Статья: Влияние биопрепарата Экстрасол на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения

ФГБНУ «Краснодарский научно- исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»

Влияние биопрепарата «экстрасол» на изменение микробиальной обсемененности фруктов в процессе хранения

Купин Григорий Анатольевич к.т.н., РИНЦ SPIN-код: 1946-6756 kisp@kubannet.ru

Першакова Татьяна Викторовна д.т.н., доцент, РИНЦ SPIN-код: 4342-6560, 7999997@inboxru

Алёшин Владимир Николаевич к.т.н., РИНЦ SPIN-код: 1225-8156 kisp@kubannet.ru

Михайлюта Лариса Васильевна РИНЦ SPIN-код: 7332-5835, kisp@kubannet.ru

Кабалина Дарья Валериевна РИНЦ SPIN-код: 2441-0457, kisp@kubannet.ru

Бабакина Мария Владимировна, kisp@kubannet.ru

Россия, 350072, г. Краснодар, ул. Тополиная аллея, д.2

FSBSI “Krasnodar Research Institute of Agricultural Products Storage and Processing”

Nfluence of the “ekstrasol” biopreparation on changes of the microbial contamination of fruits in the process of storing

Kupin Grigoriy Anatolievich Cand.Tech.Sci, RSCI SPIN-code: 1946-6756, kisp@kubannet.ru

Pershakova Tatiana Viktorovna Dr.Sci.Tech., associate professor, RSCI SPIN-code: 4342-6560, 7999997@inboxru

Aleshin Vladimir Nikolaevich Cand.Tech.Sci,, RSCI SPIN-code: 1225-8156, kisp@kubannet.ru

Mikhaylyuta Larisa Vasilievna RSCI SPIN-code: 7332-5835, kisp@kubannet.ru

Kabalina Daria Valerievna

RSCI SPIN-code: 2441-0457, kisp@kubannet.ru

Babakina Maria Vladimirovna RSCI SPIN-code: 2580-9961, kisp@kubannet.ru

Russia, 350072, Krasnodar, st.Topolinayaalleya, 2

Аннотации

Длительное хранение фруктов может быть обеспечено за счет снижения микробиальной обсемененности их поверхности в результате предварительной обработки фруктов перед закладкой на хранение биопрепаратами. В проведенном исследовании выявлены закономерности влияния предварительной обработки фруктов биопрепарататом «Экстрасол» с различной концентрацией биоагента на микробиальную обсемененность их поверхности в процессе хранения. Препарат «Экстрасол» - биофунгицид, содержащий штамм бактерий Bacillus subtilis Ч-13 и их метаболиты. В качестве объектов исследования были выбраны яблоки районированного в Краснодарском крае сорта Айдаред и груши районированного в Краснодарском крае сорта Конференция, урожая 2016 г. Яблоки и груши хранили в течение 6 месяцев при низкой температуре. Отбор проб проводили через один месяц в течение всего срока хранения. Определены видовой состав и количественное содержание наиболее распространённых микроорганизмов, потенциально оказывающих влияние на развитие порчи яблок и груш в процессе хранения. Установлена оптимальная концентрация биоагента, обеспечивающая максимальное снижение микробиальной обсемененности поверхности фруктов (яблок и груш) - 10⁶ КОЕ/г, дозировка раствора - 1 мл на 100 г фруктов.

Ключевые слова: фрукты, яблоки, груши, микробиальная обсемененность, биопрепарат, экстрасол.

Long-term storage of fruits can be achieved by means of decreasing microbial contamination of their surface as a result of fruits pre-treatment by biopreparations before dispatching for storage. In the current study patterns of influence of fruits pre-treatment with the “Ekstrasol” biopreparation in a number of concentrations of bioagent on the microbial contamination of their surface during storage are revealed. The “Ekstrasol” preparation is a biofungicide, containing the Ch-13 strain of Bacillus subtilis bacteria and their metabolites. As research objects there were chosen apples of a zoned in the Krasnodar region variety called Idared and pears of a zoned in the Krasnodar region variety called Conference, harvested in 2016. The apples and the pears were stored over a period of 6 months in the low temperature conditions. Samples were withdrawn every month over the period of storing. The species composition and quantity of the most prevalent microorganisms, potentially causing the spoilage of apples and pears during storing, were identified. The optimal concentration of the bioagent, which provides the maximal decreasing of microbial contamination of fruits' (apples and pears) surface, is established - 10⁶ CFU/g, dosage of solution - 1 ml per 100 g of fruit.

Keywords: fruit, apples, pears, microbial contamination, biopreparation, ekstrasol.

Одним из направлений исследований ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» является разработка новых и усовершенствование существующих способов хранения овощей и фруктов. Учеными института разработаны технологии, предусматривающие использование электромагнитных полей крайне низких частот (ЭМП КНЧ) для подготовки к хранению и хранения корнеплодов овощей и фруктов, обеспечивающие снижение микробиальной обсемененности и сохранение в продукте основных биологически активных веществ [1-9].

Эффективность разработанных технологий дает основания продолжить исследования в данном направлении. Известны также перспективные технологии хранения, которые могут применяться как отдельно, так и в сочетании с ЭМП КНЧ. К числу таких технологий относятся способы хранения, основанные на применении биопрепаратов.

Биопрепараты широко применяются в сельском хозяйстве как средства биологической защиты растений от фитопатогенов. Принцип действия биопрепаратов основан на использовании микробиологических штаммов-антагонистов или гиперпаразитов, подавляющих развитие патогенов, но не вредящих объекту обработки. Биопрепараты применяются для предпосевной обработки семян, защиты растений во время вегетации, сбора и хранения урожая. Используемые в настоящее время биопрепараты характеризуются экологичностью (продуцируемые микроорганизмами-антагонистами вещества не загрязняют почву и урожай) и специфичностью действия (высокой эффективностью против определенных видов фитопатогенов) [10-11].

В России для создания биопрепаратов используются штаммы грибов, относящиеся, в том числе, к родам Penicillium, Chaetomium, Trichoderma, Sordaria, Gliocladium, Aspergillus, Talaromyces, Trichothecium, и штаммы бактерий, относящиеся к родам Bacillus, Pseudomonas и некоторым другим, подавляющие рост возбудителей различных болезней, непатогенные для защищаемых растений и обладающие ростостимулирующей активностью. На основе наиболее активных штаммов созданы такие биопрепараты, как, например, «Вермикулен», «Хетомин», «Бациллин», «Веррукозин», «Фитоспорин-М» и «Экстрасол» [12-13].

Особый интерес для дальнейших исследований представляют, на наш взгляд, препараты, созданные на основе бактерий Bacillus subtilis («Фитоспорин-М», «Экстрасол» и др.), что связано с совокупностью свойств данного микроорганизма.

В процессе жизнедеятельности бактерии Bacillus subtilis выделяют в окружающую среду более 66 антимикробных веществ для борьбы с другими микроорганизмами-конкурентами, в том числе и с фитопатогенами, но при этом указанные вещества не являются токсичными для человека и животных [14].

Целью данной работы являлось изучение влияния биопрепарата «Экстрасол» на изменение микробиальной обсемененности яблок и груш в процессе их длительного хранения. микробиальный фрукт экстрасол

Препарат «Экстрасол» разработан ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии и зарегистрирован в 2004 году в качестве биофунгицида. Основа препарата - выделенный из черноземной почвы штамм ризосферных бактерий Bacillus subtilis Ч-13 и их метаболиты. Данные бактерии способны выделять вещества, угнетающие развитие фитопатогенных микроорганизмов, вызывающих различные заболевания растений (корневые гнили, фитофтороз, мучнистая роса). «Экстрасол» используется для обработки почвы, предпосевной обработки семян, во время вегетации и перед закладкой урожая на хранение (картофель и корнеплоды). Препарат не обладает фитотоксичностью и не оказывает влияния на теплокровных. По данным разработчиков, «Экстрасол», в отличие от известных препаратов, характеризуется более высокой защитной активностью [15].

В качестве объектов исследования были выбраны яблоки районированного в Краснодарском крае сорта Айдаред и груши районированного в Краснодарском крае сорта Конференция урожая 2016 года.

Развитие патогенной микрофлоры на поверхности фруктов при их хранении обусловлено разрушающим действием комплекса мацерирующих ферментов на межклеточный материал растительной ткани фруктов.

Воздействие на микроорганизмы с целью нарушения синтеза данных ферментов и их инактивации препятствовало бы повреждению тканей фруктов, развитию колоний микроорганизмов и, как следствие, способствовало бы увеличению сроков хранения фруктов.

С целью решения данной задачи в отношении выбранных объектов исследований определены видовой состав и количественное содержание наиболее распространённых микроорганизмов, потенциально оказывающих влияние на развитие порчи яблок и груш в процессе хранения.

Результаты исследований по составу и количественному содержанию микроорганизмов, находящихся на поверхности фруктов, представлены в таблице.

Таблица - Количество микроорганизмов, находящихся на поверхности свежих фруктов

Из данных, приведенных в таблице, следует, что на поверхности яблок и груш наблюдается достаточно высокое содержание микроорганизмов. Естественные эпифиты представлены бактериями, дрожжами и плесневыми грибами.

На яблоках сорта Айдаред общая обсемененность составляет от 20Ч10³ КОЕ/г до 40Ч10³ КОЕ/г, на грушах сорта Конференция - от 40 Ч10³ КОЕ/г до 80 Ч10³ КОЕ/г.

Установлено также, что на поверхности исследуемых фруктов в значительном количестве находятся бактерии родов Bacillus и Clostridium. Из представителей рода Bacillus встречаются следующие виды: B. subtilis, B. mesentericus, B. megaterium и B. mycoides.

Количество дрожжей на поверхности груш (от 10Ч10² КОЕ/г до 24Ч10² КОЕ/г) на порядок выше, чем на поверхности яблок (от 3,0Ч10¹ КОЕ/г до 20Ч10¹ КОЕ/г), тогда как содержание плесеней на поверхности груш (от 40Ч10² КОЕ/г до 70Ч10² КОЕ/г) незначительно превышает содержание плесеней на поверхности яблок (от 15Ч10² КОЕ/г до 34Ч10² КОЕ/г).

Возможно, это обусловлено различиями в коллоидной структуре цитоплазмы растительных клеток, а также в химическом составе клеточного сока яблок и груш. Поскольку клеточный сок груш содержит большее количество сахаров и значение рН клеточного сока груш выше, чем значение рН клеточного сока яблок, создается более благоприятная среда для развития дрожжей. Дрожжи в процессе своей деятельности подкисляют экссудат и создают благоприятные условия для роста и размножения плесеней.

Плесневые грибы на поверхности исследуемых фруктов представлены большим разнообразием родов: Alternaria, Aspergillus, Clagosporium, Mucor, Rhizopus, Penicillium, Fusarium, Sclerotima и Botrytis.

Гниение и порча фруктов в период хранения вызывается преимущественно плесневыми грибами, особенно быстро развивающимися на поверхности поврежденных фруктов. В связи с этим, в процессе дальнейших исследований изучали влияние биопрепаратов на количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) и плесеней.

Для определения эффективной концентрации водного раствора биопрепарата, влияющей на снижение микробиальной обсемененности поверхности фруктов в процессе хранения, образцы фруктов обрабатывали водными растворами биопрепарата «Экстрасол» с концентрациями: 10⁵, 10⁶ и 10⁷ КОЕ/г. Расход водных растворов - 1 мл на 100 г обрабатываемых фруктов.

В качестве контрольных образцов использовали фрукты, не обработанные биопрепаратом.

Яблоки и груши хранили в течение 6 месяцев. Температура хранения: яблоки сорта Айдаред - (+2⁰С); груши сорта Конференция - (0^oС). Относительная влажность воздуха - 90 %.

Отбор проб проводили через один месяц в течение всего срока хранения.

Результаты определения количества микроорганизмов на поверхности яблок, обработанных биопрепаратом «Эстрасол», через 6 месяцев хранения приведены на рисунке 1.

Как следует из рисунка 1, количество микроорганизмов на поверхности образцов, обработанных биопрепаратом «Экстрасол», зависело от концентрации биоагента. Через 6 месяцев хранения количество микроорганизмов на поверхности образцов яблок, обработанных биопрепаратом «Экстрасол», по сравнению с контрольным образцом, не обработанным биопрепаратом (К2), было ниже. При концентрации биоагента 10⁵ КОЕ/г наблюдалось снижение КМАФАнМ на 20Ч10³ КОЕ/г (на 16,67 %), а содержание плесеней снизилось на 0,6 Ч10³ КОЕ/г (на 10 %). При концентрации биоагента 10⁶ КОЕ/г наблюдалось снижение КМАФАнМ на 24Ч10³ КОЕ/г (на 20,0 %), а содержание плесеней снизилось на 0,8Ч10³ КОЕ/г (на 13,33 %). Увеличение концентрации биоагента до 10⁷ КОЕ/г существенно не влияет на снижение микробиальной обсемененности в течение хранения.

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что для обработки яблок сорта Айдаред биопрапаратом «Экстрасол» эффективной концентрацией биоагента, позволяющей максимально снизить обсемененность поверхности фруктов плесневыми микроорганизмами, является - 10⁶ КОЕ/г.

Результаты определения количества микроорганизмов на поверхности груш, обработанных биопрепаратом «Экстрасол», через 6 месяцев хранения приведены на рисунке 2.

Приведенные на рисунке 2 данные свидетельствуют о том, что количество микроорганизмов на поверхности образцов, обработанных биопрепаратом «Экстрасол», зависело от концентрации биоагента. Через 6 месяцев хранения количество микроорганизмов на поверхности образцов груш, обработанных биопрепаратом «Экстрасол», по сравнению с контрольными образцами, не обработанными биопрепаратами (К2), было ниже. При концентрации биоагента 10⁵ КОЕ/г наблюдалось снижение КМАФАнМ на 9Ч10³ КОЕ/г (на 7,5 %), а содержание плесеней снизилось на 4Ч10³ КОЕ/г (на 26,67 %). При концентрации биоагента 10⁶ КОЕ/г наблюдалось снижение КМАФАнМ на 20Ч10³ КОЕ/г (на 16,67 %), а содержание плесеней снизилось на 6,0Ч10³ КОЕ/г (на 40,0 %). Увеличение концентрации биоагента до 10⁷ КОЕ/г существенно не влияет на снижение микробиальной обсемененности в течение хранения.