒，先用灭菌后的铁钉在果实赤道部分等距离刺4个3 mm深的伤口，每个伤口内注入10 μL 1×106个/mL的孢子悬浮液，分别对花椒精油熏蒸时间(含量为10 μL/L的精油密闭熏蒸2、4、6和8 h)和(分别用10、20、30和40 μL/L的精油熏蒸2 h)进行单因素熏蒸处理后，打开密闭容器通风平衡24 h，最后放入(25±2) ℃、85%相对湿度(relative humidity，RH)条件下贮藏5 d，采用十字交差法测量果实的病斑直径，记录数据并分析，探讨熏蒸时间和不同含量的花椒精油对P.expansum的体内抑制效果，每次处理用果8个，重复3次。

1.2.2.2 响应面实验设计

在单因素实验结果的基础上，采用Central Composite Design设计[20]优化精油最佳处理方式。如表1所示，对熏蒸时间和精油含量两因素分别用A和B表示，每一自变量低、中、高实验水平分别以-1、0、1进行编码。