g.r.a.s استفاده از ترکیبات طبیعی و در کنترل بیماری های پس از برداشت افزایش عمر انبارداری محصولات

2. g.r.a.s استفاده از ترکیبات طبیعی ودر کنترل بیماری های پس از برداشتافزایش عمر انبارداری محصولات

3. مقدمه: با رویکرد انسان به استفاده ازقارچ کشها و سایر ترکیبات ضد پاتوژنی شیمیایی، که همواره سعی داشته است عمر انبارداری محصولات کشاورزی را افزایش دهد.و در این رابطه با عوارض جانبی و آلودگی های زیست محیطی این مواد روبرو شده و به سمت استفاده از ترکیبات طبیعی روی آورده است.ترکیبات طبیعی مورد استفاده درعملیات پس برداشت عبارتند از ترکیبات موجود در گیاهان،جانوران و سایر موجودات زنده ی طبیعت که دارای خواص ضد پاتوژنی می باشد و در ضمن اینکه برای انسان فاقد عوارض

4. جانبی و مسمومیت هستند و به راحتی مورد تجزیه قرار می گیرند و سبب آلود گی های زیست محیطی نمی گردند.طبق تحقیقات علمی صورت گرفته در سال های اخیر می توانیم این ترکیبات را به حداقل 8 دسته تقسیم نماییم: • ترکیبات معطر • اسید استیک • جاسمونیک اسید • مخمر ها • پروپلیس • فوزاپیرون و دزوکسی فوزاپیرون • اسانس های گیاهی • چیتوسان

6. Chitosan: • از پوست خارجی خانواده سخت پوستان از جمله خرچنگ ومیگو استخراج می شود. • از مشتقات کیتین است که یک گروه استیل کمتر دارد. Poly(1-4)ß-D-glucosamine • کیتین و chitosan از لحاظ ساختمان شیمیایی شبیه به سلولز می باشند که تنها تفاوت به بودن یا نبودن گروه N است.

9. Crustacean shell Washing Grinding Deproteinization Demineralization Chitin Deacetylation Washing Drying Chitosan

11. Chitosan: • پلی ساکارید خطی • با وزن مولکولی بالا • غیر سمی • قابل حل در اسیدهای آلی رقیق • قابل تجزیه در طبیعت • پلی کاتیون Poly(1-4)ß-D-glucosamine

12. Chitosan در رنج وسیعی از صنعت ها از جمله: • صنایع آرایش و بهداشتی • صنایع غذایی • بیوتکنولوژی • داروسازی وپزشکی • نساجی • کاغذ سازی • کشاورزی

13. Chitosan در کشاورزی: • در کنترل بیماری های قبل و بعد از برداشت به خاطر: 1)فعالیت های ضد قارچی،ضد میکروبی ،ضد باکتری 2)ایجاد عکس العمل های دفاعی سریع تر • در افزایش عمر انبارداری محصولات به خاطر: کاهش سرعت تنفس و تعرق • در اصلاح خاک

14. فعالیت های ضد قارچی: • مربوط به خاصیت پلی کاتیونی ترکیب می باشد. مکانیزم عمل به طور کامل مشخص نشد دو فرضیه: • ماکرومولکول های سطح خارجی سلول قارچ را به طور منفی باردار می کند. • از سنتز mRNA ، پروتئین ها و مواد غذایی ضروری قارچ ها جلوگیری می کند.

15. ایجاد عکس العمل های دفاعی: • به طور کلی عکس العمل های دفاعی به وجود آمده در گیاهان درارتباط با پاسخ های آنزیمی می باشد. Chitosan به عنوان محرک خارجی در پاسخ های دفاعی میزبان موجب: • تحریک فعالیت کیناز، گلوکناز ß-1‚3 ،ترکیبات فنولیکی • تشکیل لیگنین،فیتوآلکزین • کاهش فعالیت آنزیم های پکتین متیل استراز، پلی گالاکتروناز

16. گزارش شد که chitosan هم سنتز ترکیبات فنولیکی که اولین سد دفاعی برای جلوگیری از رشد قارچ ها و هم عمل گلوکناز ß-1‚3 دومین سد مکانیکی برای بلوک کردن سلول های قارچ و حفاظت از بافت ها را موجب می شود.(Benhamou et al .1994;Lafontaine and Benhamou et al.1996) • گزارش شد که chitosan و کیتین، تشکیل لیگنین را در برگ های گندم تحریک می کند. (Bonland et al.‚1997; Vander et al.‚1998)

17. chitosan در کاهش تولید پلی گالاکتروناز توسط B.cinereaدر بافت های فلفل موثر بود و به طور قابل توجه از نرم شدن ترکیبات دیواره سلولی جلوگیری کرد.(El Ghaouth et al.1997) • چندین بررسی ثابت کرد که chitosan موجب سنتز ترکیبات فنولیکی،لیگنیفیکاسیون به وسیله بافت های عفونی میزبان می شود.(Tejchgraber et al.‚1991;Arlorio et al.‚1992;Fajardo et al.‚1995;Bhaskara Reddy et al.‚1997‚1999;Zhang and Quantik.‚1998) • گیاهان تیمار شده با chitosan قادر به بیان عکس العمل های سریع تر می باشند.

18. کنترل بیماری های ویروسی و باکتری: • عفونت های ایجاد شد تو سط ویروس موزاییکآلفا (ALMV) روی برگ های لوبیا با غلظت 1%chitosan کاهش یافت.(Pospieny et al.1991) واثرات مشابهی روی برگ های گوجه فرنگی آلوده گزارش شد.(Pospiezny et al.1997) • Chitosan در غلظت های مختلف از رشد Erwinia و Agrobactrium جلوگیری کرد.

19. کنترل بیماری های پس از برداشت: • کاهش کپک خاکستری و رایزوکتونیا در توت فرنگی ورازبری تیمار شده با chitosan گزارش شد..(El Ghaouth et al.1997) • توسعه پوسیدگی رایزوپوس در گوجه فرنگی تیمار شده با chitosan پایین تر از میو های تیمار نشده بود.(Bautista et al.2004) • کاهش پوسیدگی در میوهای سیب،گلابی، کیوی فروت تیمار شده با chitosan گزارش شد.(Bautista et al.2004)

20. کیفیت و عمر انبارداری محصولات: • پوشش نیمه قابل نفوذ پذير می باشد که تبادلات گازی و رسیدن میوه را تنظیم می کند.که با کاهش سرعت تنفس و تعرق عمر انبارداری محصولات را افزایش می دهد. • این اثر بر تعدادی از محصولات از جمله گوجه فرنگی،توت فرنگی،سیب،موز و انبه گزارش شد. • اثر مثبتی بر روی کیفیت دارد.

21. میوهای تیمارشده با chitosan در پایان دوره انبارداری سفتی خود را بهتر حفظ می کنند.که در توت فرنگی‚ هلو ‚ گوجه فرنگی‚ رازبری و پاپایا گزارش شد.(El Ghaouth et al.1991;Liand et al.2000;bautista et al.2003) • میوهای خیار و فلفل تیمار شده در پایان دوره انبارداری رنگ بهتري داشتند.(El Ghaouth et al.1991‚1992;Woods et al.1996) • کاهش آنتوسیانین در میوهای لی چی وتوت فرنگی ورازبری تیمار شده با chitosan کمتر بود.(Li and Chang 1986;Zhang and Quantick 1997‚1998)

22. بررسی اثر chitosan روی کنترل کپک آبی و کپک خاکستری میوهای انبار شده در دماهای مختلف(25و2) • ارزیابی فعالیت قارچ کشی chitosan علیه دو پاتوژن در شرایط آزمایشگاهی • تشخیص مارکرهای دفاعی از جمله: ترکیبات فنولیکی،پلی فنول پراکسیداز،پلی فنول اکسیداز

23. کپک خاکستری توسط Botrytris cinerea بیماری های مهم پس از برداشت گوجه فرنگی:

24. کپک آبی توسط Penicillium expansum

25. نتایج:

29. به طور کلی: • Chitosan مستقیما از جوانه زنی اسپورها و رشد میسیلیوم ها B.cinerea وP.expansumدر محیط آزمایشگاهی جلوگیری می کند. • Chitosan علاوه بر فعالیت های قارچ کشی باعث عکس المعل های دفاعی سریع تر می شود. • اثرات جلوگیری کننده chitosan علیه پاتوژن یک رابطه مستقیمی با غلظت chitosan دارد.

30. لی چی: • میوه گرمسیری • عمر انبارداری کوتاه • در نتیجه قهوه ای شدن پریکارپ به سرعت عمر انبارداری و ارزش تجاریش کاهش می یابد.

32. مواد وروش ها: میوه ها در مرحله بلوغ برداشت شد وبرای مشاهده اثرات تیمار به دو گروه تقسیم شدند: • نمونه اول 1دقیقه در محلول اسید استیک ، آب مقطر و 2Chitosan % • نمونه دوم 1 دقیقه درمحلول اسید استیک و آب مقطر بدون Chitosan در مرحلهبعد میوها بسته بندی و به مدت 20 روز در دمای 1 تا 2 درجه و رطوبت نسبی 90-95% انبار شدند.

33. پس از گذشت 20 روز نمونه ها به مدت 18 ساعت درشرایط محیطی قرار گرفتند و فاکتورهای: • مواد جامد حل شونده • اسیدیته قابل تیتر • فعالیت پلی فنول اکسیداز • مقدارآنتوسیانین • کیفیت

34. نتایج:

35. برخي از نتايج تحقيقات نشان داده اند كه Chitosan مي تواند رشد پاتوژن هاي زير را كنترل كند. Alternariaalternata Pucciniaarachidis Aspergillusniger

36. Chitosanباعث حفاظت بيشتر ميوه ها از عفونت هاي قارچي مي شود : Chitosan باعث افزايش فعاليت آنزیم های (PAL)Phenylalanine ammonia lyase در دانه هاي انگور وفعاليت β-1 , 3 – glucanaseدر مرکبات ،توت فرنگی وتمشک می شود.مطالعات قبل نشان داد كه Chitosan كپك خاكستري را در بوته توت فرنگي كه در اثر Botrytis cinerea به وجود آمده بود در طول انبار كنترل كند.

37. پوشش ميوه هاي مركبات با Chitosan در كنترل بيماري بوجود آمده در اثرPenicillium digitatum و Penicilium expansum مؤثر بود. و همچنین در پوسيدگي حاصل از كپك خاكستري و آبی ، كه به وسیله عوامل B.cinerea و P.expansum در ميوه گيلاس بوجود آمده بود، مؤثر بود.

38. تاثير تيمار هاي عصاره بذر گريپ فروت و Chitosan در كنترل Botrytis cinerea در انگور های روميزي Red globe((vitis vinifera CV.Redglobe خاصيت ضد قارچي عصاره بذر گريپ فروت در سيستم درون شيشه اي و برون شيشه اي روي پاتوژن Botrytis cinerea موردآزمون قرار گرفت.

39. نتایج نقش جلوگيري كننده از جوانه زدن اسپور ومیزان انشعاب اسپورها را در اين پاتوژن در سيستم درون شيشه اي نشان دادند.و معلوم شد عصاره بذر گريپ فروت مي تواند اثرات باز دارنده در رشد اين قارچ داشته باشد. Chitosan وعصاره بذر گريپ فروت به تنهايي يا تؤام با هم به طور معني داري اين بيماري را كنترل كردند.ولی استفاده از هر دو مؤثرتراست.

40. جاز مونیک اسیدها جازمونیک ها هورمونهای گیاهی هستند که در گیاهان نقش حفاظتی در برابر پاتوژن ها و گیاه خوارها دارند و به عنوان گروهی از موادآلی طبیعی هستند که بر روی فرآیندهای فیریولوژیکی در غلظت های پایین اثر میگذارند . برگ گیاهان در پاسخ به استرس ها و محرک ها مانند زخم ها ، آلودگی ها مقدار زیادی از جازمونیکها را تولید می کنند.

41. جازمونیک اسیدها و مشتقاتشان چندین نقش فیزیولوژیکی مختلف را در گیاهان انجام می دهند که برجسته ترین آن در واکنش به زخم و پاتوژن است. جاسمونیک ها و مشتقاتشان می توانند وضع میو ه های در حال رسیدن را تنظیم کنند . اثرات فیزیولوژیکی جازمونیک اسیدها و مشتقاتشان :

42. اخیراً گزارش شده که جازمونیک ها خاصیت ضد سرطانی در انسان نیز دارند و نقش حفاظتی مهمی در تأمین سلامت بشر بازی می کنند که می توانند استخراج و به عنوان دارویی در درمان سرطان های انسان به کار برده شوند.

44. Yeast استفاده از خاصيت آنتاگونيستي و ضد قارچي مخمر ها به عنوان يك روش كنترل بيولوژيك در كنترل بيماري هاي پس از برداشت

45. استفاده از یک سری پاتوژن های مفید در سطح میوه جهت غلبه بر پاتوژن هاي بيماريزا. اخيرا اين روش به عنوان يك جايگزين مناسب براي قارچكش هاي مصنوعي استفاده می شود. گزارش شده كه برخي باكتري ها و مخمر ها در كنترل بيماري ها موثرند. سلولهاي مخمر حاوي مقدار بسيار زيادي از ويتامين ها ،مواد معدني و آمينو اسيدهاي ضروري هستند كه باعث القاء مقاومت در ميزبان مي شوند.مخمرها در اثر خاصيت رقابتي كه با ساير پاتوژن هاي بيماريزا دارند مي توانند در سطح خارجي ميوه ها تجمع پيدا كرده و اجازه فعاليت به ساير پاتوژن هاي بيماريزا را ندهند،خاصيت آنتاگونيستي اين ميكروارگانيزم ها ممكن است به علت ترشح مواد آنتي بيوتيكي يا به علت رقابت با پاتوژن براي كسب فضا و مواد غذايي باشد كه نوعي القاء مقاومت در ميزبان براي مقابله با عوامل بيماريزا میباشد. مخمرها پس از گذشت 48-24 ساعت به شكل كلوني هايي كم وبيش شبيه هم بر روي محيط ظاهر ميشوند.دامنه حرارتي مناسب جهت رشد بيشتر مخمرها 25 درجه سانتيگراد است ولي برخي از انواع در دماي 0 درجه و كمتر هم رشد مي كنند.

47. كنترل بيولوژيكي بيماري هاي پس از برداشت درگيلاس به وسيله 4 مخمر در شرايط مختلف انبار داري اين چهار مخمر شامل: Trichosporonpullulans Pichiamembranefaciens Cryptococcus laurentii Rhodotorulaglutinis موثرعليه چندين پاتوژن بيماريزا پس از برداشت شامل: Alternaria alternate Penicilliumexpansum Botrytis cinerea Rhizopusstolonifer

48. نشان داد ه شد كه موثرترين مخمر ها در كنترل اين پاتوژنها به ترتيب Cryptococcus laurentii و Rhodotorulaglutinisبودند. ميوه هاي تيمار شده با اين دو مخمر در شرايط كنترل شده انباري با 10 درصد O2 و10 درصدCO2 براي 60 روز نشان داد كه باعث كنترل بهتر بيماري ها نسبت به ميوه هايي كه در شرايط انباري 0 درجه سانتيگراد براي مدت 30 روز نگهداري شده بودند شد.

49. همه 4 مخمر به سرعت در محل زخم هاي ميوه گيلاس در درجه حرارت كمتر از25 درجه وبا اتمسفر كنترل شده رشد كرده و تشكيل كلوني دادند. در شكل شماره 1 اثرات بيوكنترلي 4 مخمربر روي درصد آلودگي ومیزان گسترش بيماري روي هر 4 پاتوژن بيماريزا نشان داده شد است.