張?zhí)m+李節(jié)法+陳東奎+趙洪濤+陳香玲

摘要：在柑桔采后貯藏和運輸過程中，采后病害導致果實易腐爛和易感病。目前，柑桔采后病害主要通過化學合成殺菌劑來防治。隨著消費者對食品安全和環(huán)境保護的日益關注，化學合成殺菌劑的使用越來越受到限制，亟需開發(fā)新型柑桔貯藏保鮮劑，來延長柑桔貨架期。本文綜述了拮抗微生物保鮮劑、天然植物提取物和已經被認可的安全化學物質（GRAS）作為新型替代保鮮劑應用于柑桔貯藏保鮮。

關鍵詞：柑桔；生物防控；植物提取物；微生物拮抗劑；鹽添加劑

中圖分類號：S666 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4374（2016）05-0059-05

Abstract： During the process of storage and transportation of citrus postharvest， the postharvest diseases will cause fruit be perishable and susceptible to disease.Currently， the main control method is applying chemical synthetic fungicides.As consumers raising attention to food safety and environmental protection， as the limited application of chemical fungicides， which call for developing new storage fresh-keeping agent， to extend the shelf life of citrus.This paper describes and reviews the follows new alternative preservatives applying in citrus fresh-keeping： microorganism antagonism antistaling agent， natural plant extracts and generally recognized as safe chemicals （GRAS）.

Key words： Citrus； biological prevention and control； plant extracts； microbial antagonists； salt additives

柑桔是全世界廣泛種植的大宗水果[1]。大部分的柑桔果實采后腐爛是由真菌病原菌引起的[2]。在柑桔果實生長發(fā)育不同時期、采收、貯藏、運輸和銷售過程中發(fā)生的機械損傷會導致真菌病原微生物的侵入[3]。國際上防控柑桔果實采后病害大多是通過使用化學合成殺菌劑如抑霉唑（IMZ）、賽苯咪唑（TBZ）、鄰苯基苯酚鈉（SOPP）、咯菌腈（FLU）和嘧霉胺等[4]。而化學合成殺菌劑逐漸被禁止或被限制使用，持續(xù)使用也會產生耐藥性[5]，且這些化學殺菌劑在治理主要的病原菌方面效果并不顯著。實際上，IMZ和TBZ很難防治柑桔酸腐病[6]。雙胍鹽是生產上唯一能控制酸腐病的藥物[7]，而雙胍鹽類殺菌劑在一些國家已禁止使用?，F在化學合成真菌殺菌劑的使用越來越受到限制，歸因于其受到嚴格的監(jiān)管、高致癌性、降解周期長、環(huán)境污染和農藥殘留等因素[4]。因此，開發(fā)更為安全、環(huán)保的可替代保鮮劑來控制柑桔采后病害是科研工作者面臨的挑戰(zhàn)。

目前，科研人員已研發(fā)一些新型的生物防控保鮮劑來替代合成殺菌劑，其策略主要包括：（1）使用拮抗微生物；（2）使用天然衍生的生物活性化合物；（3）誘導植物產生自然抗性。其中，微生物拮抗劑單獨使用或作為病害綜合防控的一部分，具有較好的應用前景。值得注意的是，大部分的拮抗微生物可以從果實表面附生微生物種群中被分離[8]。生物防控病害還可以使用天然植物提取物，因這些提取物具有抗病原菌和抗真菌活性的特點[2]。天然植物提取物可能是合成殺菌劑的替代或互補的物質，歸因于其可控制真菌活性，低毒、易合成和易分解特性[4]。然而，從生產的角度來講，這些生物防治方法很難達到抑制果實病害的顯著效果，可能需要與其他采后處理相結合使用才會有更好的效果。生產上，綜合的防治措施比單獨的防治措施更有效[2，9]。低毒性的化學品，特別是常見的食品添加劑和一般公認安全（GRAS）的化合物，已被證實在防控柑桔病原菌上的效果顯著。

1 拮抗微生物作為生物防控保鮮劑

在柑桔果實表面就存在大量的天然微生物拮抗劑，可抑制柑桔采后病害[10]。使用拮抗微生物來控制柑桔采后病害是基于兩種方法：（1）使用已經存在于果實表面的天然附生拮抗劑；（2）人工選擇性誘導的微生物拮抗劑來控制采后病害。目前，微生物拮抗劑的開發(fā)主要是從已感染的水果傷口引起腐爛物上獲得。此外，到目前為止，生物防控顯然不能在柑桔采后病害防控上完全取代殺菌劑，但可采取與其他防控措施相結合的綜合防控來控制柑桔采后真菌病害。

1.1 酵母類生物防控保鮮劑

在柑桔采后病害防控上，用拮抗的酵母菌處理柑桔果實是最好的可替代方法之一[11]。使用酵母菌拮抗劑治理采后病害有幾個重要的特點：首先，即使在干燥環(huán)境下，酵母菌依然可以附著在柑桔表面；第二，酵母菌能夠產生細胞外多聚糖，能夠增強保護性，同時限制病原微生物的生存能力，因為酵母菌能夠利用營養(yǎng)物質快速的繁殖[12]。研究證明利用酵母菌能夠有效控制柑桔的腐爛，例如羅倫隱球酵母（Cryptoccocus laurentii）、粘紅酵母（Rhodotorula glutinis）、異常畢赤酵母（Pichia anomala）和檸檬形克勒克酵母（Kloeckera apiculata）等[13]。目前這些生物防控物質的使用，在柑桔采后病害的防控上，并不能滿足果樹生產的需要。這些拮抗劑的生物防控能力是可以通過改變環(huán)境條件來增強的，例如，將多種有益微生物混合、通過生理和遺傳機制來增強、或與其他生物防控方式的整合、施用少劑量的合成殺菌劑和氣調等[14]。

1.2 細菌類生物防控保鮮劑

在柑桔采后病害防控上，細菌常作為生物殺菌劑來使用[1]。植物相關細菌在大多數植物中是普遍存在的，并且可以從植物組織、土壤、根和根際的各種植物組織中分離獲得。此外，內生細菌較適合作為生物防治劑，由于其根際及其在植物內部組織，從而提供針對病原體的內部防御能力[15]。研究表明，拮抗細菌可以產生拮抗細菌和真菌的物質[16]。采后細菌拮抗劑在柑桔病害防治有重大進展。如：假單胞菌、枯草芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、陰溝腸桿菌、沙雷氏菌等[12，15]。目前，應用于果樹生產的拮抗菌種類極少，只有Biosave（由一種假單孢菌）和Aspire（一種假絲酵母菌）等幾種產品面市，我國沒有拮抗菌應用于果樹生產[3]。

1.3 真菌類生物防控保鮮劑

相比酵母菌和細菌來說，真菌抑制柑桔采后病害防控的報道很少。但是，內生真菌（Muscodor albus）和同翅目寄生真菌可以很有效的抑制柑桔采后腐爛[6]。拮抗真菌和揮發(fā)性抗菌化合物在抵御柑桔方面是廣譜殺菌劑。采用內生真菌生物熏蒸檸檬可以抑制綠霉病和酸腐病[6]。內生真菌產生28種有機揮發(fā)性化合物，對病原真菌和細菌有一定的抑制作用[2]，這種拮抗作用是由于其豐富的抗菌代謝物和生理結構[17]。真菌拮抗劑可通過菌種分離，改變處理措施，特別是改變采后處理環(huán)境來提高防治效果。

2 植物提取物類生物防控保鮮劑

目前的應用趨勢是采用新型天然植物殺菌劑來替代原來的化學合成殺菌劑。近年來，在柑桔病害管理中，植物類殺菌劑的開發(fā)受到了越來越高的關注。超過1340的植物物種是已知的抗菌化合物的潛在來源，約10000種植物次生代謝產物已被化學定義他們的角色作為抗菌劑[2]。植物提取物具有可生物降解、不產生藥害的優(yōu)勢，對哺乳動物來說被認為是安全可靠的。因此，人類可以開發(fā)高等植物去發(fā)現更多的天然殺菌劑，來取代化學殺菌劑。一些植物自身化合物質已經作為植物源殺蟲劑被成功地應用于害蟲綜合治理方案中[18]。

2.1 精油

精油是一種天然的、揮發(fā)性的復合物，其具有抗菌、抗氧化和藥物特性。開發(fā)抗精油的真菌品系幾乎是不可能的，因為精油是廣譜的真菌殺菌劑，它的活性成分存在于最終產物且是不同成分之間的協同作用的結果[18]。此外，大多數精油的成分似乎沒有特定的靶細胞。精油化合物的揮發(fā)性、短暫性和生物降解性對柑桔采后病害的處理可能是特別有利的，因為只有非常低的殘留物滯留[2]。

百里香精油和肉桂精油顯著降低柑桔綠霉病和黑霉菌的發(fā)生[19]。此外，有報道指出百里香精油能夠控制很多柑桔采后病害，如綠霉、青霉和酸腐病[15]。許多研究已經證實了植物精油在抵抗柑桔果實病原菌上有很好的抗真菌效果[20]。由于精油有抗真菌活性，所以它們可能被認為是一種潛在的可替代合成殺真菌劑的藥物而應用于防控柑桔采后病害上。然而，盡管其強大的抗真菌活性，用精油進行商業(yè)化應用依然受到嚴格的限制，因為它存在著潛在的毒性問題、強烈的感官刺激問題等。

2.2 植物提取物

天然植物提取物具有防腐性能已經有幾百年的歷史了，目前研究者對芳香植物提取物的抗菌性能有了新的興趣。近年來，一些研究已經集中在篩選新的植物提取物來研制抗真菌化合物，已應用于控制采后柑桔病害。不同植物提取物的水溶液或有機溶劑是抵抗不同實驗條件下柑桔采后病害抗真菌活性的主要來源。一些植物的提取物包括水溶劑提取物還有有機溶劑提取物已經在抵抗柑桔采后病原菌方面做了很多測驗。用巖薔薇和長角豆的甲醇提取物處理南豐蜜桔能夠很成功的控制柑桔的酸腐病[9]。從小地榆提取出的甲醇藥物能夠很好地控制綠霉病。小地榆的甲醇提取物比氯仿提取物在抵抗綠霉病病原菌有更高的活性[21]。天然提取物的抗真菌活性因植物種類的不同而有差異，這種差異的生物活性是由于每個溶劑的極性，即每個溶劑中提取的分子的性質決定。植物提取物生物活性的差異是由于其溶劑的極性不同，也就是說，不同提取物在一種溶劑中的分子特性可能不同。甲醇是一種極性溶劑，它可以提取出幾種具有抗菌活性的化合物，如生物堿、皂苷、鞣質酸、倍半萜內酯和酚類化合物等[2]。利用天然植物提取物來控制柑桔采后病害的前提是需要詳細嚴格地檢查它們的生物活性和在果實組織中的分布情況，還要弄清楚他們在抑制病原菌生長過程中的變化規(guī)律及其是否對果實不產生植物性毒素物質。

2.3 次生代謝物質

高等植物中含有多種次生代謝物質如酚類、黃酮類、醌類、鞣質、精油、生物堿、皂苷、甾醇類[18，22]。在眾多的天然植物產物中具有潛在的抗菌活性的有：乙醛、苯甲醛、芐醇、乙醇、水楊酸甲酯、乙基苯甲酸、甲酸酯乙酯、己醛、（E）-2-己烯醛、脂氧合酶、茉莉酸、大蒜素和異硫氰酸鹽等[4]。肉桂醛、苯甲醛、乙醛、乙醇、苯甲醇的功效，橙花叔醇和2-壬酮揮發(fā)性菌毒劑能夠抵抗綠霉病病原菌來保護柑桔果實[23]。檸檬醛能夠抑制綠霉病病原菌菌絲體的生長和孢子的萌發(fā)，檸檬醛已被認為在柑桔果實自身抵抗由綠霉病病原菌引起的腐爛中是一種積極的化合物[24]。在由指狀青霉引起的感染中，柑桔果實表皮產生的檸檬醛含量被認為是一種抵御機制的表現。不管是天然的指狀青霉菌還是人工接種到葡萄柚上的指狀青霉，茉莉酸（茉莉酸及其甲酯）被發(fā)現在防抗效果上有作用。把果實浸泡茉莉酸類物質后也能夠有效地降低低溫貯藏冷害的發(fā)生[8]。由于它們是自然產生的化合物，在低劑量時，相對減少化學合成藥劑的使用茉莉酸類物質可能會提供一個更環(huán)保的方式。從葡萄柚外皮組織中分離出一種自然產生的化合物確定為5，7-二甲氧基香豆素具有抗真菌活性，對意大利青霉和指狀青霉有殺菌效果[25]。

3 食品添加劑類和GRAS類物質

國際上致力于開發(fā)一種在柑桔中低殘留或檢測不到的抗真菌化合物。目前，有機鹽和無機鹽在食品工業(yè)中作為食品添加劑廣泛使用，這些化合物在抵抗細菌和真菌上有廣譜的殺菌性。除了它們有很長久的抗菌活性，廉價，易獲取，對人類和環(huán)境是安全，也適用于采后處理的商業(yè)化推廣和應用。在食品防腐劑中，山梨酸鉀已被證實可防控柑桔綠霉病、青霉病和酸腐病[26]。但是，它不是一種廣譜的防控藥劑，因為它的功效很低，據報道，它只能延遲而不是停止綠霉菌的感染[25]。苯甲酸鈉和苯甲酸是眾所周知的具有殺菌和抑菌性能，它們具有無毒、無味的優(yōu)點，已有研究表明它們在治理柑桔采后貯藏過程中的酸腐病、綠霉青霉病上有很好的效果[27]。各種食品添加劑和低毒性的化學品對指狀青霉和意大利青霉菌的抑制作用上相比表明山梨酸鉀和苯甲酸鈉在橙子和檸檬的功效是最好的[28]。為了延長新鮮水果的貨架期，許多其他的鹽化合物實際上已在許多國家使用，它的作用是破壞病原體或抑制其生長。有研究表明碳酸氫鈉能夠降低柑桔酸腐病的發(fā)生[25]，此外，碳酸鈉和碳酸氫鈉相結合使用對指狀青霉有直接的殺菌作用，并且能夠誘導柑桔果實采后腐爛的防御機制[26]，而且這些處理不會對果實造成藥害，這些物質在治理抗藥性菌株上可能是一種非常有用的措施。利用鉬酸銨和鉬酸鈉處理橙子能夠非常顯著的減少指狀青霉和意大利青霉的出現[28]。包括一些鹽物質在內的，還有一些其他的化合物如磷酸、丙酸鈉、石硫合劑、氯化鈣、EDTA、水楊酸鈉和硼酸已經被指出能夠控制柑桔的綠霉病、青霉病和酸腐病[2]。

4 新型保鮮劑結合其他防控措施在柑桔采后中的應用

柑桔采前和采后的綜合病害防治策略可能優(yōu)于單一處理的使用。已有研究表明微生物拮抗劑與其他防控方法相結合，可以有效克服生物防控生物活性上的缺點[19]。微生物拮抗劑和熱處理相結合，GRAS物質和UV-C有增效作用，而且這種綜合防治策略，比任何一種單一處理防控綠霉和青霉的效果好[2]。這種綜合防治策略在許多形成商業(yè)規(guī)模的柑桔加工企業(yè)是很容易與現有的貯藏設備和采后防控措施相整合?？偟膩碚f，有五個目標可能是由兩個或兩個以上的防治措施整合要考慮的：1）協同增效；2）藥效互補；3）抑制抗藥性的產生；4）拮抗性細菌要在工廠便于規(guī)?；a；5）還原劑率以減少果渣和化學成本[4]。例如，生防菌的鹽或食品添加劑組合，少量的常規(guī)殺菌劑或物理治療可以提高生物拮抗劑的作用。

4.1 微生物拮抗劑與其他殺菌劑結合使用

微生物拮抗劑存在的主要不足是性能不夠穩(wěn)定，特別是作為代替合成殺菌劑單獨使用時[2]。此外，由于柑桔果實的侵染要么發(fā)生在采前，要么發(fā)生在采收和處理過程中，所以微生物拮抗劑與其他合成殺菌劑相比，我們希望它既有保護作用又有殺菌功效。然而，生物防控劑往往不能控制感染[29]。與其他控制方法相結合的生物控制是建立有效的綜合病害治理策略的最有前景的方法之一。

4.2 無機鹽和食品添加劑與物理防控結合使用

當山梨酸鉀溶解于熱水處理柑桔時，能夠有效控制采后酸腐病[25]。碳酸鈉溶液浸泡果實也可減少長期貯存過程中綠霉病和青霉病的發(fā)生[19]。此外，除了熱處理，鹽處理在使用時需進行涂蠟處理，涂蠟是柑桔類水果加工廠進行的一個關鍵措施。有研究指出果蠟和碳酸氫鈉、碳酸鉀和山梨酸鉀混合使用能夠非常顯著的減少采后綠霉病和青霉病的發(fā)生[26]。

5 展望

目前，柑桔采后病害上生物防控和綜合防控方面都取得了重大的進展。有些生物性殺菌劑已經投放市場。然而，到目前為止，只有少數具有很高生物防控性能的產品在生產上大規(guī)模使用。目前，許多實驗室正在集中篩選出更為有效的生物防控產品投放商業(yè)市場；但是，認為微生物拮抗劑和化學合成殺菌劑有相同的殺菌活性是不切實際的。改善使用微生物拮抗劑，以及與其他環(huán)境友好的采后貯藏措施處理相結合，可減少常規(guī)合成殺菌劑的過量使用。今后新的采后保鮮技術的研發(fā)，我們應該從減少對環(huán)境污染和不危害人類健康為出發(fā)點，研究開發(fā)重點是開發(fā)出一種更佳的綜合生物防控保鮮劑來抑制柑桔的采后病害。

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