植物精油与环糊精包合物的制备及对柑橘绿霉病的抑制作用

指状青霉（Penicillium digitatum）侵染引起的绿霉病是柑橘采后最具破坏性的病害之一。化学杀菌剂（如咪鲜胺等）能有效抑制该病害的发生,但容易诱导致病菌产生耐药性,且带来环境污染和食品安全问题。前人研究表明,植物精油及其活性组分能显著降低柑橘采后病害且不影响果实品质,是一种潜在的生物杀菌剂,但存在易挥发和氧化等问题,限制了其实际应用。将植物精油与环糊精包合能有效克服上述缺陷,提高植物精油的应用效果。为了提升植物精油组分反式-2-己烯醛对柑橘绿霉病菌的控制效果,本研究拟采用饱和水溶液法制备反式-2-己烯醛与α-环糊精（α-CD）、β-环糊精（β-CD）、γ-环糊精（γ-CD）和羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）包合物,并考察包合物对指状青霉的离体和活体控制效果,在此基础上解析效果最优包合物的结构特点和包合模式。结果显示,通过饱和水溶液法成功制备了反式-2-己烯醛与α-CD、β-CD、γ-CD和HP-β-CD的四种包合物,分别命名为α-CDTH、β-CDTH、γ-CDTH和HP-β-CDTH。外观形态结果显示,α-CDTH、β-CDTH和γ-CDTH粉末细腻绵密,HP-β-CDTH粉末粗糙,颗粒分明。四种环糊精包合物均能有效抑制P.digitatum菌丝体的生长且具有浓度依赖性,β-CDTH和γ-CDTH抑制P.digitatum菌丝体生长的最小杀菌浓度（Minimum Fugicide Concentration,MFC）为1.00 mg/mL,而α-CDTH和HP-β-CDTH抑制菌丝体生长的MFC分别为2.00和4.00 mg/mL。包合率结果显示,γ-CDTH包合率最高,为75.36%,HP-β-CDTH包合率最低,仅为38.63 %。相溶解度结果表明,四种环糊精包合物的相溶解度曲线类型为AL型,溶解性大小依次为HP-β-CD>γ-CD>β-CD>α-CD。综合离体抑菌效果、包合率和溶解性可知,γ-CDTH综合表现最佳,选择其开展后续实验。活体接种试验结果表明,不同浓度 γ-CDTH处理能不同程度降低柑橘果实绿霉病发病率（P<0.05）,以8.00 g/L γ-CDTH处理效果最佳;贮藏6 d时,对照果实全部腐烂,8.00 g/L γ-CDTH处理组果实发病率仅为58.3%,效果与咪鲜胺相当（56.7%）。此外,γ-CDTH处理能有效维持柑橘果实硬度,且对柑橘果实失重率、色泽、维生素C（Vc）含量、可溶性固形物无不良影响。扫描电镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）结果表明,γ-CDTH与γ-CD、γ-CD与反式-2-己烯醛物理混合物的形状和大小有明显差异,表现在γ-CD形态大小不一,大部分呈无规则晶体,而物理混合物表面粗糙,γ-CDTH表面光滑,有类似片状的形态。核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance,NMR）分析结果表明,γ-CD的H-3''和H-5''与TH的H-6''之间的氢键相互作用是γ-CDTH的形成基础。综上,本实验制备了反式-2-己烯醛的四种环糊精包合物,且验证了γ-CDTH的抑菌性能和构象特征,研究结果可为γ-CDTH用于降低柑橘采后病害提供直接的依据,也为植物源天然防腐剂开发提供理论基础。