绿豆芽细菌性软腐致病机理及壳聚糖对软腐抑制效果的研究

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绿豆芽是我国最受消费者欢迎的芽苗菜品种之一。近年来,绿豆芽生产呈现出规模化、工厂化的趋势,但也导致占总产量5%以上的绿豆芽出现软腐现象并难以控制,造成巨大的经济损失及食品安全隐患。为解决长期困扰绿豆芽产业的难题,本文对引起绿豆芽软腐现象的原因、机理及防治方法展开了研究。研究内容主要包括分离和鉴定软腐绿豆芽中的细菌,筛选出与软腐现象相关联的关键病原菌,并探讨其生理生化特性和致病机理。同时,根据所选病原菌的特点,探究了壳聚糖防治绿豆芽软腐现象的可行性和最佳条件。研究结果为绿豆芽产业的技术进步提供了理论及工艺支持。主要内容如下:(1)采用刚果红染色法从腐烂的绿豆芽中分离出具有果胶分解能力的细菌,并对分离细菌进行DNA提取、PCR扩增以及16Sr DNA鉴定。用DNS法测定不同菌种产生果胶酶的活性,并探讨软腐现象与菌株产生果胶酶活性之间的关系。结果表明:筛选出13株具有果胶分解能力的菌株,判定为6个菌种,包含2株不动杆菌属(Acinetobacter)、3株假单胞菌属(Pseudomonas)、2株克雷伯菌属(Klebsiella)、3株类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、1株阴沟肠杆菌属(Enterobacter)、2株玫瑰酸酯解聚株(Roseateles)。不同菌种的酶活性在9天培养期内呈现先升高后降低的趋势,一般在第4~5天达到最大值。接种培养试验表明,果胶酶活力的高低与绿豆芽软腐病的发作及软腐程度具有较强的关联性,并因此推断出类芽孢杆菌为引起绿豆芽软腐的关键致病菌,果胶酶为关键致病因子。(2)对类芽孢杆菌进行生理生化分析,探讨了温度、p H、碳氮源及不同离子浓度对类芽孢杆菌生长及产酶的影响。结果表明,类芽孢杆菌为革兰氏阴性菌,最适生长温度为28℃,更适合在偏碱性环境下生长。另外,天然杂多糖碳源(如橙皮粉和果胶)或有机氮源(如蛋白胨)可诱导类芽孢杆菌产生更高活性的果胶酶。Zn2+可以在低浓度(1 mmol/L)下促进类芽孢杆菌的生长,而在高浓度(100 mmol/L)下抑制类芽孢杆菌的生长。Na+和Ca2+具有抑制果胶酶的活性的作用,并在类芽孢杆菌生长48~96 h时效果更加明显。(3)使用壳聚糖溶液浸泡绿豆豆种,研究了壳聚糖溶液对绿豆芽生长品质及类芽孢杆菌生长曲线和产酶的影响。结果表明:浓度低于0.50%(w/v)的壳聚糖溶液不会对绿豆的生长造成损害,0.01%的壳聚糖具有促进绿豆胚轴和根的生长、增加抗坏血酸的含量、增强绿豆芽细胞膜功能的作用。0.05%壳聚糖处理则具有降低聚半乳糖醛酸酶活性,改善绿豆芽软腐现象,抑制绿豆芽组织表面褐色斑点的形成的作用。采用牛津杯法测定不同浓度壳聚糖的抑菌效果时,0.25%形成的抑菌圈半径最大。通过吸光度值测定菌悬液生长曲线时,确定了壳聚糖对类芽孢杆菌的最小抑菌浓度为1.25 mg/m L,且0.50%壳聚糖处理即可以达到降低类芽孢杆菌生长速率的作用。
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