猕猴桃软腐病采后处理研究进展
2022-11-25费承鑫武海霞陈胤男
费承鑫,武海霞,陈胤男,钟 静,张 文
(西南科技大学 生命科学院与工程学院,四川绵阳 621002)
猕猴桃(Actinidia chinensis)又称奇异果,其主要原产地在中国,是一种雌雄异株的落叶藤本植物。猕猴桃果肉鲜嫩、果汁丰富、香气宜人、甘甜可口,且富含多种有机酸、矿物质、膳食纤维、氨基酸、多酚和大量抗坏血酸等营养成分,具有良好的食用、保健价值,被人们冠以“水果之王”的美称[1]。我国作为世界最大的猕猴桃生产地,猕猴桃产区广泛分布在陕西省、贵州省、河南省、四川省、湖南省和长江流域等地区。
随着猕猴桃种植面积的不断扩大,猕猴桃软腐病的发病率也随之提高。在贮运及销售期,猕猴桃软腐病平均发病率高达20%~50%,主要由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)、拟茎点霉菌(Phomopsissp)、灰霉菌(Botrytis cinerea)和链格孢菌(Alternaria alternata)等病原菌造成[2-3]。地区不同,造成猕猴桃患软腐病的主要病原菌也不同。猕猴桃软腐病的发病初期无明显外观特征,即使到后期有些果实只是呈软熟状,难以从外观上进行区分。其典型发病特征是果皮上出现褐色或暗灰色的病斑,病斑大多为圆形或椭圆形,其周围呈凹陷状伴随边缘一圈水渍状环带,严重时病斑处会渗出少量组织液。病斑果皮内部果肉呈乳白色,腐烂交界处呈现水渍状,严重时会导致猕猴桃穿孔性腐烂直至整个猕猴桃全部腐烂[4]。目前,猕猴桃采后贮藏方式多为低温与化学处理,难以避免因真菌病原体引起的采后腐烂。且随着人们的健康意识不断提高,化学试剂对人体的毒性危害在社会上引起了极高的重视,控制猕猴桃采后腐烂的生态友好型方法已被探索且作为化学合成杀菌剂的替代方法[5]。
1 猕猴桃软腐病的采后处理方法
1.1 猕猴桃采后的物理处理方法
物理处理方法可通过控制贮藏时的温度、气体及气压等或通过热烫、微波及辐射处理抑制致病真菌的生长,具有快速、高效、无污染、无残留的特点。猕猴桃软腐病致病菌在低温条件下几乎不生长,在25~30 ℃有最大生长速率。低温条件能够有效抑制乙烯及其合成物,可以有效延缓猕猴桃成熟,在碱性低温环境处理可以很好地防止软腐病。冷藏还可以提高猕猴桃抗氧化活性,显著改变总酚、黄酮和维生素C等次代谢产物含量[6]。但猕猴桃对冷敏感,果实在贮藏过程中易发生冷害,冷害症状一般会在出库后随着温度升高而出现。猕猴桃软腐病致病菌大多为好氧菌,故对氧气较为敏感,可采用气调保鲜。气调技术不仅可以降低一些酶的活性,使细胞组织减少氧化伤害,还可有效抑制果实呼吸高峰的出现和降低乙烯生成速率。热处理和微波处理都能有效抑制有害微生物活性与氧化酶的活性来保障货架期间猕猴桃品质。热处理通常以热水、热空气、热蒸汽等形式,处理时间和温度随品种、成熟度、外观特征的不同而不同。热烫处理是管理包括猕猴桃在内的果蔬商品采后疾病的一种有效、非化学的替代品。微波处理相对于热处理杀菌效率会更高,不仅是因为其作用时间短,而且经其处理后货架期会更长。
1.2 猕猴桃采后的化学处理方法
化学处理方法主要是利用化学试剂和防腐剂等处理猕猴桃来减少其表面致病菌的数量,从而降低腐烂率并延长贮藏期。1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)是一种乙烯受体抑制剂,可与乙烯受体蛋白发生不可逆结合,使乙烯难以合成,从而延缓猕猴桃的后熟,达到延长货架期的作用。可以采用熏蒸的方式处理猕猴桃,熏蒸的浓度和时间因品种、成熟度和贮藏条件而异。气体ClO2作为消毒剂,对细胞壁有良好的吸附和穿透能力,被国际上公认为安全、可靠的。ClO2在减缓硬度的同时也能使猕猴桃增强抗菌活性,ClO2具有较强的氧化性,会降低维生素C、花青素、总酚和类黄酮等的含量。经臭氧处理后,能很好地抑制软腐病致病菌的活性。此外,乙烯会适量分解,呼吸强度得以抑制,超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性能维持在较高活性,延长了果实货架期。臭氧作为广泛杀菌剂具有简单快速、无残留、全方位的特点,但操作烦琐,会使成本增加且高浓度臭氧对人体健康有害。
1.3 猕猴桃采后的复合试剂处理方法
复合试剂防治是一种经济高效、绿色环保的新途径,可作为代替化学试剂的方法。壳聚糖是一种天然化合物,具有抗菌、成膜、无毒、抗氧化、细胞亲和性和生物相容性的特性。ZHANG等[7]成功研制了一种含有壳聚糖、糊精、阿魏酸和钙等助剂的28.6%壳聚糖复合膜(Chitosan Complex Film,CCF)。CCF的使用有效降低了软腐病的发生,显著增加了其抗性化合物的含量,并激活了超氧化物歧化酶((Superoxide Dismutase,SOD)、多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase,PPO)和过氧化物酶(Peroxidase,POD)等防御酶的活性,显著提高了猕猴桃的产量和质量,延长了保质期。WANG等[8]用壳聚糖和四霉素联合应用防治猕猴桃软腐病,其联合作用的防治效果为85.33%,并且发现壳聚糖有促进四霉素对猕猴桃软腐病的抑制作用,促进四霉素对猕猴桃生长、品质的提升作用和改善香气的作用。目前,也有其他物质与壳聚糖联合用于猕猴桃软腐病防治。复合试剂主要是应用两种或两种以上的试剂,协同作用于猕猴桃,增加产量、提高品质、延长保质期。
1.4 猕猴桃采后的天然提取物处理方法
植物中特有的小分子量、易挥发的芳香物质是植物精油的主要成分,目前主要以喷涂和熏蒸的方法用于猕猴桃真菌性病症的防治。此外,使用一些植物的生长调节剂也被认为是提高果蔬抗病能力的方法。已有不少研究表明,食药两用植物型杀菌剂对微生物病原菌有一定抑制能力。魏玲[9]用12种植物精油直接接触或熏蒸的方式作用于不同种类病原菌。结果发现,柠檬醛、紫罗兰酮、香叶醇等在不同处理方式下对致病菌有较好的抑制能力,其中柠檬醛不论是在直接接触的情况下还是在熏蒸处理的情况下,对3种致病菌都有很高的抑制率,最高可达100%。柠檬醛可以造成菌种的细胞膜被破坏,细胞内含物外渗,最终导致细胞代谢紊乱。石浩等[10]从120种中草药中筛选出肉桂、丁香、黄芩3种中药材对猕猴桃软腐病的抑菌效果较好,可能是其提取物含有更多的挥发性油和黄酮类物质,可以有效减少果实中水分的蒸发和抑制致病菌活性。这3种中草药不仅能在一定程度上杀灭软腐病致病菌,还能起到防腐保鲜的作用。此外,还可将多种中草药协同复配进行抑菌和保鲜,不仅能提升猕猴桃的抗病能力和抑制病原性真菌活性,也能起到物理保护和阻隔作用,防止自身水分挥发和外来病菌的侵入。植物中天然提取物十分广泛,包括辛香料类植物和中草药类植物,其包含的多糖类、多酚类、生物碱类、皂苷类和醌类物质能很好地对果蔬的真菌性感染起到抑制作用。
1.5 猕猴桃采后的微生物处理方法
近年来,ZHU等[11]发现多种芽孢杆菌、酵母菌等微生物分泌的抑菌活性物质或自身的发酵液可有效抑制微生物的繁殖。此外,还有空间和营养上的竞争可达到防止猕猴桃腐烂的目的。朱海云等[12]从银杏树中的内生细菌分离得到蜡样芽孢杆菌MA23,其发酵上清液对多种植物致病菌都有一定的拮抗性,对灰霉菌的抑制率最为显著。雷琼等[13]用浓度为109CFU·mL-1粘红酵母菌悬液作用于青霉菌,发现发病率仅为6%。LI等[14]分离得到Fusicolla violaceaJ-1,发现其具有较强的抗真菌活性。研究表明,Fusicolla violaceaJ-1可寄生在致病菌的孢子上,通过诱导系统抗性、竞争营养物质、产生生物活性代谢物和破坏细胞膜的完整性来抑制菌丝生长,从而达到生物防治的目的。此外,对弗氏链霉菌和假单胞杆菌用于生物防治技术的研究也较多。目前,运用微生物防治技术的生物安全性、配方、保质期和持续性能还需进一步研究。在未来将实现以猕猴桃和其他水果作物采后病害管理的生物防治产品的大规模生产和利用。
2 展望及建议
猕猴桃在贮藏和运输过程中易受到机械损伤从而更易受各种病原菌的感染,导致果实品质严重恶化,经济损失巨大。在猕猴桃采收前和采收后防治真菌性感染的同时,也要加强对果园、果树、水和土壤等条件的管理;对猕猴桃果实进行套袋,也可以起到显著抑制软腐病的效果。此外,猕猴桃入库前要严格挑选,分别在冷藏30 d和60 d左右后对猕猴桃进行挑拣,剔除伤果、病果,可大大降低猕猴桃在贮藏期软腐病的发生率、有效抑制乙烯含量和提高猕猴桃抗氧化活性[15]。今后,随着植物性、生物性制剂在防腐保鲜上的运用进一步增强,研发能迅速被猕猴桃吸收、降解,并且对人、畜及环境安全、无毒害的猕猴桃的防腐保鲜剂将成为发展趋势。采后生物防治可能需要更环保、更综合的方法,以随时满足商业应用所需的标准。