鮮切蘋果腐敗霉菌的分離鑒定及致腐力的研究

劉程惠,馬　濤,胡文忠,宋金宇,白露露

(1.沈陽農業大學食品學院,遼寧沈陽 110161;2.大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600;3.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧錦州 121013)

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鮮切蘋果腐敗霉菌的分離鑒定及致腐力的研究

劉程惠1，2,馬濤1,3,*,胡文忠1,2,宋金宇1,2,白露露1,2

(1.沈陽農業大學食品學院,遼寧沈陽 110161;2.大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600;3.渤海大學食品科學與工程學院，遼寧錦州 121013)

對引起鮮切蘋果腐敗的霉菌進行分離鑒定并通過活體實驗比較致腐能力。從鮮切蘋果中分離13株霉菌,通過形態學鑒定方法分為5個屬,其中青霉菌屬(Penicillium)7株,曲霉屬(Aspergillus)1株,枝孢屬(Cladosporium)3株,枝頂孢屬(Acremonium)1株,鏈格孢屬(Alternaria)1株。根據青霉菌在CA、CYA、G25N培養基上的特征及鏡檢觀察,將所分離的青霉菌鑒定為5種:皮落青霉(P.crustosum),擴展青霉(P.expansum),米舒青霉(P.miczynskii),橘灰青霉(P.aurantiogriseum),鮮綠青霉(P.viridicatum)。活體實驗進行腐敗與非腐敗霉菌的分類,得到腐敗霉菌有5種,分別為鮮綠青霉、擴展青霉、皮落青霉、互隔交鏈格孢霉(A.alternata)、黑曲霉(A.niger);非腐敗霉菌有5種,分別為橘灰青霉、地生枝頂孢(A.terricola)、球孢枝孢(C.sphaerospermum)、枝狀枝孢(C.cladosporioides)和米舒青霉。5種腐敗霉菌的致腐能力從大到小依次為:皮落青霉、擴展青霉、鮮綠青霉、互隔交鏈格孢霉、黑曲霉。

鮮切蘋果,霉菌,青霉,鑒定,腐敗能力

鮮切蘋果是一種方便快捷的即食果蔬制品,它既要保持完整蘋果的新鮮質地和營養價值,又要保證產品衛生和安全。鮮切蘋果的原料在采收、運輸、貯藏過程中,受到機械損傷后,腐敗霉菌很容易通過傷口侵蝕果實,另外,水果的果蒂及果梗附著的腐敗霉菌很難在清洗過程中完全除去,原料切割后這些沒有除去的腐敗霉菌大量繁殖,最終導致產品腐爛變質。蘋果的常見微生物侵染型病害有霉心病、輪紋病、青霉病等[1-3]。引起這些病害的主要微生物為青霉(Penicillium sp.)、鏈格孢菌(Alternaria sp.)、曲霉(Aspergillus sp.)等,它們都是從碰、壓、磕、刺傷或病蟲害的部位侵入果實,引起蘋果發病[4-5]。鮮切蘋果在加工過程中不可避免地造成原有組織與細胞結構破壞,容易招致微生物入侵,同時營養物質隨著細胞液外流,又為微生物的繁殖提供營養。霉菌侵入鮮切蘋果組織后,組織壁的纖維素先被破壞,進而果膠、蛋白質、有機酸、糖類被分解,繼而酵母菌和細菌開始繁殖。由于微生物繁殖,產品外觀出現深色斑點,組織變軟,逐漸變成漿液狀甚至水液狀,并產生腐敗的味道和氣味,導致產品質量下降和貨架期縮短。現在已有一些關于鮮切蘋果的研究,主要是關于生理生化變化[6-7]、抑制酶促褐變[8-9]和防腐保鮮[10-11],但對導致鮮切蘋果腐敗的霉菌的研究較少。韓巍巍等人建立了鮮切蘋果的霉菌在不同貯藏溫度的生長模型[12]。吳曉彬等[13]人從鮮切蘋果中初步分離鑒定出4種青霉。目前還缺少關于何種腐敗霉菌會引起鮮切蘋果腐爛變質,以及它們致腐能力的研究。一般情況下致病菌在鮮切果蔬上很少存在,存在的大都是腐敗菌,腐敗菌引起的產品腐敗變質會造成巨大的經濟損失,也是嚴重制約鮮切產業發展的主要因素。本研究對鮮切蘋果中的腐敗霉菌進行分離鑒定,并研究了它們的致腐能力,為進一步加強和完善鮮切水果致腐微生物學理論,提高鮮切產品的品質,為廣大的消費者提供營養、安全的鮮切水果產品提供參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

鮮切富士蘋果大連當地超市,蘋果為大連當地果園采摘。馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(PDA)、CA培養基、CYA培養基和G25N培養基的配方及配制方法參照《中國真菌志》[14]。

DNP-9082型電熱恒溫培養箱上海精宏實驗設備有限公司;VS-1300超凈工作臺蘇州市蘇信凈化設備廠;OLYMPUS BX51偏光顯微鏡日本Olympus公司。

1.2實驗方法

1.2.1鮮切蘋果中霉菌的分離純化倒混菌平板法:制備鮮切蘋果菌懸液,進行10倍梯度稀釋,倍數為10-1、10-2、10-3、10-4、10-5,分別取稀釋液1 mL,與已融化并冷卻至50℃左右的無菌PDA(含抗生素)混合,搖勻后,倒入培養皿中,待瓊脂凝固后,制成實驗所需的平板。每個稀釋倍數做三個平行樣,在28℃下培養3～5 d。平板劃線法:倒混菌平板法培養3～5 d后,用接種環挑取外觀為絲狀的單菌落,在無菌PDA平板上進行交叉劃線分離得到純菌種。用接種環挑取外觀是絲狀的單菌落,三點法接種到CA上進行純化培養,重復接種三代。將純化菌種于4℃保存。

1.2.2霉菌的鑒定水浸片的制作:純化好的霉菌接種于PDA培養基中間一點,28℃培養3～5 d,挑取單菌落邊緣部分于載玻片上的無菌水中,蓋蓋玻片后顯微鏡下觀察,結合菌落形態特征,依據文獻[14-20]進行鑒定。將分離到的青霉菌三點接種到CA、CYA、G25N培養基上,25～28℃培養,CA培養基上培養觀察12 d,CYA、G25N培養基上培養觀察7 d。分別記錄不同菌株在不同培養基上的菌落大小、顏色、質地及生長速度等特征,在顯微鏡(40倍)中觀察它的產孢結構、主要形態、分生孢子的位置、形狀等特征。依據文獻[14,19-20]進行鑒定。

1.2.3腐敗霉菌蘋果刺傷接種實驗(In vivo)霉菌孢子懸浮液制備:將純化后的霉菌接種到PDA培養基上,28℃培養5～7 d,挑取菌落孢子于含0.05%吐溫80和0.2%瓊脂的無菌水中,血球計數板計數,孢子懸浮液的濃度配制為1×105CFU/mL。

蘋果→清洗→消毒(200 ppm次氯酸鈉浸泡10 min)→70%酒精噴涂蘋果表皮→晾干→蘋果腰部刺3 mm(直徑)×4 mm(深)的傷口→注入霉菌孢子懸浮液20 μL→保鮮盒包裝→28℃培養5 d→每天測量病斑直徑

每個蘋果腰部對稱刺4個傷口,3個傷口均被注入20 μL同種霉菌孢子懸浮液,另1個為空白(注入無菌水20 μL),每種霉菌平行3次實驗。測定病斑直徑,使蘋果的病斑直徑變化大于2 mm的霉菌為腐敗霉菌,反之為非腐敗霉菌,根據病斑直徑大小比較腐敗霉菌的致腐能力的大小[21]。

1.2.4數據處理所有數據用Excel(2013)軟件處理,表示為平均值(n=3)±標準偏差。

2　結果與分析

2.1鮮切蘋果霉菌的分離及屬的鑒定結果

從蘋果中分離純化出13株霉菌,并編號為M1～M13。對13株霉菌在PDA培養基上的菌落形態和水浸片進行鏡檢觀察,并結合中國真菌志[14-17]與相關鑒定手冊[18-20],分為5個屬:其中青霉菌屬7株,分別為M2、M3、M4、M6、M7、M8、M10;曲霉屬1株,為M13;枝孢屬3株,分別是M1、M5、M9;枝頂孢屬1株,為M11,鏈格孢屬1株,為M12。具體描述見表1。

2.2鮮切蘋果霉菌種的鑒定結果

通過觀察霉菌在PDA培養基和CA、CYA、G25N三種培養基上的菌落形態,并結合中國真菌志[14-17]與相關鑒定手冊[18-20],分別將霉菌鑒定到種。

2.2.1鮮切蘋果青霉種的鑒定結果

2.2.1.1M2和M3的鑒定結果M2和M3的菌落特征及分生孢子形態見圖1。由圖1可見:菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落表面為暗綠色,背面無色,質地絨狀,中心突起;菌絲體為白色,相對直徑較大;分生孢子梗粗糙,帚狀枝主要三輪生,偶有四輪生;分生孢子為近球形。CA培養基上25℃培養12 d,直徑40～50 mm,中心有臍狀突起而其他部分有放射狀皺紋或近于平坦;質地絨狀,在菌落邊緣或全部菌落面上兼有粉末狀、顆粒狀;分生孢子結構大量產生,分生孢子面藍綠色至黃綠色,菌絲體為白色,反面為黃褐色,或中心紅褐色向邊緣逐漸變淡而呈現黃褐色。CYA培養基上25℃培養7 d,直徑32～43 mm,有放射狀皺紋或平坦;質地絨狀兼粉末狀或顆粒狀;分生孢子結構大量產生,分生孢子面藍綠色或帶黃藍綠色,菌絲體為白色,反面為橘褐色或帶紅褐色。G25N培養基上25℃培養7 d,直徑16～20 mm,較厚,有放射狀皺紋或近于平坦;質地絨狀兼顆粒狀;分生孢子結構較少或較多,呈藍綠色或黃綠色,菌落背面呈淡黃褐色或淺黃色。綜上鑒定M2和M3為皮落青霉(Psenicillium crustosum)。

表1　霉菌菌落及分生孢子結構特征

圖1　M2和M3的菌落特征及分生孢子形態Fig.1　Colony characteristic and conidium morphology of M2 and M3注:(a)、(b)分別為PDA培養基上菌落正反面特征圖,(c)分生孢子形態(×40),(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i) 分別為CA、CYA、G25N培養基上的菌落正反面特征圖，圖2～圖5同。

2.2.1.2M4和M7的鑒定結果M4和M7的菌落特征及分生孢子形態見圖2。由圖2可知:菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落顏色為暗綠色,質地絲絨狀,菌絲體白色;顯微鏡下,帚狀枝結構主要非單輪生,偶有三輪生,瓶梗為披針形。CA培養基上25℃培養12 d,直徑38～52 mm,有少量的放射狀皺紋,菌落近于平坦或有多道同心環紋;質地絨狀,在菌落邊緣或全部菌落面上兼有粉末狀、顆粒狀;分生孢子結構大量產生,藍綠色或微黃藍綠色,菌絲體為白色,滲出液少量,反面為淡黃色或紫褐色。CYA培養基上25℃培養7 d,直徑30～48 mm,有放射狀皺紋,中心往往有點凹凸不平或近于平坦;質地絨狀或在中心面輕微的絮狀,在菌落邊緣面上通常呈現較明顯的粉末狀或顆粒狀;分生孢子結構大量產生,菌絲體為白色,有滲出液。菌落反面為黃褐色。G25N培養基上25℃培養7 d,直徑12～25 mm,中心較厚,凹凸不平或有放射狀皺紋;質地呈絨狀或兼有輕微的絮狀、有顆粒狀;分生孢子結構較多,呈黃綠色,菌落背面呈淡褐色或黃褐色。綜上鑒定M4和M7為擴展青霉(Penicillium expansum)。

圖2　M4和M7的菌落特征及分生孢子形態Fig.2　Colony characteristic and conidium morphology of M4 and M7

2.2.1.3M6的鑒定結果M6的菌落特征及分生孢子形態見圖3。由圖3可見:菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落顏色為暗綠色,中心有突起,質地粉末,菌絲體白色;分生孢子形狀為橢圓形。CA培養基上25℃培養12 d,直徑22～32 mm,有少量的放射狀短紋或在中部有一些近顆粒狀菌絲團;質地絨狀兼絮狀或中部絮狀而邊緣絨狀;分生孢子結構較少,而中部或局部面上較多到大量,分生孢子面呈灰綠色或藍綠色,菌絲體為黃白色至黃色,反面為黃色或橘黃色。CYA培養基上25℃培養7 d,直徑20～32 mm,放射狀皺紋較多或較少,有的還有幾道同心環;質地絨狀兼絮狀;分生孢子結構較少,分生孢子面灰綠色或藍綠色,菌絲體為黃色或灰黃色,菌落反面為淡黃色、橘黃色或微紅黃色。G25N培養基上25℃培養7 d,直徑6～19 mm,中心隆起而向邊緣逐漸降低或有不規則的皺紋;質地絨狀或兼絮狀;分生孢子結構面藍綠色,反面淡黃色或橘黃色。綜上鑒定M6為米舒青霉(Penicillium miczynskii)。

圖3　M6的菌落特征及分生孢子形態Fig.3　Colony characteristic and conidium morphology of M6

2.2.1.4M8的鑒定結果M8的菌落特征及分生孢子形態見圖4。由圖4可見:菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落顏色為暗綠色,質地絨狀或粉末狀,菌絲體為白色;帚狀枝結構主要三輪生,偶有雙輪生,瓶梗呈現瓶狀;分生孢子為橢圓。CA培養基上28℃培養12 d,直徑42～55 mm,有少量的放射狀皺紋,同心環紋少或較多,也有近于平坦者;質地粉末狀兼絨狀或顆粒狀;分生孢子結構大量產生,分生孢子面呈典型的藍綠色,菌絲體為白色。反面為黃褐色。CYA培養基上28℃培養7 d,直徑28～42 mm,中心有臍狀突起,放射狀皺紋少或較多;質地為粉末狀或絨狀。雖有肉眼可見的幼齡孢梗束,而在中心面上有時帶輕微的絮狀;分生孢子結構大量產生,灰綠色或藍綠色,菌絲體為白色,菌落反面為黃褐色。G25N培養基上28℃培養7 d,直徑13～18 mm,菌落的中心較厚或有臍狀突起而其他有少量放射狀短紋;質地絨狀兼顆粒狀;分生孢子結構較多,呈黃綠色或藍綠色,菌落背面呈黃色。綜上鑒定M8為橘灰青霉(Penicillium aurantiogriseum)。

圖4　M8的菌落特征及分生孢子形態Fig.4　Colony characteristic and conidium morphology of M8

2.2.1.5M10的鑒定結果M10的菌落特征及分生孢子形態見圖5。由圖5可見:菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落表面為墨綠色,中心臍狀突起,質地粉末狀兼絨狀;菌絲體為白色,背面無色;分生孢子梗粗糙;帚狀枝為三輪生,少有雙輪生或四輪生;分生孢子呈球形。CA培養基上28℃培養12 d,直徑27～35 mm,有少量放射狀褶皺或有幾道同心環紋;質地絨狀兼顆粒狀;分生孢子結構在菌落邊緣或進邊緣大量產生,分生孢子面黃綠色,菌絲體為白色,中部略呈微黃白色,菌落背面為黃色或黃紅褐色。CYA培養基上28℃培養7 d,直徑28～33 mm,菌落中間有臍狀突起其他部分接近平坦;質地絨狀兼顆粒狀;分生孢子結構大量產生,分生孢子面帶黃綠色,菌絲體接近于白色,菌落背面為黃褐色。G25N培養基上28℃培養7 d,直徑17～20 mm,菌落表面較為平坦或有少量不明顯皺紋;質地為絨狀兼較輕的粉末狀;分生孢子結構不多,呈黃綠色和藍綠色,沒有滲出液產生,菌落背面為黃色。綜上鑒定M10為鮮綠青霉(Penicillium viridicatum)。

圖5　M10的菌落特征及分生孢子形態Fig.5　Colony characteristic and conidium morphology of M10

2.2.2鮮切蘋果其它霉菌種的鑒定結果

2.2.2.1M1的鑒定結果M1的菌落特征及分生孢子形態見圖6。由圖6,菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落為青褐色,有放射狀褶皺;分生孢子鏈較短,且孢子梗有隔膜。鑒定M1為球孢枝孢(Cladosporium sphaerospermum)。

圖6　M1的菌落特征及分生孢子形態Fig.6　Colony characteristic and conidium morphology of M1注:(a)、(b)分別為PDA培養基上菌落正反面特征圖,(c)分生孢子形態(×40)，圖7～圖10同。

2.2.2.2M5和M9的鑒定結果M5和M9的菌落特征及分生孢子形態見圖7。由圖7,枝狀枝孢菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落為深綠色,呈絨狀,背面為墨綠色;孢子梗較粗糙且有隔,分生孢子形狀為長橢圓形。鑒定M5和M9為枝狀枝孢(Cladosporium cladosporioides)。

圖7　枝狀枝孢的菌落特征及分生孢子形態Fig.7　Colony characteristic and conidium morphology of M5 and M9

2.2.2.3M11的鑒定結果M11的菌落特征及分生孢子形態見圖8。菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落為白色,呈絨毛狀,中心有臍狀突起。顯微鏡下,菌絲具隔,分生孢子梗不分枝,且中間粗;分生孢子形狀為橢圓。鑒定M11為地生枝頂孢(Acremonium terricola)。

表2　10種霉菌病斑直徑的變化

圖8　地生枝頂孢的菌落特征及分生孢子形態Fig.8　Colony characteristic and conidium morphology of M11

2.2.2.4M12的鑒定結果M12的菌落特征及分生孢子形態見圖9。菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落顏色為黑色或暗綠色,呈絨狀,或有同心圓環,菌絲呈放射狀;孢子梗粗糙且有隔膜;分生孢子呈保齡球狀。鑒定M12為互隔交鏈格孢霉(Alternaria alternata)。

圖9　M12的菌落特征及分生孢子形態Fig.9　Colony characteristic and conidium morphology of M12

2.2.2.5M13的鑒定結果M13的菌落特征及分生孢子形態見圖10。由圖10,菌落在PDA培養基上28℃培養7 d,菌落顏色初為白色,后變成黑色,背面無色,質地粉末狀,生長速度較快;分生孢子頭為頂囊球形,顏色褐黑色呈放射狀,頂端孢子呈鏈形。鑒定M13為黑曲霉(Aspergillus.niger)。

圖10　M13的菌落特征及分生孢子形態Fig.10　Colony characteristic and conidium morphology of M13

2.3鮮切蘋果腐敗霉菌與非腐敗霉菌的分類及致腐能力比較結果

由表2可知,皮落青霉、擴展青霉、鮮綠青霉、黑曲霉、互隔交鏈格孢霉接種的蘋果的病斑直徑變化均大于2 mm,可認為它們是腐敗霉菌;橘灰青霉、米舒青霉、球孢枝孢、枝狀枝孢和地生枝頂孢接種的蘋果的病斑直徑變化均小于2 mm,可認為它們是非腐敗霉菌;在5種腐敗霉菌中,皮落青霉在5 d內病斑直徑變化最大,即其致腐性最強,之后依次是擴展青霉、鮮綠青霉、互隔交鏈格孢霉和黑曲霉。

3　結論

從鮮切蘋果中分離鑒定得到5個屬:青霉菌屬、曲霉屬、枝孢屬、枝頂孢屬和鏈格孢屬。進一步鑒定為10個種:皮落青霉、擴展青霉、米舒青霉、橘灰青霉、鮮綠青霉、黑曲霉、球孢枝孢、枝狀枝孢、地生枝頂孢、互隔交鏈格孢霉。活體實驗進行腐敗與非腐敗霉菌的分類,最終得到腐敗霉菌有5種,分別為鮮綠青霉、擴展青霉、皮落青霉、互隔交鏈格孢霉、黑曲霉;非腐敗霉菌有5種,橘灰青霉、地生枝頂孢、球孢枝孢、枝狀枝孢和米舒青霉。在5種腐敗菌中,腐敗能力由大到小順序為:皮落青霉、擴展青霉、鮮綠青霉、互隔交鏈格孢霉、黑曲霉。

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Isolation and identification of spoilage molds from fresh-cut apple and their rot abilities

LIU Cheng-hui1,2,MA Tao1,3,*,HU Wen-zhong1,2,SONG Jin-yu1,2,BAI Lu-lu1,2

(1.College of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110161,China; 2.College of Life Science,Dalian Nationalities University,Dalian 116600,China; 3.College of Food Science and Engineering,Bohai University,Jinzhou 121013,China)

The spoilage molds which caused the corruption of fresh-cut apple were identified,and the rot ability of molds were compared in vivo.13 Strains of molds were isolated from fresh-cut apples,in which there were 7 Penicillium strains,1 Aspergillus strain,3 Cladosporium strains,1 Acremonium strain,and 1 Alternaria strain by morphological character methtods.The different penicillium strains were identified by the cultivation characters and microscopic examination in different medium including CA,CYA,G25N.The results showed that 5 types of Penicillium were identified,which were P.crustosum,P.expansum,P.miczynskii,P.aurantiogriseum and P.viridicatum.The in vivo experiments were used to determine type of molds spoilage or not.Five spoilage molds were identified,which were P.viridicatum,P.expansum,P.crustosum,A.alternata,and A.niger.And five kinds of molds could not rot apple were indentified as P.aurantiogriseum,A.terricola,C.sphaerospermum,C.cladosporioides,and P.miczynskii.The order of rot ability of 5 spolilage molds was P.crustosum,P.expansum,P.viridicatum,A.alternata,A.niger.

fresh-cut apple;spoilage mold;identification;rot ability

2015-10-26

劉程惠(1979-)，女，博士研究生，研究方向：食品科學與工程，E-mail:liuchenghui@dlnu.edu.cn。

馬濤(1962-)，男，博士，教授，研究方向：食品科學，E-mail:matao-09@163.com。

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2012BAD38B05)；中央高校基本科研業務費專項資助項目(DC201502020402)。

TS201.3

A

1002-0306(2016)07-0131-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.07.018