بخشی از مقاله
تأثير پرتو تابي با UV-C بر کنترل پوسيدگي خاکستري و کيفيت پس از برداشت توتفرنگي (سلوا)
چکيده
توت فرنگي به عنوان يکي از ميوه هاي بسيار فساد پذير در معرض حمله عوامل قارچي به ويژه قارچ بوترتيس سينرا (Botrytis cinerea) بوده بنابراين عمر انباري آن بسيار کوتاه مي باشد. استفاده از ترکيبات شيميايي مصنوعي براي کنترل پوسيدگي خاکستري توت فرنگي و ساير ميوه هايي که به مصرف مستقيم انسان مي رسند، داراي محدوديت هايي است . بنابراين استفاده از روش هاي غيرشيميايي و سالم براي کنترل پوسيدگي خاکستري در محصولات باغباني ضروري مي باشد. پژوهش حاضر با هدف کنترل قارچ بوترتيس سينرا با استفاده از نور فرابنفش در طول موج ۲۵۴ نانومتر انجام گرفت . پس از آلوده سازي ميوه ها با قارچ بوترتيس سينرا، نور فرابنفش در شدت هاي ۰، ۰.۲۵، ۰.۷۵، ۱.۵، ۲.۵ و ۵ کيلوژول بر مترمربع روي ميوه هاي آلوده شده تيمار شد و ميوه ها در دماي ۳ درجه سانتيگراد انبار شدند. سپس شاخص هاي کيفي از قبيل ميزان پوسيدگي ، رنگ ، pH، اسيديته قابل تيتراسيون ، مواد جامد محلول، شاخص رسيدگي ، ويتامين C و درصد کاهش وزن ، مورد ارزيابي قرار گرفت . نتايج نشان مي دهد که تيمار فرابنفش در شدت هاي بهينه ، از رشد قارچ بوترتيس سينرا جلوگيري کرده و در عين حال روي اکثر پارامترهاي کيفي تاثير مثبت دارد به طوري که ميوه هاي تيمار شده با نور فرابنفش در شدت هاي بهينه در مقايسه با ميوه هاي شاهد، ميزان پوسيدگي قارچي پايين ، سفتي بالا، ارزش هاي رنگي (*L،a* ،b* و زاويه هيو) بهتر، درصد کاهش وزن کمتر، ميزان مواد جامد محلول بيشتر، pH بالا و اسيديته قابل تيتراسيون پايين تري داشتند. طبق نتايج مي توان گفت که نور فرابنفش در شدت هاي بهينه ، مي تواند جايگزين مواد شيميايي به خصوص قارچ کش ها در انبارماني محصولات باغباني بشود.
واژههاي کليدي : نور فرابنفش ، توت فرنگي ، قارچ ، شاخص هاي کيفي .
مقدمه
توت فرنگي (Fragaria. Spp) يکي از اعضاي جنس (Fragaria) از خانواده رزاسه ١ مي باشد. توت فرنگي داراي ميوه نافرازگرا٢ بوده و ميزان تنفس آن بالا مي باشد (٢٠٠١ ,.Dris et al). طبق گزارش سازمان خواروبار جهاني (FAO) ميزان توليد جهاني توت فرنگي در سال ٢٠٠٥ بيش از ٣.١ ميليون تن بوده است (٢٠٠٣ ,.Wszelaki et al ;٢٠٠١ ,.Dris et al). کيفيت توت فرنگي به ظاهر ميوه (رنگ ، اندازه ، شکل ، بدون عيب )، سفتي و عطر و طعم و ارزش تغذيه اي آن بستگي دارد. قندها، اسيدهاي آلي و ترکيبات معطر در طعم توت فرنگي که ترکيبي از مزه ١ و بو
٢ مي باشد، نقش دارند.
توت فرنگي منبع خوبي از نظر ويتامين C بوده و بنابراين فعاليت آنتي اکسيداني بالايي دارد. فعاليت آنتي اکسيداني اين ميوه بيشتر به دليل حضور آنتوسيانين است که از اکسيداسيون ليپوپروتئين هاي سبک در سلول هاي بدن انسان جلوگيري کرده و در نتيجه از فعاليت راديکال هاي آزاد و کاهش قدرت حافظه جلوگيري مي کند ,.Meyer et al ;٢٠٠١ ,.Dris et al- -٢٠٠٣.
توت فرنگي به دليل ميزان تنفس بالا، مقدار آب زياد (در حدود ٩١.٥%)، فعاليت متابوليکي بالا و حساسيت به پوسيدگي قارچي به ويژه کپک خاکستري ، يکي از ميوه هاي بسيار فسادپذير بوده و طول عمر پاييني دارد ;٢٠٠٠ ,.Harker et al ;١٩٩٧ ,.Wright) (٢٠٠١ ,.Dris et al. از طرف ديگر با توجه به اينکه مدت زمان بين برداشت تا مصرف ميوه بسيار کوتاه است بنابراين کاربرد مواد شيميايي براي کنترل بيماري ها و حفظ کيفيت آن بايد با دقت بيشتري صورت گيرد (٢٠٠٣ ,.Bautista-Banos et al). از ميان بيماري هاي مهم پس از برداشت توت فرنگي ، پوسيدگي خاکستري خيلي مهم بوده و بيشتر مورد بررسي قرار گرفته است .
علايم اين بيماري به اين صورت است که بافت هاي آلوده به رنگ صورتي تيره تا قهوه اي در آمده و تمام ميوه ممکن است بدون از هم پاشيدگي ، به طور کامل پوسيده شود. در روي بافت آلوده ميوه ميسيليوم هاي سفيدي نمايان مي شود که در زمان اسپوردهي به رنگ خاکستري در مي آيد. از جمله روش هاي غيرشيميايي کنترل بيماري ها و افزايش ماندگاري ميوه ها و سبزي ها، استفاده از امواج نوري در طول موج هاي کوتاه مانند اشعه گاما، اشعه ايکس ، امواج صوتي و نور فرابنفش است که امروزه بيش از ٤٠ کشور جهان استفاده از پرتوتابي مواد غذايي را پذيرفته اند (٢٠٠٢ ,.Mortazavi et al).
استفاده از نور فرابنفش در طول موج معين و در شدت پايين ، مي تواند در جلوگيري از بيماري هاي پس از برداشت محصولات باغي مفيد واقع شود. نشان داده شده که نور فرابنفش پوسيدگي انباري را در تعدادي از
ميوه ها و سبزي ها مثل سيب ، انبه ، کامکوات ، هلو، پياز، سيب زميني و گوجه فرنگي ، سيب زميني شيرين و فلفل سبز کنترل مي کند. پرتوتابي انبه ٣ با نور فرابنفش در شدت ٤.٩٣-٢.٤٦ کيلوژول برمترمربع سبب مي شود تا ظاهر ميوه بهتر حفظ شود و پوسيدگي کاهش يافته و عمر انباري ميوه افزايش يابد. اين اثرات سودمند حاصل از پرتوتابي به افزايش سطوح ترکيبات فنل کل و فلاونوئيدهاي کل و نيز افزايش فعاليت آنزيم هاي ليپوکسيژناز و فنيل آلانين آمونيالياز نسبت داده مي شود که به افزايش عمر انباري در عين حال ظاهر خوب ميوه منجر مي شود (٢٠٠٧ ,.Gonzalez-Aguilar et al).
شدت هاي پايين نور فرابنفش به عنوان يک روش براي به تأخير انداختن فرآيند پيري و رسيدن در هلو و سيب و گوجه فرنگي ، نارنگي هاي ماندارين و پرتقال مناسب مي باشد (١٩٩٢ ,.Shishon et al). نور فرابنفش در شدت هاي مناسب در فعاليت آنزيم هاي تجزيه کننده ديواره سلولي (پلي گالاکتروناز، پکتين متيل استراز، سلولاز، زيلوناز، بتا-D گالاکتوزيداز و پروتئاز) تأثير داشته و فعاليت اين آنزيم ها را کاهش مي دهد. بنابراين سفتي ميوه هاي تيمارشده با نور فرابنفش بيشتر از ميوه هاي تيمار نشده گزارش شده است ,.Barka et al) (٢٠٠٠. پژوهش هاي جديد روي پرتقال نشان داده که عکس العمل ميوه به نور فرابنفش براي کنترل پوسيدگي و تجمع فيتوالکسين ها، به رقم ، شدت نور فرابنفش و مدت زمان تيمار بستگي دارد. البته يک شدت بهينه براي ايجاد حداکثر مقاومت در ميوه وجود دارد که تعيين آن براي هر ميوه به پژوهش جداگانه اي نياز دارد.
مقاومت گريپ فروت هاي تيمارشده با نور فرابنفش در برابر قارچ پنيسيليوم ٤ به انگيزش چيتيناز و بتا -١ و
٣- اندوگلوکاناز در پوست ميوه نسبت داده مي شود
(٢٠٠٠ ,.D-hallewin et al). استفاده از ترکيبات شيميايي مصنوعي براي کنترل بيماري هاي قارچي بر روي آن دسته از محصولاتي که به مصرف مستقيم انسان مي رسند، داراي محدوديت هايي است . اين پژوهش با هدف کنترل پوسيدگي خاکستري با استفاده از امواج نور فرابنفش بر روي توت فرنگي انجام گرفت تا امکان جايگزيني آن با مواد شيميايي مصنوعي براي کنترل بيماري هاي انباري بررسي شود.
مواد و روشها
تهيه و آلوده سازي ميوه ها
ميوه هاي توت فرنگي در مرحله اي که ٨٠- ٧٥ درصد رنگ قرمز گرفته بودند برداشت شده و به آزمايشگاه منتقل شد و از لحاظ شکل ، رنگ ، اندازه ، عاري بودن از آفات و بيماري ها و صدمات ظاهري جدا شدند. ميوه هاي انتخاب شده با استفاده از محلول هيپوکلريت سديم با غلظت ١٠٠ ميکرو ليتر بر ليتر ضد عفوني شده و پس از خشک شدن در دماي اتاق ، با سوسپانسيون قارچ بوترتيس سينرا که داراي ١٠٦ کنيدي در هر ميلي ليتر بود، آلوده سازي شدند (٢٠٠٣ ,.Marquenie et al).
تيمار ميوه ها با نور فرابنفش
نور فرابنفش در شدت هاي ٠، ٠.٢٥، ٠.٧٥، ١.٥،
٢.٥ و ٥ کيلوژول بر مترمربع بعد از آلوده سازي ميوه ها با قارچ بوترتيس سينرا اعمال شد. براي اعمال تيمارها، بر اساس شدت نور لامپ هاي UV-C، لازم است که ميوه ها به مدت زمان معيني در معرض نور فرابنفش قرار بگيرند که براي تيمارهاي فوق به ترتيب ٥٠، ١٥٠، ٣٠٠، ٥٠٠ و ١٠٠٠ ثانيه مي باشد. براي اعمال تيمارها از دو عدد لامپ UV-C (٣٠ وات ساخت شرکت فيليپس به طول ٩٠ و به قطر ٢.٥ سانتي متر با حداکثر طول موج ٢٥٤ نانومتر) استفاده شد و شدت نور با استفاده از يک راديومتر UVX مجهز به سنسور nm ٢٥٤-UVX اندازه گيري شد. ميوه ها در سيني پلاستيکي چيده شده و در فاصله ٢٠ سانتي متري از منبع نور فرابنفش قرار داده شد براي اينکه تمام سطوح ميوه تحت تاثير نور فرابنفش قرار گيرد ميوه ها حول محور اصلي چرخيده شدند. بعد از تيمار، ميوه ها در ظروف يکبار مصرف قرار داده شده و به انبار با دماي ٣ درجه سانتي گراد منتقل شدند. در تيمار شاهد ميوه ها با قارچ آلوده شدند ولي تحت تيمار نور فرابنفش قرار نگرفتند (٢٠٠٣ ,.Marquenie et al).
خصوصيات مورد اندازه گيري ميوه
سفتي ميوه با استفاده از پنترومتر با قطر دهانه ٤ ميلي متر و رنگ با استفاده از دستگاه رنگ سنج در دو نقطه مقابل هم از ميوه ، pH با دستگاه pH متر و مواد جامد محلول با استفاده از رفراکتومتر دستي اندازه گيري شد. شاخص رسيدگي که نسبت مواد جامد محلول به درصد اسيديته مي باشد، محاسبه شد. اسيديته قابل تيتراسيون با استفاده از سود ٠.١ نرمال تا رسيدن
٨.١ = pH اندازه گيري شد. درصد کاهش وزن ميوه ها در طول دوره انبارماني محاسبه شد. ويتامين C با استفاده از روش تيتراسيون با يدور پتاسيم تعيين شد. ميزان پوسيدگي ميوه ها به صورت ظاهري با استفاده از درجه بندي به شرح زير ارزيابي شد (٠: ميوه سالم ، ١: کمتر از ١٠% ميوه پوسيده ، ٢: ٢٠-١١%، ٣: ٣٠-٢١، ٤: ٤٠-٣١%، ٥: ٥٠-٤١%، ٦: ٦٥-٥١%، ٧: ٨٠-٦٦% و ٨: بيش از ٨٠% ميوه ها پوسيده شده باشند (٢٠٠٠ ,.Nigro et al). آزمايش به صورت فاکتوريل در قالب طرح بلوکهاي کامل تصادفي انجام شد و داده ها با استفاده از نرم افزارهاي SAS و MSTATC آناليز شد.
نتايج و بحث
پوسيدگي خاکستري
نتايج نشان مي دهد که تيمار فرابنفش اثر معني داري در سطح احتمال ١% بر کاهش ميزان پوسيدگي قارچي ميوه ها دارد (شکل ١). به طوري که بيشترين ميزان پوسيدگي در تيمار شاهد و ٥ کيلوژول بر مترمربع و کمترين ميزان پوسيدگي در تيمارهاي ٠.٧٥، ١.٥ و ٢.٥ کيلوژول بر مترمربع مشاهده شد. با افزايش شدت نور فرابنفش از ٠.٢٥ تا ٢.٥ کيلوژول بر مترمربع ، ميزان پوسيدگي کاهش پيدا نموده ولي در تيمار ٥ کيلوژول بر مترمربع ميزان پوسيدگي قارچي شديدًا افزايش مي يابد.
بين تيمارهاي ٢.٥ و ١.٥ کيلوژول بر مترمربع که کمترين ميزان پوسيدگي را دارند، از نظر ميزان پوسيدگي تفاوتي وجود ندارد. ميوه هاي شاهد در روز ١٢ از بين رفته در صورتي که ١٥ روز پس از انبارماني در تيمار ٥ کيلوژول بر مترمربع ٦٥-٥١ درصد آلودگي مشاهده مي شد، ساير تيمارها کمتر از ٣٠ درصد آلودگي نشان مي دادند. نتايج فوق با نتايج آزمايش هاي پژوهشگران متعددي هم خواني دارد. براي مثال
Rushing &Fonseca (٢٠٠٦) و .D’hallewin et al (٢٠٠٠) که نشان دادند، تيمار فرابنفش باعث کاهش پوسيدگي قارچي به ترتيب هندوانه و گريپ فروت مي شود. دو تفسير براي کاهش پوسيدگي انباري توسط نور فرابنفش مطرح است که عبارتند از اينکه اولاً نور فرابنفش خاصيت ميکروب کشي داشته و از طريق صدمه به DNA ميکروارگانيسم ها، آن ها را غيرفعال مي سازد و ميزان کنترل کنندگي به شدت نور فرابنفش و سطحي از ميوه که تحت تاثير تابش قرار مي گيرد، بستگي دارد. سطح ميوه توت فرنگي کاملاً مسطح نبوده بلکه با فندقه هاي زيادي که به عنوان سپري براي اسپورهاي قارچ عمل مي کند پوشيده شده است . وجود اين فندقه ها از اثر مستقيم نور فرابنفش روي قارچ جلوگيري مي کند. کاهش اثر بازدارندگي نور فرابنفش روي قارچ در شدت هاي بالا به دليل صدمه اي است که به بافت ميوه وارد مي سازد. نقاط صدمه ديده که به رنگ قهوه اي در مي آيند، نقاط مناسبي براي رشد اسپورهايي مي باشد که در لابلاي فندقه هاي توت فرنگي قرار گرفته و از اثر نور فرابنفش در امان مانده اند. علاوه بر آن نور فرابنفش از طريق فعال کردن مکانيسم هاي دفاعي باعث القاي مقاومت در برابر عوامل قارچي مي شود. القاي مقاومت از طريق توليد يکسري مواد ضد قارچي به نام فيتوالکسين ها صورت مي گيرد که جزو متابوليت هاي ثانويه گياهي بوده و در کنترل فساد محصولات کشاورزي نقش دارند (٢٠٠٧ ,Gonzalez-Aguilar).
.pH
نتايج نشان مي دهد که بين ميوه هاي تيمار شده با نور فرابنفش و ميوه هاي شاهد از نظر pH اختلاف معني داري در سطح احتمال ١% وجود دارد (جدول ١) به طوري که بيشترين ميزان pH در تيمار ٠.٢٥ و ٠.٧٥ بوده و کمترين ميزان pH در تيمار ٥ کيلوژول بر مترمربع مشاهده مي شود. به نظر مي رسد کاهش pH به دليل آسيب ناشي از شدت بالاي نور فرابنفش در تيمار ٥ کيلوژول بر مترمربع مي باشد که باعث افزايش تنفس ، کاهش قندها و افزايش اسيدهاي آلي (در چرخه کربس ) مي شود. اين نتايج با يافته هاي .Stevens et al (١٩٩٨) و .Lu et al (١٩٩١) هم خواني دارد که نشان دادند در هلوهاي رقم لورينگ و سيب هاي گلدن دليشز با افزايش شدت و مدت پرتوتابي ، ميزان pH کاهش مي يابد.
اسيديته قابل تيتراسيون (TA)
نتايج نشان مي دهد که تيمار با نور فرابنفش اثر معني داري در سطح احتمال ٥% بر ميزان TA دارد (جدول ١). به طوري که بيشترين ميزان TA از نظر عددي در تيمارهاي ٠.٢٥، ٢.٥ و ٥ کيلوژول بر مترمربع بوده که با شاهد اختلاف معني داري دارند. اين نتايج با يافته هاي .Stevens et al (١٩٩٨) و .Lu et al (١٩٩١) هم خواني دارد. آن ها نشان دادند که TA درهلوهاي رقم لورينگ و آلبرتا و سيب گلدن دليشيز که تحت تابش نور فرابنفش با شدت هاي مختلف قرار گرفته بودند، با افزايش شدت نور فرابنفش ، افزايش يافته است .
درخشندگي (*L)
