Метод обнаружения скрытых повреждений луковиц чеснока

 

Изобретение относится к методам исследования овощей и контроля их качества и заключается в выявлении пораженных патогенами зубков чеснока на основании окрашивания их поверхности. Чеснок (луковицы или зубки) нагревают при 45-95^oС в течение 0,5-8,0 ч в растворе хлористого натрия с концентрацией 2-5% и кислоты, преимущественно уксусной, при рН 3,8-4,3. Повреждения чеснока определяют по окрашиванию ткани в зелено-голубой цвет. Способ позволяет провести раннюю диагностику поражений луковиц фитопаразитами. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области растениеводства, методам исследования сельскохозяйственной пищевой продукции, к разделу методов оценки качества и сохраняемости овощей и касается, в частности, чеснока.

Массовое распространение в культуре чеснока гельминтов, клещей и инфeкций приводит к значительным, до 30-48% потерям урожая и отходу луковиц в период хранения вследствие широкого распространения гнилей. Это отчасти обусловлено вегетативным способом размножения чеснока, поскольку патогены сохраняются и могут накапливаться в посевном материале и распространяются с ним.

Визуальный метод выявления заболеваний и поражений вредителями является основным в овощеводстве, хранении и в практической селекции.

У чеснока наличие клещей и нематод в луковицах устанавливают путем обнаружения их на сухих и сочных чешуях около донца с помощью лупы или бинокуляра, в то время как инфекционные заболевания определяют по характерным симптомам в соответствии с ГОСТ 27569-87 (прототип). Недостатком является то, что в первом случае метод не является прямым, поскольку устанавливает наличие фактора поражения, а не сам результат его действия; во втором случае можно констатировать лишь достаточно четкие симптомы и явное развитие заболеваний. В луковицах инфекция может оставаться латентной, не иметь четких симптомов и до определенного времени сдерживаться иммунитетом.

Целью изобретения является разработка чувствительного метода обнаружения повреждений луковиц на начальной стадии инвазирования и вместе с этим разработка дополнительного критерия для оценки качества чеснока и отбора здоровых партий и луковиц на хранение или посадку. Задача состояла в выявлении неразличимых при визуальном наблюдении и незначительных по величине участков поврежденной растительной ткани на поверхности луковиц с помощью гистохимического теста. Поскольку механическое повреждение, начинающееся с внедрения патогена, провоцирует инфицирование и дальнейшее загнивание, постольку луковицы, даже незначительно травмированные, не могут считаться здоровыми. Отсутствие таких повреждений и может быть дополнительным критерием фитопатологической чистоты луковиц.

Техническим результатом изобретения являются ранняя диагностика поражения луковиц чеснока фитопаразитами, не требующая идентификации самого патогена; наглядная оценка степени повреждения луковиц, находящихся на хранении.

Этот результат достигается тем, что целые неочищенные луковицы или очищенные зубки, составляющие пробу, помещают в раствор уксусной или другой кислоты рН 3,8-4,0 и выдерживают на водяной бане при температуре 80-85^oС в течение 30-40 минут. После этого луковицы и зубки охлаждают, освобождают от чешуи. Участки ткани зубков, травмированные в результате жизнедеятельности паразитов, становятся видимыми, поскольку после такой обработки они окрашиваются в зеленый или сине-зеленый цвет разной интенсивности. Если оказываются окрашенными ткани запасного листа, прилегающие к донцу с внешней (выпуклой) стороны зубка, в области корневых бугорков, то такие зубки нельзя считать фитопатологически чистыми; по глубине окрашивания можно судить о степени порчи, о способности образования корней, о качестве продукции и возможной длительности ее хранения.

Достаточным основанием для таких выводов и обоснованием метода служат источники, связанные с изучением биохимии луковых растений. Известно, что непременным условием появления вышеупомянутого пигмента у чеснока является разрушение клеточной структуры ткани, ведущее к освобождению S-(I-пропенил)цистеинсульфоксида из мест его локализации в клетках, т.е. вакуолей: именно вследствие разрушения вакуолей происходит освобождение и неестественное взаимодействие этого вещества с другими компонентами клетки (невозможное при сохранении структуры) и возникает зеленое окрашивание. Развитие окрашивания ускоряется при кислых рН и нагревании (T.M. Zukes, in Journ. of food science, vol.51, 6, p.1577, 1986. "Factors governing the greening of garlic puree"). В первоисточнике эта реакция изучалась только на гомогенизированных тканях и изучение не имело отношения к фитопатологии.

В данном изобретении реакция впервые применяется для проверки целостности зубков и их фитопатологической оценки. Для ускорения реакции в поврежденных тканях зубка выбран интервал температур 80-95^oС - ускорение образования пигмента оказывается существенным, хотя и не максимально возможным, т. к. оно ограничено нежелательным для анализа размягчением ткани, происходящим при кипячении. Добавление соли к раствору кислоты усиливает окрашивание и введено, исходя из того, что соль должна осмотически способствовать выходу содержимого поврежденных вакуолей во внутриклеточное и межклеточное пространство. Выбор условий проведения определений иллюстрирует таблица.

В вышеприведенном первоисточнике присутствие или отсутствие соли не имело значения для образования пигмента в пюре из чеснока. В нашем особом случае соль способствует контрастированию окраски, ее содержание целесообразно и достаточно в пределах 2-5%. В источниках использовались разные кислоты - соляная, лимонная. В нашем случае окрашивания мелких повреждений лучше использовать уксусную кислоту. Это может быть связано с обычным присутствием в ней примесей уксусного альдегида (уксусный альдегид, также как и сульфоксид, участвует в реакции образования пигмента).

Длительное нагревание при 45^oС (по аналогии с тем же источником) может применяться в данном изобретении в особых случаях (см. ниже).

Чувствительность метода такова, что с его помощью можно обнаружить незначительные точечные повреждения в основании запасной чешуи сразу после сбора урожая или в процессе дальнейшего хранения у нестрелкующего озимого чеснока (фиг. 1). У озимого стрелкующего метод дает четкий результат только в конце холодного хранения в течение 2,5-3 месяцев. Различие связано, по-видимому, с уровнем содержания веществ-участников реакции у этих форм.

Фиг. 2а отображает суть изобретения: показан целый зубок чеснока, который был перед обработкой специально надрезан ножом; после обработки по вышеописанному методу неповрежденная ножом поверхность осталась белой, а порезы проявились ярко. И при этом появилось такого же цвета незначительное, но вполне явное окрашивание у донца зубка, где порезы не наносились. Логично утверждать, что окрашивание у донца образовалось в месте естественного разрушения. На фиг. 2б показана картина, которая иногда наблюдается при консервировании. Окрашивание безусловно доказывает, что ткани этих зубков повреждены. В данном случае диффузное глубокое повреждение может быть вызвано не вредителями, а бактериями или вирусами. Грубого разрушения ткани при этой инфекции может не быть.

Критерию изобретательского уровня отвечает то, что известная из эмпирического и научного опыта простая химическая реакция может быть применена для установления фитопатологической интактности чеснока. Оказалось, что образование пигмента протекает беспрепятственно в местах повреждения и выявляется достаточно четко, чего могло бы и не быть вследствие, например, жизнедеятельности патогена.

Выявление скрытых повреждений составляет проблему при определении качества чеснока по ГОСТ 7977-87 и ГОСТ 30106-94. В этих документах выделена категория чеснока "с неясно выраженными признаками повреждения", что снижает точность анализа. В чесноке, предназначенном для посева, по ГОСТ 30106-94 вообще не допускается наличие живых клещей, при этом методом контроля остается просмотр луковиц, что не надежно. Таким образом, изобретение может быть использовано в практике как дополнительный прием, уточняющий анализ.

В научных исследованиях по иммунитету метод может быть полезен при испытаниях луковиц чеснока на толерантность к фитопатогенам. В селекции можно использовать вариант с длительным нагреванием при 45^oС - в этих условиях зародыш остается живым, и если зубок здоровый, его ткани можно использовать для клонирования.

Метод осуществляют следующем образом.

Пример 1 Из средней пробы чеснока, характеризующей партию /образец, отделяют отход. Из основной части пробы, условно считающейся чистой, отбирают несколько луковиц, очищают и погружают их в раствор хлористого натрия 2%, добавляют уксусную кислоту в количестве, достаточном для поддержания рН 4,0; помещают емкость на водяную баню и поддерживают температуру в смеси 80^oС в течение 30 мин. Затем нагревание прекращают, извлекают из жидкости зубки и просматривают их на предмет появления зелено-голубого окрашивания, особенно в области корневых бугорков. Зубки с окрашиванием, даже самым незначительным, считаются поврежденными.

Пример 2 Луковицы чеснока очищают, зубки погружают в раствор хлористого натрия 2%, добавляют уксусную кислоту в количестве, достаточном для поддержания рН 4,3, и прогревают в термостате при температуре 45^oС в течение 8 часов. В таком режиме лучше выявляются глубокие внутренние повреждения без признаков поверхностного разрушения.

Пример 3 Обработку чеснока проводят согласно примерам 1, 2, за исключением того, что перед обработкой его не очищают. В этом случае исключается вероятность травмирования чеснока при очистке. Окрашивание происходит с той же степенью и скоростью.

Формула изобретения

Метод обнаружения скрытых повреждений луковиц чеснока, предусматривающий взятие пробы чеснока и определение его повреждений, отличающийся тем, что пробу нагревают при 45-95^oС в течение 0,5-8,0 ч в растворе хлористого натрия с концентрацией 2-5% и кислоты, преимущественно уксусной, при рН 3,8-4,3, а повреждения устанавливают по окрашиванию ткани чеснока в зелено-голубой цвет.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3