一种防治皇冠梨果皮冷害褐变的组合物及应用

摘要

本发明属于果实生理性病害防治技术领域，具体涉及一种聚赖氨酸(ε‑PL)、壳寡糖在控制水果鸡爪病中的应用；还涉及利用聚赖氨酸、壳寡糖对水果鸡爪病的控制方法。聚赖氨酸和/或壳寡糖在控制水果鸡爪病中的应用，是本发明所要重点保护的内容。本发明中所述及的水果鸡爪病主要是皇冠梨鸡爪病。本发明还提供了将上述的聚赖氨酸、壳寡糖应用于控制皇冠梨鸡爪病中的具体方法步骤。本发明的有益效果在于：采用本发明的方法对皇冠梨鸡爪病进行防控，贮藏90天后常温5天的货架期，皇冠梨鸡爪病的发病率仅为5%，发病指数仅为2.67%；贮藏180天后常温5天的货架期，皇冠梨鸡爪病的发病率仅为6.7%，发病指数仅为3.67%。能有效的防控皇冠梨鸡爪病。

说明书

技术领域

本发明属于果实生理性病害防治技术领域，具体涉及一种聚赖氨酸、壳寡糖在控制水果冷害褐变中的应用；还涉及利用聚赖氨酸、壳寡糖对水果鸡爪病的控制方法。

背景技术

皇冠梨是近年发展起来的优质梨品种，具有皮薄、汁多、石细胞小、外观平滑等优点，深受消费者喜爱，发展前景十分广阔。但相比其它白色梨品种，黄冠梨果实在0℃左右冷藏，特别是转到货架期时，表面容易出现冷害症状，特别是出现果皮褐变，形似鸡爪，俗称“鸡爪病”(鸡爪病基本上是皇冠梨专有的生理性病害，大果水晶、绿宝石等绿皮梨品种也偶有发现。鸡爪病科学名称是果皮褐变，由冷害引起的，鸡爪病是俗称)，发病率一般在30％左右，严重的可达90％以上，严重影响了果实的外观品质，损害了果实的商品价值。

目前商业上最常用的控制皇冠梨果皮褐变的方法是程序降温法。该方法采用大约每2天降低1℃的方法逐步降温至-1℃左右(-1.5～0℃)。该过程耗时较长，一般为25～30d，且并不能完全避免鸡爪病的发生；另外到了贮藏后期和货架期果实品质较差，容易出现果肉发红、变软、果心发暗、口感发苦等问题，影响销售价格。还有一些研究报道，施用壳聚糖、氯化钙、普鲁兰糖涂膜、茉莉酸甲酯、外源乙烯处理等可抑制皇冠梨的果皮褐变。但壳聚糖水溶性较差，需要加盐酸或者冰醋酸进行溶解，操作繁琐且有安全隐患；外源乙烯处理效果好(授权专利号CN102132724A：一种抑制黄冠梨果皮褐变的方法)，但需要专门的乙烯存放和释放装置，而乙烯缓释剂普遍浓度较高，容易导致果实衰老加快，果肉组织绵软、多汁性丧失、口感变差；其他处理效果较程序降温抑制鸡爪病的效果并不显著。

张杼润等人发表了《水杨酸和壳寡糖处理对采后杏果实抗黑斑病及PAL和POD酶活性与基因表达的影响》，发现水杨酸和壳寡糖均可降低杏果实接种Alternaria alternata后发病率，抑制病斑直径扩展；冯江月等人发表的《纳米SiOx-壳聚糖复合涂膜对黄冠梨保鲜效应的研究》一文中披露了如下的内容：壳聚糖与纳米SiOx制作的复合膜，对于皇冠梨鸡爪病具有一定的抑制作用，但处理后发病指数仍高达30％，损失率较大，无法满足商业需求。

因此，需要针对上述的防治方法进行改进，发明一种能有效的控制水果鸡爪病尤其是皇冠梨鸡爪病的方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种能有效控制皇冠梨鸡爪病的方法。

本发明所要保护的组合物为，同时含有聚赖氨酸和壳寡糖的组合物；

述的组合物中，聚赖氨酸与壳寡糖的质量之比0.05～0.15：8～12。

优选的，上述的组合物以聚赖氨酸粉末和壳寡糖粉末所配制的溶液的形式来表现；或者是，上述的组合物以聚赖氨酸溶液和壳寡糖溶液相混合后获得的混合溶液的形式来表现；

优选的，上述的组合物中，聚赖氨酸的质量浓度为(0.05～0.15)g/(0.8～1.2)L，壳寡糖的质量浓度为(8～12)g/(0.8～1.2)L；

优选的，聚赖氨酸的质量浓度为(0.05～0.15)g/L，壳寡糖的质量浓度为(8～12)g/L。

本发明所提供的方法，是将聚赖氨酸和壳寡糖溶于水中，配制成复合溶液，然后将皇冠梨浸泡在该溶液中，保持一段时间之后捞出沥干。然后再将沥干后的梨直接放置在冷库中冷藏。

或者是将聚赖氨酸溶液和壳寡糖溶液相混合获得混合溶液后，浸泡皇冠梨后再将皇冠梨冷藏/涂覆于皇冠梨表面后再将皇冠梨冷藏。

结果表明，本发明的方法保存的梨，在贮藏90天和180天之后，无论是发病指数还是发病率，都较低。

聚赖氨酸和壳寡糖在控制皇冠梨冷害褐变中的应用，是本发明所要重点保护的范围；

将聚赖氨酸和壳寡糖以主溶液的形式应用于皇冠梨鸡爪病中的，即，将聚赖氨酸和壳寡糖配制成溶液后浸泡皇冠梨，然后再将皇冠梨冷藏；

聚赖氨酸与壳寡糖的用量质量之比为：0.05～0.15：8～12；

优选的，聚赖氨酸与壳寡糖的用量质量之比0.1：10；

聚赖氨酸和壳寡糖在控制皇冠梨冷害褐变中的应用方法，包括以下的步骤：

(1)称取聚赖氨酸粉末，壳寡糖粉末，溶于水中，配制成溶液；

(2)将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的溶液中，保持1～10min，取出沥干；

(3)将(2)中沥干的皇冠梨置于-1.5～0℃的环境中冷藏；

或者是(1)称取聚赖氨酸粉末，溶于水中，配制成溶液；再称取壳寡糖粉末，溶于水中，配制成溶液，将两次配置的溶液混合均匀，获得混合溶液。

优选的，(1)中，称取0.05～0.15g的ε-聚赖氨酸粉末、8～12g的壳寡糖粉末，溶于1L水中，配制成溶液；

优选的，(1)称取0.1g的ε-聚赖氨酸粉末，10g的壳寡糖粉末，溶于1L水中，配制成溶液；

优选的，(2)将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的溶液中，保持1～5min，取出沥干；

优选的，(2)中，将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的溶液中，保持2min，取出沥干。

更优选的，聚赖氨酸和壳寡糖在控制皇冠梨冷害褐变中的应用方法，包括以下的步骤：

(1)称取0.1g的ε-聚赖氨酸粉末，10g的壳寡糖粉末，溶于1L水中，配制成溶液；

(2)中，将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的溶液中，保持2min，取出沥干；

(3)将(2)中沥干的皇冠梨置于-1.5～0℃的环境中冷藏。

聚赖氨酸和壳寡糖在控制皇冠梨冷害褐变中的应用方法，包括以下的步骤：

(1)称取0.1g的ε-聚赖氨酸粉末，溶于0.5L水中，配制成溶液；再称取10g的壳寡糖粉末，溶于0.5L水中，配制成溶液；将两次配置的溶液相混合，获得混合溶液；

(2)中，将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的混合溶液中，保持2min，取出沥干；

(3)将(2)中沥干的皇冠梨置于-1.5～0℃的环境中冷藏。

本发明所采用的两种防治皇冠梨鸡爪病的主要原料：聚赖氨酸和壳寡糖；这两种原料具有以下的特点：

聚赖氨酸是一种含有25～30个赖氨酸残基的同型单体聚合物，称为ε-多聚赖氨酸(ε-PL)，具有很好的杀菌能力和热稳定性，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物防腐剂，广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐中。同时还发现ε-聚赖氨酸和其他天然抑菌剂配合使用，有明显的协同增效作用，可以提高其抑菌能力。

壳寡糖，又叫几丁寡糖、壳聚寡糖、低聚壳聚糖，是将壳聚糖经特殊的生物酶技术(也有使用化学降解、微波降解技术的报道)降解得到的一种聚合度在2～20之间寡糖产品，分子量≤3200Da，是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品。它具有壳聚糖所没有的较高溶解度，全溶于水，容易被生物体吸收利用等诸多独特的功能，其作用为壳聚糖的14倍。

本发明的有益效果在于：

与背景技术中所提到的方法相比，采用本发明的方法对皇冠梨鸡爪病进行防控，贮藏90天后常温5天的货架期，皇冠梨鸡爪病的发病率仅为5％，发病指数仅为2.67％；贮藏180天后常温5天的货架期，皇冠梨鸡爪病的发病率仅为6.7％，发病指数仅为3.67％。这说明本发明中ε-聚赖氨酸与壳寡糖所配制的混合溶液能有效的防控皇冠梨鸡爪病。

附图说明

图1为对照例，贮藏180d常温货架5天后的照片；

图2为采用20mg/Lε-聚赖氨酸处理后，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图3为采用100mg/Lε-聚赖氨酸处理后，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图4为采用200mg/Lε-聚赖氨酸处理后，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图5为采用1％COS处理，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图6为采用2％COS处理，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图7为100mg/Lε-聚赖氨酸+1％COS处理，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片；

图8为100mg/Lε-聚赖氨酸+2％COS处理，低温贮藏180d后常温货架期5天的照片。

具体实施方式

为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。

实施例1

配制溶液：

(1)ε-聚赖氨酸(ε-PL)：市售产品，以水为溶剂，称取20、100mg、200mgε-PL粉末，分别配制成浓度为20mg/L、100mg/L、200mg/L的溶液；

(2)壳寡糖(COS)：市售产品，称取10g壳寡糖粉末，溶解于1L水中，配制成浓度为1％的溶液；

称取20g壳寡糖粉末，溶解于1L水中，配制成浓度为2％的溶液；

(3)ε-聚赖氨酸+壳寡糖(ε-PL)组合：分别称取100mgε-PL粉末、10g壳寡糖粉末，溶解于1L水中，配制成100mg/Lε-PL和1％COS的复合溶液；

分别称取100mgε-PL粉末、20g壳寡糖粉末，溶解于1L水中，配制成100mg/Lε-PL和2％COS的复合溶液。

皇冠梨果实处理：

皇冠梨于7月中旬采自河北省辛集市，每组处理使用120个果实，常温浸泡2min后捞出沥干；对照采用清水浸泡2min；所有样品(处理组和对照组)直接放入冷库中进行冷藏，温度为-1.5～0℃。

果皮发病率和发病指数统计：

每个处理采用120个果实作为样品，观测皇冠梨果皮褐变发生情况。

发病率：指出现果皮褐变的果实，发病率＝发病个数/果实总数(120个)×100％；

发病指数：用来衡量果实发病的程度。果皮发病共分5级，其中0级为不发病，Ⅰ级为发病面积小于25％，Ⅱ级为大于25％小于50％，Ⅲ级为发病面积大于50％小于75％，Ⅳ级为发病面积大于75％。

表1聚赖氨酸和壳寡糖处理对皇冠梨果皮褐变的影响

注：每列的不同字母代表差异性显著(P<0.05)。

从以上表1以及附图1-8可以看出，CK组的皇冠梨，贮藏90天和180天之后，其发病率和发病指数较高；从皇冠梨的外观来看，其表面有多处呈现出铁锈一样的斑纹，即鸡爪病害；这说明未经处理的皇冠梨直接冷藏，“鸡爪病”发病很严重，显然的，低温贮藏会诱导鸡爪病的发生；

附图2中是ε-PL 20mg/L的处理组，其结果较附图1中的对照组要好，但是仍有相当一部分的皇冠梨表面有鸡爪病害的出现；这说明，20mg/L使用量的ε-PL在一定程度上减轻了皇冠梨的鸡爪病害，但是其作用有限；

附图3中是1％COS的处理组，其结果显著的优于CK，与ε-PL20mg/L处理组相比略强，鸡爪病的病斑面积要小于ε-PL 20mg/L处理组，不过从整体来看，其对于皇冠梨的鸡爪病的控制并不十分理想；

附图4中是2％COS的处理组，其结果要优于1％COS的处理组，在皇冠梨的表面仅可见少量的鸡爪病斑纹，这说明增加了COS的用量之后，对于鸡爪病的防控效果更强，但是并不能完全的防治鸡爪病；

附图5中是ε-PL 100mg/L处理组，其结果要优于ε-PL 20mg/L的处理组，仅可见少量的皇冠梨表面有鸡爪病斑纹，但是即便是将其用量增加之后，其防效不明显，并不能做到完全防控住鸡爪病害；

附图6中是ε-PL 200mg/L处理组的结果，其外观仍然是部分皇冠梨表面有鸡爪病斑纹，只是斑纹的颜色深度要略浅于ε-PL 100mg/L处理组，这说明即便是在ε-PL 100mg/L处理组的基础上增加ε-PL的用量，也仍然收效较小，那么不难推断，即便是再在200mg/L处理组的基础上增加ε-PL的用量，其效果仍然是有限的；

附图7、8中分别是ε-PL 100mg/L+1％COS、ε-PL 100mg/L+2％COS处理组，从结果来看，这两组皇冠梨表面上几乎并没有鸡爪病斑纹，这说明ε-PL与COS共同处理，起到了协同增效的作用，对于防治皇冠梨鸡爪病具有显著的作用。当两者结合使用时，其效果要优于任何一种单一原料处理。

本发明中，发明人通过大量的实验和付出了创造性的劳动，将ε-PL与COS在合理的范围之内之间调配，对于防治皇冠梨鸡爪病起到了协同增效的作用。

实施例2

聚赖氨酸和壳寡糖在控制皇冠梨冷害褐变中的应用方法，包括以下的步骤：

(1)称取0.1g的ε-聚赖氨酸粉末，溶于0.5L水中，配制成溶液；再称取10g的壳寡糖粉末，溶于0.5L水中，配制成溶液；将两次配置的溶液相混合，获得混合溶液；

(2)中，将采摘的皇冠梨浸泡在(1)中的混合溶液中，保持2min，取出沥干；

(3)将(2)中沥干的皇冠梨置于-1.5～0℃的环境中冷藏。

经实验，结果表明实施例2中的皇冠梨在贮藏90d加货架期5d和贮藏180d常温货架5天后，外观形态基本相同，实施例2中的皇冠梨表面几乎并无鸡爪病害。