园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (7): 1901-1914.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0515
李红1,2,4, 牛新湘3,5, 吴凤康2,6, 杨红梅2,4,5, 楚敏2,4,5, 包慧芳2,4, 王宁2,4,5, 詹发强2,4, 杨蓉2,4, 娄恺2,4, 史应武1,2,4,5,*()
收稿日期:
2025-04-14
修回日期:
2025-05-09
出版日期:
2025-07-23
发布日期:
2025-07-23
通讯作者:
基金资助:
LI Hong1,2,4, NIU Xinxiang3,5, WU Fengkang2,6, YANG Hongmei2,4,5, CHU Min2,4,5, BAO Huifang2,4, WANG Ning2,4,5, ZHAN Faqiang2,4, YANG Rong2,4, LOU Kai2,4, and SHI Yingwu1,2,4,5,*()
Received:
2025-04-14
Revised:
2025-05-09
Published:
2025-07-23
Online:
2025-07-23
摘要: 为了鉴定萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophicus)SHZ-24产生的脂类抑菌物质,采用硅胶柱层析和液质联用(LC-MS)法对其进行鉴定;同时,在厚皮甜瓜‘西州蜜25号’上施用该菌提取的脂类抑菌物质,测定贮藏期间香气成分,以及乙醇脱氢酶(ADH)和脂氧合酶(LOX)的酶活性,探究脂类抑菌物质对厚皮甜瓜贮藏期风味品质的影响。结果表明,萎缩芽孢杆菌SHZ-24的脂类提取物对甜瓜腐烂病病原菌CH-3(Fusarium oxysporum)的抑菌活性为66.54%,有明显的抑菌作用,且起主要作用的是羟基脂肪酸类物质。将该物质作用于厚皮甜瓜‘西州蜜25号’25 d后,相较于正常贮藏的,其挥发性风味物质从25种增加到35种,其中乙酸乙酯、乙酸己脂、乙酸-2-甲基丁酯等主要风味物质相对含量明显提高;相较于病原菌处理后贮藏的,醇类、醛类、烃类物质种类和相对含量均有所降低。对厚皮甜瓜酯类代谢关键酶测定发现,相较于被病原菌侵染的厚皮甜瓜,用脂类抑菌物质处理后的乙醇脱氢酶的活性提高了4.53倍,脂氧合酶的活性提高了1.18倍,说明该菌脂类提取物能抑制病原菌侵染厚皮甜瓜,调节脂类代谢关键酶,延缓厚皮甜瓜的腐败,同时可有效维持甜瓜的香气。菌株SHZ-24脂类抑菌物质在厚皮甜瓜贮藏期间表现出较好的生物防治效果,可应用于甜瓜的贮藏保鲜。
李红, 牛新湘, 吴凤康, 杨红梅, 楚敏, 包慧芳, 王宁, 詹发强, 杨蓉, 娄恺, 史应武. 萎缩芽孢杆菌抑菌物质的鉴定及其对厚皮甜瓜贮藏期风味品质的影响[J]. 园艺学报, 2025, 52(7): 1901-1914.
LI Hong, NIU Xinxiang, WU Fengkang, YANG Hongmei, CHU Min, BAO Huifang, WANG Ning, ZHAN Faqiang, YANG Rong, LOU Kai, and SHI Yingwu. Identification of Antifungal Substances of Bacillus atrophicus and Their Effects on Flavor Quality of Thick-skinned Melons During the Storage Period[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(7): 1901-1914.
图1 抑菌脂类对厚皮甜瓜病原菌的抑制效果(A)和抑菌脂类柱层析各组分抑菌活性(B)
Fig. 1 Inhibitory effect of antibacterial lipids on pathogenic bacteria of muskmelon(A)and antibacterial activity of each component of antibacterial lipid column chromatography(B)
图2 抑菌脂类对厚皮甜瓜病原菌的抑制作用 CK:对照;T1:乙酸乙酯;T2:抑菌物质
Fig. 2 Inhibitory effect of inhibitory lipids on pathogenic bacteria of thick-skinned melons CK:Control;T1:Ethyl acetate;T2:Antifungal substances
图4 抑菌物质处理和病原菌处理后甜瓜中香气物质种类(A)和相对含量(B)差异 不同小写字母表示不同处理间差异显著(P < 0.05)
Fig. 4 Differences in the types(A)and relative content(B)of aroma substances in Cucumis melo after treatment with antifungal substances and pathogen treatment Different lowercase letters indicate significant differences between treatments(P < 0.05)
类别 Category | 组分名称 Component name | 正常贮藏 Normal storage | 病原菌处理 Pathogenic bacteria treatment | SHZ-24处理 SHZ-24 processing |
---|---|---|---|---|
酯类 Ester | 2-己烯-1-醇乙酸酯 2-Hexen-1-ol acetate | 4.82 ± 0.27 a | - | 2.79 ± 0.03 b |
乙酸正己酯 Hexyl acetate | 11.66 ± 0.16 a | - | 3.97 ± 0.02 b | |
3-壬烯-1-醇乙酸酯 3-Nonen-1-ol acetate | 4.52 ± 0.06 a | - | 3.29 ± 0.01 b | |
乙酸异丙酯 Isopropyl acetate | 2.34 ± 0.01 | - | - | |
2-甲基丙酸甲酯 Methyl 2-methylpropionate | 1.57 ± 0.01 | - | - | |
乙酸乙酯 Ethyl acetate | 3.66 ± 0.23 b | - | 28.45 ± 0.31 a | |
2-甲基丁酸甲酯 Methyl 2-methylbutyrate | 6.54 ± 0.19 a | - | 4.28 ± 0.02 b | |
乙酸仲丁酯 Sec-butyl acetate | 0.78 ± 0.01 | - | - | |
乙酸异丁酯 Isobutyl acetate | 26.86 ± 0.06 a | - | 7.37 ± 0.04 b | |
乙酸正丁酯 Butyl acetate | 5.22 ± 0.12 | - | 1.28 ± 0.17 | |
2-甲基丁酸乙酯 Ethyl 2-methylbutyrate | 3.45 ± 0.01 a | - | 1.87 ± 0.01 b | |
乙酸正戊酯 Pentyl acetate | 0.88 ± 0.06 | - | - | |
壹亚油酸甘油酯 Glycerol monooleate | - | 1.03 ± 0.04 | - | |
9-十六碳烯酸乙酯 Ethyl 9-hexadecenoate | - | 0.55 ± 0.02 | - | |
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate | - | 0.26 ± 0.01 | - | |
十八烯酸乙酯 Ethyl octadecenoate | - | 0.19 ± 0.01 | - | |
异丁酸乙酯 Ethyl isobutyrate | - | - | 1.96 ± 0.01 | |
乙酸丁酯 Butyl acetate | - | - | 3.05 ± 0.14 | |
乙酸-2-甲基丁酯 2-Methylbutyl acetate | - | - | 5.97 ± 0.21 | |
乙酸已酯 Hexyl acetate | - | - | 8.25 ± 1.56 | |
乙酸苯甲酯 Phenylmethyl acetate | - | - | 2.35 ± 0.02 | |
丙酸苯甲酯 Phenylmethyl propionate | - | - | 0.86 ± 0.04 | |
4-甲基-3-己醇乙酸酯 4-Methyl-3-hexanol acetate | - | - | 0.17 ± 0.01 | |
丙酸-2-甲基3-苯乙酯 Propionic acid-2-methyl-3-phenylethyl ester | - | - | 3.78 ± 0.37 | |
氯乙酸-2-苯乙酯 2-Phenylethyl chloroacetate | - | - | 1.43 ± 0.33 | |
1,5-戊二醇二乙酸酯1,5-Pentanediol diacetate | - | - | 0.18 ± 0.56 | |
丙酸-2-甲基丙酯Propionate-2-methylpropyl ester | - | - | 0.68 ± 0.01 | |
乙酸辛酯 Octylacetate | - | - | 0.54 ± 0.11 | |
(Z)-乙酸-3-己烯-1-醇酯 (Z)-3-Hexen-1-ol acetate | - | - | 0.75 ± 0.10 | |
2-甲基-1-丁醇乙酸酯 2-Methyl-1-butanol acetate | - | - | 1.45 ± 0.01 | |
正丙酸异丁酯 Isobutyl propionate | - | - | 1.42 ± 0.38 | |
醇类 Alcohols | 1-壬醇 1-nonanol | 2.87 ± 0.25 | - | - |
2,4-壬二烯-1-醇 2,4-Nonadien-1-ol | - | - | 1.27 ± 0.01 | |
3-壬烯-1-醇 3-Nonen-1-ol | 3.96 ± 0.43 | - | - | |
异辛醇 Isooctanol | 1.76 ± 0.46 a | 0.60 ± 0.01 b | 2.59 ± 0.50 a | |
1-正己醇 1-Hexanol | 0.67 ± 0.11 | - | - | |
3-辛醇 3-octanol | - | 0.78 ± 0.01 | - | |
反式-3-己烯-1-醇 trans-3-Hexen-1-ol | - | 0.59 ± 0.19 | - | |
无水乙醇 Absolute alcohol | - | 3.13 ± 0.37 | - | |
苯乙醇 Phenylethyl alcohol | 2.72 ± 1.7 b | 25.53 ± 0.79 a | 1.12 ± 0.66 b | |
(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(2R,3R)-(-)-2,3-Butanediol | - | 8.17 ± 2.09 | - | |
2,3-丁二醇 2,3-Butanediol | - | 1.17 ± 0.82 | - | |
1-烯-3-辛醇 1-ene-3-Octanol | - | 1.90 ± 0.73 | - | |
甲基苯甲醇 Methyl benzyl alcohol | - | 4.70 ± 0.66 | - | |
3,6-壬二烯-1-醇 3,6-Nonadien-1-ol | 2.15 ± 0.01 a | - | 1.52 ± 0.01 a | |
4-壬烯-1-醇 4-Nonen-1-ol | - | - | 0.27 ± 0.01 | |
醛类 Aldehydes | 2,5-二羟基苯甲醛 2,5-Dihydroxybenzaldehyde | 0.95 ± 0.38 b | 5.59 ± 0.42 a | - |
反-2-壬烯醛 trans-2-Nonenal | 1.76 ± 0.14 a | 0.57 ± 0.57 b | - | |
2-苯基巴豆醛 2-Phenylcrotonaldehyde | - | 1.15 ± 0.43 | - | |
苄甲醛 Benzaldehyde | - | 0.59 ± 0.55 | - | |
(E)-壬烯醛(E)-Nonenal | - | 2.05 ± 0.17 a | 0.13 ± 0.09 b | |
(E)-2-壬烯醛(E)-2-Nonenal | - | - | 1.28 ± 0.01 a | |
酮类 Ketone | 异佛尔酮 Isophorone | 0.33 ± 0.05 b | - | 2.21 ± 0.07 a |
香叶基丙酮 Geranyl acetone | 3.41 ± 1.03 a | 0.58 ± 0.62 c | 1.01 ± 0.56 b | |
苯乙酮 Acetophenone | - | 6.63 ± 1.28 | - | |
乙偶姻 Acetoin | - | 2.91 ± 0.01 | - | |
3-辛酮 3-Octanone | - | 2.77 ± 0.26 | - | |
3-辛烯-2-酮 3-Octen-one | - | 0.54 ± 0.07 | - | |
2-(1-盐酸环戊醇乙胺酯-1-烯基-1-甲基乙基甲酮)环戊酮 2-(1-Cyclopentyl ethylamine hydrochloride-1-alkenyl- 1-methylethyl ketone)cyclopentanone | - | 2.71 ± 0.86 | - | |
1-(1,4-二甲基-3-环己烯-1-基)乙酮 1-(1,4-dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)ethanone | - | 0.29 ± 0.77 | - | |
烃类 Hydrocarbons | 正十四烷 N-tetradecane | 1.20 ± 0.01 a | 2.21 ± 0.51 a | 0.40 ± 0.04 b |
长叶烯 Longifolene | 2.69 ± 0.33 a | 0.36 ± 0.12 c | 1.36 ± 0.69 b | |
正十九烷 N-nonadecane | - | - | 0.66 ± 0.01 a | |
姜黄烯 Curcumene | - | 0.76 ± 0.24 | - | |
3,5-二甲氧基甲苯 3,5-Dimethoxytoluene | - | 1.94 ± 0.47 | - | |
2,6,10-三甲基十三烷 2,6,10-Trimethyltridecane | - | 0.49 ± 0.25 | - | |
卡地那-1,4-二烯 Cardina-1,4-diene | - | 2.17 ± 0.17 | - | |
正二十一烷 N-heneicosane | - | 1.92 ± 0.36 | - | |
4-烯丙基-1,2-二甲氧基苯 4-Allyl-1,2-dimethoxybenzene | - | 0.30 ± 0.01 | - | |
(+)-花侧柏烯(+)-Platycladiene | - | 0.24 ± 0.05 | - | |
荜澄茄油宁烯 Cubenene | - | 2.01 ± 0.07 | - | |
十八甲基环蜀氧烷 Octadecylmethylcyclosiloxane | - | 9.53 ± 0.58 | - | |
2,6,10-三甲基十三烷 2,6,10-Trimethyltridecane | 2.53 ± 0.43 a | 0.49 ± 0.01 b | - |
表1 不同处理组甜瓜香气成分与相对含量比较
Table 1 Comparison of aroma components and relative contents of melon in different treatment groups %
类别 Category | 组分名称 Component name | 正常贮藏 Normal storage | 病原菌处理 Pathogenic bacteria treatment | SHZ-24处理 SHZ-24 processing |
---|---|---|---|---|
酯类 Ester | 2-己烯-1-醇乙酸酯 2-Hexen-1-ol acetate | 4.82 ± 0.27 a | - | 2.79 ± 0.03 b |
乙酸正己酯 Hexyl acetate | 11.66 ± 0.16 a | - | 3.97 ± 0.02 b | |
3-壬烯-1-醇乙酸酯 3-Nonen-1-ol acetate | 4.52 ± 0.06 a | - | 3.29 ± 0.01 b | |
乙酸异丙酯 Isopropyl acetate | 2.34 ± 0.01 | - | - | |
2-甲基丙酸甲酯 Methyl 2-methylpropionate | 1.57 ± 0.01 | - | - | |
乙酸乙酯 Ethyl acetate | 3.66 ± 0.23 b | - | 28.45 ± 0.31 a | |
2-甲基丁酸甲酯 Methyl 2-methylbutyrate | 6.54 ± 0.19 a | - | 4.28 ± 0.02 b | |
乙酸仲丁酯 Sec-butyl acetate | 0.78 ± 0.01 | - | - | |
乙酸异丁酯 Isobutyl acetate | 26.86 ± 0.06 a | - | 7.37 ± 0.04 b | |
乙酸正丁酯 Butyl acetate | 5.22 ± 0.12 | - | 1.28 ± 0.17 | |
2-甲基丁酸乙酯 Ethyl 2-methylbutyrate | 3.45 ± 0.01 a | - | 1.87 ± 0.01 b | |
乙酸正戊酯 Pentyl acetate | 0.88 ± 0.06 | - | - | |
壹亚油酸甘油酯 Glycerol monooleate | - | 1.03 ± 0.04 | - | |
9-十六碳烯酸乙酯 Ethyl 9-hexadecenoate | - | 0.55 ± 0.02 | - | |
2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate | - | 0.26 ± 0.01 | - | |
十八烯酸乙酯 Ethyl octadecenoate | - | 0.19 ± 0.01 | - | |
异丁酸乙酯 Ethyl isobutyrate | - | - | 1.96 ± 0.01 | |
乙酸丁酯 Butyl acetate | - | - | 3.05 ± 0.14 | |
乙酸-2-甲基丁酯 2-Methylbutyl acetate | - | - | 5.97 ± 0.21 | |
乙酸已酯 Hexyl acetate | - | - | 8.25 ± 1.56 | |
乙酸苯甲酯 Phenylmethyl acetate | - | - | 2.35 ± 0.02 | |
丙酸苯甲酯 Phenylmethyl propionate | - | - | 0.86 ± 0.04 | |
4-甲基-3-己醇乙酸酯 4-Methyl-3-hexanol acetate | - | - | 0.17 ± 0.01 | |
丙酸-2-甲基3-苯乙酯 Propionic acid-2-methyl-3-phenylethyl ester | - | - | 3.78 ± 0.37 | |
氯乙酸-2-苯乙酯 2-Phenylethyl chloroacetate | - | - | 1.43 ± 0.33 | |
1,5-戊二醇二乙酸酯1,5-Pentanediol diacetate | - | - | 0.18 ± 0.56 | |
丙酸-2-甲基丙酯Propionate-2-methylpropyl ester | - | - | 0.68 ± 0.01 | |
乙酸辛酯 Octylacetate | - | - | 0.54 ± 0.11 | |
(Z)-乙酸-3-己烯-1-醇酯 (Z)-3-Hexen-1-ol acetate | - | - | 0.75 ± 0.10 | |
2-甲基-1-丁醇乙酸酯 2-Methyl-1-butanol acetate | - | - | 1.45 ± 0.01 | |
正丙酸异丁酯 Isobutyl propionate | - | - | 1.42 ± 0.38 | |
醇类 Alcohols | 1-壬醇 1-nonanol | 2.87 ± 0.25 | - | - |
2,4-壬二烯-1-醇 2,4-Nonadien-1-ol | - | - | 1.27 ± 0.01 | |
3-壬烯-1-醇 3-Nonen-1-ol | 3.96 ± 0.43 | - | - | |
异辛醇 Isooctanol | 1.76 ± 0.46 a | 0.60 ± 0.01 b | 2.59 ± 0.50 a | |
1-正己醇 1-Hexanol | 0.67 ± 0.11 | - | - | |
3-辛醇 3-octanol | - | 0.78 ± 0.01 | - | |
反式-3-己烯-1-醇 trans-3-Hexen-1-ol | - | 0.59 ± 0.19 | - | |
无水乙醇 Absolute alcohol | - | 3.13 ± 0.37 | - | |
苯乙醇 Phenylethyl alcohol | 2.72 ± 1.7 b | 25.53 ± 0.79 a | 1.12 ± 0.66 b | |
(2R,3R)-(-)-2,3-丁二醇(2R,3R)-(-)-2,3-Butanediol | - | 8.17 ± 2.09 | - | |
2,3-丁二醇 2,3-Butanediol | - | 1.17 ± 0.82 | - | |
1-烯-3-辛醇 1-ene-3-Octanol | - | 1.90 ± 0.73 | - | |
甲基苯甲醇 Methyl benzyl alcohol | - | 4.70 ± 0.66 | - | |
3,6-壬二烯-1-醇 3,6-Nonadien-1-ol | 2.15 ± 0.01 a | - | 1.52 ± 0.01 a | |
4-壬烯-1-醇 4-Nonen-1-ol | - | - | 0.27 ± 0.01 | |
醛类 Aldehydes | 2,5-二羟基苯甲醛 2,5-Dihydroxybenzaldehyde | 0.95 ± 0.38 b | 5.59 ± 0.42 a | - |
反-2-壬烯醛 trans-2-Nonenal | 1.76 ± 0.14 a | 0.57 ± 0.57 b | - | |
2-苯基巴豆醛 2-Phenylcrotonaldehyde | - | 1.15 ± 0.43 | - | |
苄甲醛 Benzaldehyde | - | 0.59 ± 0.55 | - | |
(E)-壬烯醛(E)-Nonenal | - | 2.05 ± 0.17 a | 0.13 ± 0.09 b | |
(E)-2-壬烯醛(E)-2-Nonenal | - | - | 1.28 ± 0.01 a | |
酮类 Ketone | 异佛尔酮 Isophorone | 0.33 ± 0.05 b | - | 2.21 ± 0.07 a |
香叶基丙酮 Geranyl acetone | 3.41 ± 1.03 a | 0.58 ± 0.62 c | 1.01 ± 0.56 b | |
苯乙酮 Acetophenone | - | 6.63 ± 1.28 | - | |
乙偶姻 Acetoin | - | 2.91 ± 0.01 | - | |
3-辛酮 3-Octanone | - | 2.77 ± 0.26 | - | |
3-辛烯-2-酮 3-Octen-one | - | 0.54 ± 0.07 | - | |
2-(1-盐酸环戊醇乙胺酯-1-烯基-1-甲基乙基甲酮)环戊酮 2-(1-Cyclopentyl ethylamine hydrochloride-1-alkenyl- 1-methylethyl ketone)cyclopentanone | - | 2.71 ± 0.86 | - | |
1-(1,4-二甲基-3-环己烯-1-基)乙酮 1-(1,4-dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)ethanone | - | 0.29 ± 0.77 | - | |
烃类 Hydrocarbons | 正十四烷 N-tetradecane | 1.20 ± 0.01 a | 2.21 ± 0.51 a | 0.40 ± 0.04 b |
长叶烯 Longifolene | 2.69 ± 0.33 a | 0.36 ± 0.12 c | 1.36 ± 0.69 b | |
正十九烷 N-nonadecane | - | - | 0.66 ± 0.01 a | |
姜黄烯 Curcumene | - | 0.76 ± 0.24 | - | |
3,5-二甲氧基甲苯 3,5-Dimethoxytoluene | - | 1.94 ± 0.47 | - | |
2,6,10-三甲基十三烷 2,6,10-Trimethyltridecane | - | 0.49 ± 0.25 | - | |
卡地那-1,4-二烯 Cardina-1,4-diene | - | 2.17 ± 0.17 | - | |
正二十一烷 N-heneicosane | - | 1.92 ± 0.36 | - | |
4-烯丙基-1,2-二甲氧基苯 4-Allyl-1,2-dimethoxybenzene | - | 0.30 ± 0.01 | - | |
(+)-花侧柏烯(+)-Platycladiene | - | 0.24 ± 0.05 | - | |
荜澄茄油宁烯 Cubenene | - | 2.01 ± 0.07 | - | |
十八甲基环蜀氧烷 Octadecylmethylcyclosiloxane | - | 9.53 ± 0.58 | - | |
2,6,10-三甲基十三烷 2,6,10-Trimethyltridecane | 2.53 ± 0.43 a | 0.49 ± 0.01 b | - |
图5 抑菌脂类物质对厚皮甜瓜酯类代谢关键酶脂氧合酶(A)和乙醇脱氢酶(B)的影响 * 表示不同处理间差异显著(P < 0.05);ns表示不同处理间没有显著差异
Fig. 5 Effects of antimicrobial lipids on the key enzymes lipoxygenase(A)and alcohol dehydrogenase(B)in ester metabolism of Cucumis melo * indicates significant difference between treatments(P < 0.05);ns indicates no significant difference between treatments
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