扩展青霉和展青霉素的生物防治研究进展

扩展青霉是水果中常见的腐败真菌,普遍存在于腐烂的梨果表面,由其侵染所引发的果实采后污染现象可导致严重的经济损失。扩展青霉的次级代谢产物展青霉素会残留在加工的水果制品中,食用后会诱发急慢性毒性损伤和引起细胞病变,严重威胁人类健康。目前,传统方法主要是利用物理方法和化学方法来抑制扩展青霉的生长繁殖以及对展青霉素的减除,但都存在一些弊端,限制了其在实际生产中的应用。生物防控作为新型控制手段,具有安全高效且对环境友好的特点,采用生物防治来控制扩展青霉和展青霉素的污染受到了世界各国的广泛关注。文章对扩展青霉和展青霉素的污染现状、传统控制方法和生物防控手段及其作用机制进行了综述,以期为生物防治技术在水果及其制品方面的开发应用提供理论参考依据。     

Fengycin对苹果青霉病致病菌扩展青霉产展青霉素的抑制机制研究

目的:为了考察脂肽类抗生素Fengycin对扩展青霉合成真菌毒素展青霉素的抑制机制。方法:采用高效液相色谱法检测单位质量扩展青霉菌丝体产展青霉素的含量,并用SYBR GreenI Real-Time PCR方法检测Fengycin处理下扩展青霉菌丝体和未经Fengycin处理的扩展青霉菌丝体中合成展青霉素的2个关键基因6-MSAS和IDH的表达水平。结果:经过Fengycin处理,单位质量扩展青霉菌丝体产毒素含量显著下降。扩展青霉6-MSAS基因表达水平显著降低,只有对照组的11%,而IDH基因的表达水平降低差异不显著。结论:Fengycin抑制展青霉素的合成可通过抑制6-MSAS基因的表达来完成。     

响应面法优化桔青霉产核酸酶P1培养基

采用部分析因试验设计(FFD)、中心组合实验设计(CCD)和响应面分析法(RSM)对桔青霉产核酸酶P1培养基进行优化研究。FFD结果表明:硫酸锌、酵母粉、复合磷酸盐3个因素显著影响桔青霉发酵产核酸酶P1,利用最陡爬坡实验(SAD)使得3个显著因素的水平取值逼近最大响应区域,通过CCD和RSM确定了3个显著性因素的最优水平,得到桔青霉发酵产核酸酶P1的最优培养基配方:葡萄糖4%、酵母粉0.681%、玉米浆0.4%、黄豆饼粉0.45%、硫酸锌0.042%、硫酸镁0.06%、氯化钙0.06%、复合磷酸盐(m(磷酸二氢钾):m(磷酸氢二钾)=1:1)0.068%。验证实验表明,优化后的培养基发酵酶活力达到563U/mL,比原培养基(202U/mL)提高了64%。     

扩展青霉利用苹果渣发酵产果胶酶条件的优化

通过单因素及二次旋转正交实验,对扩展青霉YL-9固体发酵产果胶酶的培养条件进行了探索。结果表明:最佳培养基组成为:麸皮8.15%、苹果渣16.5%、（NH4）2SO40.86%、MnSO40.3%、KCl0.15%、0.04%的吐温80、加水量74.0%。采用最佳培养基配方,在250mL三角瓶中于28℃下恒温培养96h,果胶酶酶活可达到752.29U/g干曲。      

扩展青霉利用苹果渣发酵产果胶酶条件的优化

通过单因素及二次旋转正交实验,对扩展青霉YL-9固体发酵产果胶酶的培养条件进行了探索。结果表明:最佳培养基组成为:麸皮8.15%、苹果渣16.5%、(NH4)2SO40.86%、MnSO40.3%、KCl0.15%、0.04%的吐温80、加水量74.0%。采用最佳培养基配方,在250mL三角瓶中于28℃下恒温培养96h,果胶酶酶活可达到752.29U/g干曲。     

桔青霉高产核酸酶P1的固态发酵条件研究

以本实验室从土壤中分离筛选到的一株高产核酸酶P1的桔青霉GX-K为生产菌种,研究了该菌固体发酵产核酸酶P1的发酵条件。结果表明其最佳产酶条件为：以麸皮作为固态发酵基料,添加4％的蔗糖,料水比为1：0．9,30℃培养72h。该条件下核酸酶P1产量达5783．41U／g干基。     

多酚及植物精油对扩展青霉生长及展青霉素 生成的抑制作用研究

目的研究多酚及植物精油对扩展青霉生长及展青霉素生成的抑制作用。方法将10种多酚、甜菜碱以及3种植物精油与PDA培养基混合得(多酚浓度10μg/m L,精油浓度0.5μL/m L),待培养基凝固后,在表面滴加10μL 106孢子/m L扩展青霉孢子悬液,28℃培养10~14 d。每2 d根据十字交叉法测定菌落直径,计算抑菌率,,最后一天提取培养基中展青霉素并用高效液相色谱测定展青霉素的含量。结果茶多酚及香草酸在d2抑菌效果最佳,分别为28.26%和22.58%.菌体生长至d 10,原儿茶酸的抑菌率最高,其次分别为香豆素,咖啡酸,金丝桃苷,香草酸,绿原酸,桂皮素,香草醇,甜菜碱,茶多酚。柠檬醛与大蒜油能够完全抑制扩展青霉的生长,姜黄油的抑菌率较弱。多酚类物质对扩展青霉合成毒素的影响并不显著(P0.05),而植物精油对展青霉素的合成具有显著的抑制作用(P0.05)。结论多酚及植物精油对扩展青霉生长和产毒有一定抑制作用,这为开发具有抑菌作用可替代农药的天然产物提供理论基础。     

桔青霉发酵制备核酸酶P1研究进展

核酸酶P1是一种重要的工业酶制剂,可用于水解核酸生产5’-核苷酸。本文综述了利用桔青霉发酵得到核酸酶P1的菌种选育、培养基优化、发酵工艺控制、浓缩、相关应用和国内外市场状况。      

TB-DNA平板高效筛选桔青霉核酸酶P1产量突变株

为从大量突变株中快速筛选桔青霉核酸酶P1高产株,建立TB-DNA平板筛选方法,并考察多种因素对TB-DNA平板上核酸酶P1粉红酶解圈形成的影响。在优化反应条件(蒸馏水pH5.8,锌离子1×10-3mol/L、钙离子2.5×10-5mol/L、甲苯胺兰浓度2.5×10-4mol/L及DNA加入0.1%)下,经40℃反应12h,核酸酶P1活力对数值与变色圈直径平方值呈正比关系(R2=0.9965)。不同桔青霉菌株核酸酶P1活力检验结果表明,该方法所得核酸酶活力与传统紫外比色法所得酶活力相比,两组数据线性相关(R2=0.9863,p<0.0001);t-检验及方差分析(one-wayANOVA)结果表明二者不存在显著差异(p<0.05)。TB-DNA平板法可用于核酸酶P1高产菌株的高效筛选。     

温度对苹果汁中扩展青霉生长和产毒的影响

在苹果汁培养基静置培养条件下,研究了培养温度为28、25、20、16、12、4℃时扩展青霉的生长和产毒情况。结果表明,在各贮藏温度下,扩展青霉均可在苹果汁中生长,并产生大量毒素。温度越高,生长速率和产毒速率越快,但生长高峰期和产毒高峰期发生的先后顺序差别很大。其中25℃是扩展青霉的最适生长和产毒温度,最大生物量和产毒量分别达到4.35 g/L和570.53 mg/L,在冷藏温度4℃时菌体仍能生长和产毒。因此在苹果汁的生产和贮藏过程中要充分考虑温度的影响,以减少果汁中展青霉素污染的风险。     

Survival of Penicillium expansum and Patulin Production on Stored Apples after Wash Treatments

ABSTRACT: Penicillium expansum is a widespread fungus found on apples that causes fruit decay and may lead to production of a toxic secondary metabolite, patulin. This study was undertaken to evaluate the effectiveness of several chemical sanitizers against P. expansum NRRL 2304 and to establish sanitizing wash treatments that would inhibit P. expansum growth and subsequent patulin production on Empire apples destined for cider. Wash treatments included 200 ppm NaOCl, 1% StorOx®, 0.5% potassium sorbate, 300 ppm SO₂, and 0% to 5% acetic acid. Spores of P. expansum or inoculated apple slices were dipped in sanitizing wash solution for 5 min, and mold growth and patulin production was monitored on subsequent storage. It was found that 0.5% potassium sorbate and 300 ppm SO₂ did not affect mold survival or patulin production; 1% StorOx® was effective against mold spores in solution (4 log Most Probable Number destruction of spores), but there was no significant reduction in spore count when the same solution was used to sanitize mold‐inoculated apple discs. Washing with 200 ppm NaOCl delayed growth of P. expansum on inoculated apple discs but failed to completely inhibit patulin production. Acetic acid solution (2% to 5%) was the most efficient chemical against P. expansum. A wash treatment with ≥2% acetic acid for more than 1 min is recommended to completely inhibit growth of P. expansum and subsequent patulin production on apples destined for cider.     

扩展青霉DNA提取及PCR检测条件的优化

研究扩展青霉DNA的提取及其聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)检测条件的优化。分别采用玻璃珠法、氯化苄法、玻璃珠+氯化苄法提取扩展青霉菌及对照菌株的基因组DNA,经紫外测定和电泳检测实验,分析提取DNA的质量浓度和纯度;同时,根据扩展青霉多聚半乳糖醛酸酶基因内一段保守序列设计合成一对288bp的扩增引物,并对PCR检测条件进行优化。结果表明：玻璃珠+氯化苄法提取到的DNA质量浓度和纯度较理想,扩展青霉DNA可获得良好的特异性扩增,PCR扩增的最适退火温度为53～59℃,最适引物浓度为0.04～0.16μmol/L,最适模板质量浓度为2.40～5.28μg/mL,dNTPs浓度对PCR扩增影响不大。运用实验所得优化参数检测扩展青霉菌,整个过程仅需3～4h,和传统的培养检测法相比,该方法可有效提高检测效率,可进一步将该方法应用于实践。     

海洋扩展青霉(Penicillium expansum)产耐盐型果胶酶的固态发酵优化

目的:提高海洋扩展青霉(Penicillium expansum)产耐盐型果胶酶的酶活力。方法:测定海洋扩展青霉所产果胶酶的耐盐性;通过单因素和正交实验,对海洋扩展青霉产耐盐型果胶酶进行固态发酵优化;利用SPSS 20.0分析实验结果。结果:该果胶酶在底物所含Na Cl浓度为30g/L时,酶活力最高,在Na Cl浓度为0~60g/L范围内较稳定。最优培养基为:麸皮7g,果胶粉0.42g,氯化铵0.28g,人工海水8.4m L;最优培养条件为:接种量3m L(107cfu/m L),培养温度28℃,250m L三角瓶中培养72h。此优化条件下酶活力可达到6639.79U/g。结论:该果胶酶耐盐性好;固态发酵优化后,酶活力达到6639.79U/g,为原来的酶活1239.80U/g的5.36倍。      

不同环境因子对扩展青霉和指状青霉生长和产酸的影响

扩展青霉 (Penicillium expansum)和指状青霉(Penicillium digitatum)是两种典型采后致病菌,其中扩展青霉能够引起苹果、梨、猕猴桃、樱桃等水果的采后贮藏期腐烂,指状青霉则是引起柑橘类水果采后及贮藏期间腐烂的主要致病菌之一。为明确两株青霉菌生长及产酸的适宜环境条件,本试验对不同营养、温度、pH值、光照等条件下青霉菌的生长情况进行了研究。结果表明,在实验给定的条件下,最适宜扩展青霉生长和产酸的培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基,温度分别为25℃和20℃,pH分别为4和10,均为黑暗环境;最适宜指状青霉生长和产酸的培养基为马铃薯葡萄糖琼脂培养基,温度均为20℃,pH分别为4和8,均为黑暗环境。这为后续对两株菌株产酸及致病性的探究提供科学依据。     

扩展青霉拮抗菌的筛选鉴定及抗菌物质分析

为了防止水果采后青霉病的发生及青霉毒素带来的危害,本实验以扩展青霉(Penicillium expansum 3.3703)为指示菌,采用平板对峙法和双层平板琼脂扩散法筛选得到1株来源于乌龙茶的LPL-T12菌株,其发酵上清液抑菌圈直径达(22.74±0.44)mm。菌株经形态学观察、生理生化实验、16S rDNA序列及特异性PCR分析可知,LPL-T12菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。菌株发酵液通过硫酸铵沉淀及不同孔径透析袋截留后,粗提物经抑菌活性检测、蛋白酶及热处理分析可知,该抗菌物质为分子质量在8000D以上的热敏感蛋白类物质。     

产蛋白酶波茨坦短芽孢杆菌的鉴定及产酶条件优化

该研究旨在提高一株环境分离菌株的产酶效率,为后续菌株及其蛋白酶的应用提供前期实验基础。通过水解圈法初步检测菌株S8的产蛋白酶能力,并通过16S rRNA序列比对确认其为波茨坦短芽孢杆菌。通过单因素试验确定了最佳培养条件和培养基添加成分。并采用Plackett-Burman设计和最陡爬坡试验对培养条件和培养基进行响应面优化。优化结果显示,在发酵时间为38.70 h、菌液接种量为1.84%（V/V）、发酵温度为35 ℃、酵母粉添加量为23.70 g/L、胰蛋白胨添加量为11.70 g/L、MgSO4添加量为20.20 g/L的条件下,菌株的产酶活力可达到114.79 U/mL,相比优化前提升了209.70%。研究结果为该菌株的后续发酵应用提供了科学数据。     

Patulin distribution in Fuji and Golden apples contaminated with Penicillium expansum

This work assesses the extent of patulin contamination in Penicillium expansum-infected apples stored at room temperature for short periods of time and its relationship with apple variety (Golden or Fuji), degree of ripeness and size of lesions. Inoculated apples were incubated at 20°C. Patulin was determined in both sound and decayed tissue from cylindrical samples taken around the lesions and cut into 0.5-cm thick sections. Higher accumulation of patulin occurred in Golden apples, with less ripened apples showing higher concentrations. Total accumulated patulin was similar or higher in 4-cm compared to 2-cm lesioned apples, although a decrease in patulin concentration was observed in older lesion sections. Patulin accumulation occurred over a short period of time at room temperature, thus the stand-by period before processing should be minimised. Of total patulin, 2-6% migrated to the surrounding sound tissue, thus trimming tissue around the rotten part may be a good preventive practice for apple derivative production.     

扩展青霉侵染柑橘机制分析

从细胞壁降解酶的角度利用转录组技术分析扩展青霉（Penicillium expansum）侵染柑橘的机制。P. expansum H1在改良的Marcus培养基和柑橘体内均可以产生细胞壁降解酶聚半乳糖醛酸酶、果胶甲基半乳糖醛酸酶、内切β-1,4-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶。同时,与P. expansum H1侵染柑橘相关的基因表达量均上调,如与细胞壁降解相关的基因、与桔霉素产生相关的基因、与宿主pH值改变相关的基因、与抗氧化应激反应相关及与效应因子相关的基因。结果表明：在P. expansum H1侵染柑橘的过程中,细胞壁降解酶、桔霉素、pH值、抗氧化酶等均起到重要的作用。     

扩展青霉侵染对苹果果实膜磷脂代谢的影响

目的:研究扩展青霉侵染对苹果果实膜透性及膜磷脂代谢的影响.方法:以'元帅'苹果为试材,测定扩展青霉损伤接种果实病健交界处组织的细胞膜透率、膜磷脂代谢关键酶活力以及相关底物和产物含量的变化.结果:扩展青霉侵染早期(2 d前)果实病斑直径无明显变化,侵染后期(2 d后)果实病斑直径和细胞膜透率明显增大.侵染期间,果实的磷脂...     

丁香精油对扩展青霉生长和毒素分泌的影响

为了更全面、合理的评价丁香精油作为防腐保鲜剂对病原菌生长的控制效应及毒素合成间的相关性,以熏蒸的方式,通过离体和活体实验,研究了不同浓度的丁香精油对扩展青霉生长和毒素分泌的影响。结果表明,固体培养中,26.0μL/L的丁香精油熏蒸对扩展青霉的孢子萌发、菌体生长和毒素分泌均起到明显的抑制作用;虽然在液体培养和活体实验中,相同浓度的丁香精油熏蒸抑制菌体生长同时促进了毒素分泌,但是在这两种实验模式下,当丁香油浓度达到130μL/L以上时,才达到同时抑制生长和产毒的效果。因此,将丁香精油作为防腐保鲜剂开发时,需同时考虑其对展青霉素分泌的影响,以期达到抑菌效果和食用安全性。