产β-D-葡萄糖苷酶菌株筛选及其在香草兰豆荚发酵生香中的应用

本研究从发酵后的香草兰豆荚中筛选出产β-D-葡萄糖苷酶的微生物菌株,并将筛选出的菌株应用到香草兰发酵过程中,以提高发酵豆荚品质。采用七叶苷选择培养基传统分离培养方法,从发酵后的香草兰豆荚中筛选出可产β-D-葡萄糖苷酶的菌株,鉴定每株菌的菌株同源性,测量每株菌产β-D-葡萄糖苷酶酶活,绘制2株产酶较高的菌株系统发育树,并将产酶最高的2株菌按照不同组合喷洒至发酵中的香草兰豆荚中,测定其发酵豆荚香兰素含量、香兰素葡萄糖苷含量和挥发性成分。结果表明:从产自马达加斯加(M)的香草兰发酵豆荚中共筛选出9株菌、产自中国热带农业科学院香料饮料研究所(S)的香草兰发酵豆荚中筛选到12株菌,检测出的15株菌均为芽孢杆菌,其中M3、S7的β-D-葡萄糖苷酶活力较高。使用M3、S7以不同组合添加喷菌发酵试验的豆荚中,只喷M3的发酵豆荚香兰素含量最高为2.25%,M3与S7按照体积比1∶1喷洒处理的香兰葡萄糖苷含量下降最多,为80.7%,只喷M3的发酵豆荚鉴定出挥发性物质34种。本研究成功筛选出产β-D-葡萄糖苷酶的功能微生物,并利用筛选出的微生物辅助香草兰豆荚发酵生香,可用于提升香草兰豆荚品质。

香草兰精油Pickering乳液制备、性质及功能性研究

为对植物精油进行有效保护,控制其缓慢释放并扩大其应用范围,以香草兰精油为原料,通过剪切超声技术制备以辛烯基琥珀酸淀粉(OSA淀粉)为固体颗粒的Pickering乳液,测定其在贮藏期间的稳定性及香气释放速率,探究乳液消化过程中的变化,并对精油及乳液的抗炎性和MCF-7细胞抗增殖性进行对比。结果表明,香草兰精油Pickering乳液液滴表面光滑,颗粒完整,最小粒径为0.54μm。Pickering乳液可有效提高精油贮藏稳定性。与香草兰精油相比,乳液有效降低内部精油的香气释放率约100倍。Pickering乳液具有显著的抗消化能力,游离脂肪酸释放率在120 min内达到22.35%。香草兰精油制备Pickering乳液后依旧保持较高的抗炎活性,与未经处理的MCF-7细胞相比,二者均具有较强抗增殖作用。结论:用OSA淀粉稳定香草兰精油制备的Pickering乳液可有效增加精油溶解度,提高稳定性,扩大应用范围。本试验可为香草兰精油的应用,特别是功能性物质的应用提供理论依据。

香草兰花粉保存与种间杂交育种初步研究

利用大花香草兰、帝皇香草兰与墨西哥香草兰进行种间杂交育种,以期改变目前生产上香草兰品种单一的局面。对香草兰花粉的保存方法进行研究,同时以人工授粉进行3个种间的正反交,统计杂交组合的结实率并观测杂交果荚的生长发育。结果表明,香草兰花粉适宜用花粉粒离体方式在4℃低温中保存50 d;6种香草兰杂交组合的平均结实率为78%,共得到31个的杂交果荚;6种香草兰杂交果荚的生长发育有一定差异,其形状与母本自交果荚类似;部分杂交果荚的长度和宽度与母本自交果荚有显著差异。香草兰杂交果荚内含有数量庞大的杂交种子,是潜在的香草兰育种新种质。

光调控香草兰花芽分化的生理机制初探

为探讨光对香草兰碳水化合物的合成、相关酶活性及花芽分化率的影响,设计了50%、75%和90%(皆为遮光度)3种遮阴处理。数据显示,香草兰表现出快速的光合诱导;50%、90%遮光度处理提高了叶片中可溶性糖、淀粉含量,能加快功能叶中碳水化合物的积累;90%遮光度处理能促进香草兰叶片中蔗糖含量和非结构性碳水化合物总量增加;50%和75%遮光度处理下香草兰总芽数及花芽分化率显著高于90%遮光度处理。研究结果表明,适宜的碳水化合物虽对植物花芽分化有重要作用,但碳水化合物过度积累会抑制成花。

槟榔不同株行距间作香草兰对土壤养分和微生物的影响

为了揭示槟榔不同株行距间作香草兰对土壤微生物和土壤养分的影响,以生产上槟榔3个种植密度间作香草兰为处理,人工荫棚单作香草兰为对照,测定和分析土壤中微生物的数量和土壤养分的含量。结果表明,槟榔间作香草兰可显著提高土壤微生物的数量,改良土壤微生物群落中真菌、细菌和放线菌的比例。槟榔株行距为2.0m×2.5 m(Tr2)的处理,土壤pH值及有机质、全K、碱解N、速效P、速效K、交换性Ca、有效Fe、有效B含量均显著提高。Pearson积矩相关分析表明,土壤中各类微生物的数量与土壤养分含量之间存在着多种显著的相关关系。槟榔株行距为2.0 m×2.5 m间作香草兰对土壤微生物数量及其比例与土壤养分含量具有良好的调节作用,且彼此具有显著相关性。

香草兰花芽分化期蛋白质及碳水化合物变化研究

以墨西哥香草兰花芽分化期花芽、混合花芽、叶芽及其功能叶为研究对象,研究香草兰花芽分化期蛋白质及碳水化合物变化及其差异,结果表明:香草兰叶芽蛋白质含量持续下降,花芽和混合花芽的蛋白质含量在花序分化初期上升至顶峰而后下降,说明香草兰花芽在花序分化前需要累积大量蛋白质。叶芽的可溶性糖、蔗糖含量均无显著变化,花芽和混合花芽均存在明显的上升和下降趋势;在整个花芽分化期,花芽可溶性糖和蔗糖含量均高于叶芽。叶芽的淀粉含量呈升高趋势,花芽和混合花芽的淀粉含量呈先上升后下降趋势。在整个花芽分化期过程中,花芽、混合花芽功能叶C/N比均高于叶芽功能叶,且花芽功能叶和叶芽功能叶间差异达显著水平。

根际促生菌Bacillus subtilisY-IVI在香草兰上的应用效果研究

【目的】香草兰为多年生热带经济作物,随着种植年限的增加,植株长势弱,土壤有益微生物减少,土壤微生物区系失衡,严重制约了香草兰产业的可持续发展。枯草芽孢杆菌作为一种根际促生菌,被广泛应用于促进作物生长,改善土壤微生物环境。本文将枯草芽孢杆菌Y-IVI接种在有机肥上,生产了生物有机肥,并就该生物有机肥对香草兰生长的影响进行了研究。【方法】采用温室盆栽试验,调查施用根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Y-IVI及其经固体发酵制得的微生物有机肥料(Y-IVI:3×108cfu/g)后,香草兰植株地上部及根系的生长状况,采用选择性培养基方法研究了Y-IVI在香草兰根际土壤中的定殖能力及对香草兰根茎腐病致病菌-尖孢镰刀菌数量的影响。【结果】施用Y-IVI及BIO 4个月后,香草兰根际土壤Y-IVI数量仍可达到106cfu/g土,二者无显著差异,在处理OF和对照中未检测到菌株Y-IVI。施用生物有机肥香草兰地上部干重和根系干重均显著高于对照,分别增加了63.1%和59.4%,与不接种Y-IVI的有机肥处理(OF)相比,地上部干重显著提高了43.2%,根系干重提高了18%,差异不显著;施用Y-IVI菌液的处理植株地上部干重和根系干重均高于对照,但无显著性差异;处理BIO根系直径、根系表面积和总体积与对照相比分别增加了41.9%、88.9%和80.4%,均显著高于对照,总根长与对照差异不显著;处理BIO根系表面积和总体积与有机肥处理OF相比分别显著增加了41.9%和30.8%,根系直径与OF相比增加了10.1%,差异不显著;处理Y-IVI根系直径与对照相比显著增加了25.5%,但根系表面积和总体积与对照差异不显著;与对照相比,施用BIO及Y-IVI的处理根际土壤尖孢镰刀菌数量分别明显降低了52.2%和41.8%,施用有机肥OF的处理降低了10%,差异不显著。【结论】Y-IVI可稳定定殖于香草兰根际土壤对其生长起有益作用,含促生菌Y-IVI的生物有机肥料比单独使用促生菌菌液可以更有效地减少根际土壤中尖孢镰刀菌数量,降低连作生物障碍。施用生物有机肥料比施用化肥和有机肥更有效地促进香草兰地上部及根系生长,因此,施用由根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Y-IVI制得的生物有机肥是解决香草兰连作生物障碍和提高收益的有效手段。

种植年限对香草兰生理状况及根际土壤微生物区系的影响

对不同种植年限香草兰园植株生理指标及根际土壤微生物区系进行测定分析。结果表明:10 a以上园龄的香草兰叶片净光合速率、蒸腾速率和叶绿素含量显著降低,而0～5 a园龄香草兰叶片各生理指标并无显著性差异。平板稀释涂布结果显示:5、10和20 a园龄香草兰根际可培养细菌和放线菌数量显著低于新植园,根际细菌与新植园相比分别降低了58.4%、91.6%、96.7%;根际真菌及尖孢镰刀菌数量呈相反趋势,与新植园相比,真菌数量分别是新植园的1.6、2.1和3.4倍。综上所述,种植10 a以上的香草兰园植株生长代谢缓慢,土壤微生物由细菌型向真菌型转变,微生物区系失衡。

用超临界CO_2萃取香草兰香料

The technological conditions of flavour extraction from vanilla beans with supercritical CO 2 fluid were studied.The influences of extracting pressure,temperature,separating pressure,temperature,and extracting time on extracting rate of flavour were discussed.The vanillin content of flavour was determined by HPLC.The optimum technological conditions of extracting flavour from vanilla beans with supercritical CO 2 fluid were defined,and the result showed that extracting pressure 35MPa and temperature 45℃,separating pressure(Ⅰ)16MPa,pressure(Ⅱ)6Mpa,temperature(Ⅰ)40℃,temperature(Ⅱ)40℃,and extracting time 150min were optimal.The extracting rate of flavour was 8.36% and the vanillin content of flavour was 230mg/g in the optimum technological conditions.

HS-SPME-GC-MS技术分析香草兰果皮的挥发性成分

香草兰属兰科多年生攀缘藤本植物,为典型的热带经济作物,因其独特的香气成分而被广泛应用于多个领域。采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术分析香草兰果皮中挥发性成分。以萃取种类数多少及衡量萃取效果的萃取量Y值大小为指标,优化顶空固相微萃取进样条件,得出最佳萃取条件为:2 g香草兰果皮粉末,75 μm碳分子筛/聚二甲基硅氧烷萃取头、萃取温度80℃以及萃取时间20 min。在最佳萃取条件下萃取香草兰果皮中的挥发性成分,结果表明:从香草兰果皮中共检测出72种化合物,其主要挥发性成分为芳香族33种,相对含量最高占96.34%;其次为烷烃类12种(0.66%)、酯类8种(0.27%)、酸类7种(0.79%)、醇类5种(0.50%)、杂环类3种(0.09%)、酮类2种(0.37%)和醛类2种(0.09%)。

4种物理方法制备香草兰精油微胶囊的比较分析

本研究采用菠萝蜜种子淀粉作为壁材,利用饱和水溶液法(saturated water solution method,SWSM)、分子包埋法(paste method,PM)、超声波法(ultrasonic method,UM)、喷雾干燥法(spray-drying method,SDM)4种物理方法包埋香草兰精油,通过测定产率、包埋率、载油量、缓释性、贮藏稳定性等指标,对比分析4种物理方法包埋效果。结果表明:香草兰精油微胶囊产率在74.34%~92.06%,对应的包埋率范围为68.90%~74.49%,载油量为21.27%~26.71%。其中SDM的产率和包埋率最大,分别为92.06%和74.49%,PM产率和包埋率最小,分别为74.34%和68.90%。4种方法均能成功包埋香草兰精油,且色泽上无明显差异,微胶囊为均一球状。在粒径方面,SDM制备的香草兰精油微胶囊粒径最大,为600 nm左右,SWSM最小,为200 nm左右。SWSM制备的香草兰精油微胶囊贮存50 d后香兰素保留率为49.11%,贮存15 d后过氧化值为14.24 mmol/kg,说明缓释性、贮藏稳定性较其他3种香草兰精油微胶囊好。综合所有指标,对比其他3种方法,SWSM是香草兰精油微胶囊的最佳制备方法。

高产香草兰栽培土壤条件的研究

对海南不同管理水平香草兰种植园土壤理化性状调查分析和土壤pH、水分、地表覆盖盆栽试验的研究结果表明，香草兰栽培要维持高产稳产，在土壤管理中必须达到如下主要条件：（1）香草兰对土壤pH反应极为敏感，最适于生长的土壤pH值为6．5，在pH6．0～7．0范围内生长良好，低于pH5．5和高于pH7．0都抑制其生长，低pH的抑制作用大于高pH，酸性土壤施石灰对生长和养分吸收反应良好；（2）香草兰喜湿而好气，土壤田间持水量直控制在60％左右，不宜低于40％和高于80％，而土壤总孔隙度宜在55％以上，毛管孔隙和通气孔隙比值以80：20为宜，通气孔隙不宜超过总孔隙度的25％；（3）香草兰对地表覆盖反应极明显，高产香草兰要求根层土壤具有较高的有机质含量，粘质土要达到4．0％以上，壤质土达2．5％～3．0％，砂质土达2．0％～2．5％，因此，土壤表层宜常年保持有机物覆盖和重视有机肥施用；（4）香草兰对磷素营养反应敏感，高产园土壤有效磷要达到150mgkg－1土以上才能满足其生长和高产的要求。

香草兰营养诊断方法的研究

通过多年多点的调查分析，初步确定高产香草兰营养诊断适宜的采样时间为10～11月；采样部位为自茎蔓顶叶向下数第7～8片叶；香草兰营养诊断指标包括养分含量适宜范围和重要养分平衡比值。养分含量适宜范围为：N2．15％～2．40％，P0．43％～0．50％，K2．70％～3．20％，Ca3．60％～4．20％，Mg0．35％～0．70％。重要养分平衡比值适宜范围为：N／P4．99～5．33，P／Ca0．108～0.114，Mg／P1.40～1.54，K／P6．00～6．46，Mg／Ca0．154～0．173。香草兰微量元素营养诊断指标尚未能确定。

施用不同有机肥对香草兰生长及土壤酶活性的影响

通过大田试验研究施用不同有机肥对香草兰生长,叶绿素荧光特性及土壤酶活性的影响。结果表明:有机肥和生物有机肥混合施用的处理香草兰茎蔓和叶片干重显著高于施用牛粪的处理;施用生物有机肥和有机肥的处理香草兰叶片表观电子光合传递速率(ETR)和实际光化学效率(Yield)无显著性差异,但均显著高于施用牛粪的处理;有机肥和生物有机肥混合施用的处理土壤酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性显著高于施用牛粪的处理。综上所述,有机肥和生物有机肥配合施用可显著促进香草兰生长,提高香草兰的光能利用效率和土壤酶活性。

多菌灵在香草兰和土壤中的残留动态

通过田间试验,设置N(推荐浓度:416.7mg·L-1)、2N、4N3个施药浓度,以植株喷药和土壤喷药两种方式,采用紫外可见分光光度法研究了50%多菌灵可湿性粉剂在香草兰植株和土壤中的残留动态。试验结果表明,多菌灵在土壤中的半衰期为7.6～9.0d;植株喷药后多菌灵在香草兰茎、叶中的半衰期分别为11.6～51.0d、11.2～31.0d。土壤喷药后多菌灵在香草兰各组织中残留量低于植株喷药后的残留量。不同喷药方式多菌灵在香草兰中的残留动态曲线不同:植株喷药时,多菌灵在茎、叶中的残留量随时间延长逐渐降低,而在果荚中呈先升高后降低趋势;土壤喷药时,多菌灵在香草兰果、茎、叶中的残留量呈先升高后降低趋势,茎叶中残留量在第3天时达到最大值。不管哪种喷药方式果荚中残留量均在第7天时达到最大,说明香草兰果荚对多菌灵有短期的吸收积累效应。喷施1推荐浓度多菌灵于香草兰植株后,果荚中残留量预计到第50d能降解到0.5mg·kg-1;到第63天能降解到0.1mg·kg-1。

香草兰单株产量构成性状的通径分析

[目的]探讨墨西哥大叶种香草兰产量构成因素之间的变化规律,以明确其高产主攻目标。[方法]对墨西哥香草兰单株产量构成因素:花序数、每花序成花数、授粉成功率、保荚率(落荚率)和单荚重(百条豆荚重)进行相关分析和通径分析。[结果]花序数、每花序成花数对产量的影响较大,且均达到显著性水平;其他因子的影响相对较小。[结论]该研究为香草兰的稳产栽培提供了参考。

不同荫蔽度对香草兰光合作用与产量的影响

通过槟榔间作香草兰3种不同株行距的对比试验,研究不同荫蔽度对香草兰光合作用与产量的影响。结果表明:槟榔间作香草兰株行距为2.0 m×2.5 m时,香草兰叶面积、叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率和产量等指标最高,除了光合速率变化趋势不大外,其余指标都具有较强的增长趋势;株行距为2.0 m×3.0 m的次之;株行距为2.5 m×2.5 m的最差。

海南产不同等级香草兰豆挥发性成分分析

采用电子鼻和顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术,分析海南产不同等级香草兰豆挥发性香气,采用高效液相色谱技术检测主要香气物质的含量。结果表明:不同等级香草兰豆的整体香气在电子鼻主成分分析图谱上有显著性差异;顶空固相微萃取-气相色谱-质谱技术共检测出75种挥发性香气成分,一级、二级、三级豆分别检测出67、65种和60种,相对含量最多为香草醛,分别为58.86%、56.66%、43.90%,不同等级香草兰豆的芳香族类、醛类、酮类、酸类、醇类、杂环六大类香气化合物相对含量有明显差异,芳香族类是香草兰豆中最主要香气化合物,相对含量分别为88.99%、88.35%和82.55%;高效液相色谱检测结果表明,与二级和三级豆相比,一级豆中香草醛、香草酸相对含量最高,分别为3.56%、0.21%;二级豆中对羟基苯甲醛相对含量高于一级和三级豆,为0.15%;在3个等级豆中,三级豆对羟基苯甲酸相对含量最高为0.03%。

香草兰营养特性的研究

对海南不同生产水平的香草兰种植园植株的养分调查分析，及N、P、K、Ca、Mg肥料的盆栽试验，研究香草兰的营养特性。结果表明，香草兰植株养分吸收量以K＞Ca＞N＞Mg＞P，叶片以Ca＞K＞N＞Mg＞P；结果植株养分吸收量N∶P∶K∶Ca∶Mg=1.00∶0．24∶1．39∶1．18∶0．48，盆栽幼苗N∶P∶K∶Ca∶Mg=1．00∶0．10∶1．38∶1．23∶0．33；高产园植株Ca、P含量极显著高于低产园，肥料盆栽试验Ca、P对香草兰生长效应明显；叶片养分含量随着叶位和生长季节的不同而变化。

海南香草兰疫病发生情况调查及疫霉菌种类鉴定

通过对海南各香草兰种植园进行普查,明确了香草兰疫病目前在海南省万宁、琼海、屯昌、定安等地香草兰种植园均有发生,该病一年有两个发病高峰期,4月下旬至6月上旬和9月中旬至11月上旬;对香草兰疫病病原进行分离、形态特征鉴定和rDNA ITS序列测序分析,明确了其疫霉菌种类为烟草疫霉(寄生疫霉) Phytophthora nicotianae(P.parasitica),交配型为A2交配型。