针对病原微生物的葡萄贮藏保鲜研究进展

程雅芳 李玮 檀倩影

摘 要：葡萄采摘后易被病原微生物侵入，导致腐败变质，缩短了葡萄的贮藏销售期，影响了鲜食葡萄的经济效益。本文分析引起葡萄腐败的主要病原菌，从物理化学和生物层面，概述了近年来鲜食葡萄的贮藏保鲜研究进展，并探讨了未来抗菌防腐技术发展前景和研究方向。

关键词：葡萄；病原微生物；防腐；经济效益

Abstract： Grapes are easily invaded by pathogenic microorganisms after picking， leading to spoilage and deterioration， shortening the storage and sales period of grapes， and affecting the economic benefits of fresh grapes. This article analyzes the main pathogenic bacteria that cause grape spoilage， summarizes the research progress on the storage and preservation of fresh grapes in recent years from the physical， chemical， and biological perspectives. It also discusses the future development prospects and research directions of antibacterial and anti-corrosion technologies.

Keywords： grape; pathogenic microorganism; preservative; economic benefit

1 葡萄贮藏期间由病原微生物引起的腐败问题

葡萄在我国种植历史悠久，2021年全国葡萄总产量为1 499.80万t。随着广西农业科学院主持的南方葡萄一年两收栽培技术的成功实践，葡萄种植在广西壮族自治区迅猛发展。葡萄的种植形势良好，产量逐年增加。广西建成了全国最大葡萄一年两收基地，种植的葡萄80%以上用于鲜食。在采摘、贮存中，由于葡萄柔软多汁、水分含量高，极易腐烂变质，易出现病原微生物感染、干梗脱粒、果梗褐变等现象，造成的经济损失超过总产量的20%[1-2]。

导致葡萄腐败的因素主要有理化和微生物因素。①温度、水分等的影响导致果实失水皱缩，贮藏温度过低导致干梗、脱粒等。此外，葡萄贮藏过程的软化可能与种植期的施肥不当有关。②目前葡萄储藏普遍采用低温技术，但病原微生物仍然可以较快繁殖，造成葡萄的腐败，病原菌破坏葡萄果实整体组织结构，降低其抗氧化能力，从而引起果实褪色、果梗褐变，影响果实感官性状，使其营养价值降低，缩短了果实贮藏时间。广西气候温暖潮湿，自然条件适宜葡萄病原微生物的滋生，葡萄微生物病害相较我国华北、西北地区更为严重。因此，如何在从田间栽培到果实采后贮藏的整个过程中防治微生物病害，成为广西葡萄产业发展的关键性技术难题之一。

引起葡萄腐烂变质的病原微生物主要以真菌为主，真菌入侵导致的损失占30%～40%。葡萄采后的主要真菌病害包括葡萄白腐病菌、葡萄灰霉病菌、葡萄炭疽病菌。据报道，引起一年两收葡萄腐烂的病原菌主要有7个种属，其中灰葡萄孢菌、交链孢霉菌、枝孢霉菌的检出率超过60%，此类病原菌耐低温，在葡萄贮藏的低温环境中极易繁殖，会直接影响葡萄品质。

2 抑制病原微生物繁殖的主要贮藏技术

2.1 理化保鲜

2.1.1 物理保鲜法

物理保鲜法主要通过调节温湿度、气体组成、热处理酶活、辐照处理以及压力等参数，减缓葡萄相关生理代谢、抑制病原菌的繁殖，延长贮藏期。

低温气调保存主要通过抑制葡萄的呼吸作用，減少乙烯等化学物质的产生，降低与腐败相关的酶类活性，抑制病原微生物的生长，从而延长货架期。张柯等[3]发现（-1±0.5）℃可以显著延长不同品种葡萄的贮藏期。有研究者采用加入SO2的气调包装（5% O2+8% CO2）对葡萄进行保鲜，发现葡萄在贮藏8 d后仍具有良好的商品性[4]。热处理可以杀死葡萄表面病原微生物，灭活与腐败相关的酶类，研究发现分别在52.5 ℃和55.0 ℃条件下处理18～27 min，葡萄的感官质量并未出现显著性变化，其品质保持良好[5]。王辰元等[6]研究发现采用60Co-γ辐照葡萄果实，当剂量为600 Gy时，可有效抑制葡萄白腐病、灰霉病和溃疡病的发生，减缓病斑的扩展。物理保鲜方法的应用虽然对病原菌的抑制效果较好，但成本较高，需要特殊的设备，因此在葡萄贮藏保鲜中的应用并不广泛。

2.1.2 化学保鲜法

化学保鲜法主要使用化学保鲜剂、臭氧保鲜。王向阳等[7]的研究表明，采用臭氧处理鲜食葡萄10 min以上，对葡萄灰霉菌的抑制率可达72.73%。王曼等[8]用SO2熏蒸鲜食葡萄，通过调控亚硫酸盐代谢途径提升对灰霉病的抗性，延缓发病，结果表明熏蒸后的鲜食葡萄能够保持原有葡萄的重量、硬度和口感等感官性状。目前，广西对葡萄的病原微生物控制主要采用低温结合二氧化硫和硫化物为主要成分的化学保鲜剂，抑制低温腐败的发生。康慧芳[9]认为使用2 800 mg·L-1的L-半胱氨酸溶液处理葡萄能有效抑制葡萄交链孢霉腐病对葡萄的损害，9.0 μg·L-1 ClO2处理果实30 min能有效抑制交链孢霉菌的生长，减少此类霉病的发生概率。庞丽婷等[10]采用保鲜剂1-甲基环丙烯处理阳光玫瑰葡萄，储藏90 d后的商品品质优于SO2保鲜剂，有利于延长阳光玫瑰葡萄贮藏期，适用于葡萄的中短期保鲜。

臭氧保鲜杀菌能力强、无残留，能有效抑制葡萄病原真菌的繁殖。但由于成本和处理方式等原因，在葡萄的贮藏中推广较少。化学保鲜剂具有价格相对低廉、操作简便等优势。但正因为这样的便利，导致这些化学药剂在使用的过程中普遍存在滥用的问题，造成了比较严重的食品安全问题，从而影响葡萄品质。此外，长期使用化学杀菌剂还会使致病菌产生抗药性，从而降低防治效果，提高防治成本。目前，更多的研究者将1-甲基环丙烯和SO2结合使用，或与ClO2结合熏蒸处理，都取得了良好的抑菌效果，现有化学保鲜剂的使用多采取复合使用方式，可以达到减毒增效的目的。

2.2 生物保鲜

2.2.1 天然提取物防腐法

天然提取物具有很强的抑菌和抗氧化活性，且安全性高，病原微生物不易产生抗性，是目前新型保鲜剂的研究热点。张淳恩[11]研究了互叶白千层精油对巨峰葡萄的防腐效果，结果发现互叶白千层精油对致病菌的抑菌浓度分别为青霉菌＞0.56 mg·mL-1、黑曲霉菌＞4.5 mg·mL-1、灰葡萄孢霉菌＞1.125 mg·mL-1，且随着精油使用浓度的增加，其抑制效果更显著。精油防腐的效果在常温和低温贮藏环境中都具有显著促进作用。代金等[12]萃取青蒿和五味子药汁浸泡葡萄后，烂果率降低，有效抑制了葡萄腐败菌和内生菌的生长，显著延长葡萄贮藏期。石飞等[13]采用1.5%和2.0%的茶多酚喷涂处理鲜食葡萄，有效降低了葡萄腐烂率、抑制了腐生菌繁殖，保持了葡萄的商用价值，能够延长其货架期。

当前多数研究者使用多酚类、黄酮类、多糖类和生物碱等天然提取物进行葡萄的保鲜，抑制腐生菌的繁殖。天然提取物种类繁多、无毒、使用方便、防腐效果好，对人体无害，无污染，但其提取纯化方法有待提升和开发，目前商业应用较少，多停留在研究阶段。

2.2.2 微生物防腐法

目前研究发现的拮抗微生物包括细菌、放线菌及真菌，研究较多的是各种酵母。酵母菌遗传背景清晰，遗传转化系统完善，安全性高，耐受低温、贫养环境、易在葡萄表面定植，对化学抑菌剂抗性强，不产生抗生素，对葡萄腐败常见的青霉、根霉、交链孢等病原微生物都有一定的拮抗作用，抑菌广谱性高。因此，酵母菌在国内外都是研究拮抗作用的热点。

研究人员利用假丝酵母发酵液处理葡萄，与对照组相比，实验组的烂果率显著减少，明显抑制了灰葡萄孢霉和黑曲霉生长，减少了果实腐烂现象的发生概率。西班牙的“Candifruit”和美国的“Biosave”均有良好的果蔬病害生物防治效果。国内学者也陆续对汉逊德巴利酵母、毕赤酵母、隐球酵母和红酵母等多种具有保鲜效果的酵母菌种进行了研究。李强等[14]筛选出一株酿酒酵母，将其應用到葡萄采后黑曲霉病的防治，结果显示酵母菌液浓度越高，葡萄腐烂率越低，最佳抑制浓度为1×108 CFU·mL-1，可显著抑制葡萄黑曲霉病的发病。王步江等[15]使用浓度为1×109 CFU·mL-1的酵母菌处理鲜食葡萄，并在4 ℃贮藏，结果显示葡萄的腐烂率与对照组相比降低了19.2%，酵母菌与灰霉菌形成拮抗，抑制了灰霉菌的增殖。李华静[16]研究酵母菌菌株0939-5固态发酵产挥发性物质有显著抑制灰霉菌繁殖的特点，采用熏蒸处理方法，在25 ℃下贮藏25 d，发现经熏蒸处理过的葡萄果实并行指数显著降低，有伤接种防效为82.78%，无伤接种防效为85.16%。刘程惠等[17]筛选出的酵母菌株对扩展青霉、黑曲霉等病原菌的菌丝生长、孢子萌发和芽管生长均有显著的抑制作用。

迄今为止，研究人员已筛选出的具有拮抗作用的酵母菌至少包含5个属、40多个种。但只有少量应用到生产上，大多停留在实验室研究阶段。可能是因为酵母菌的植物病原菌防治的广谱性差，拮抗效果受环境影响较大，防治效果存在较大差异。

3 结语

目前主要以化学杀菌剂为主要方式对葡萄采后病害进行防治，但使致病菌对化学杀菌剂的耐药性越来越强，导致防治效果越来越差。化学杀菌剂带来的环境问题、农药残留问题日渐显著，寻找绿色健康、高效、无污染、无残留葡萄采后保鲜方法是重中之重。在理化和生物手段日益更新的当下，已出现了很多新的防治方法，但由于经济成本、适用范围、对葡萄的二次污染和残留等问题，仍然没有找到完全代替传统贮藏方法的新方法。

在今后的研究中，可以从以下4个方面展开。①理清病原微生物引起葡萄腐败的致病机理，有针对性地提出新的防治技术，从而筛选出高效、无污染、无残留的绿色健康保鲜剂。②由于天然植物提取物和拮抗微生物具有天然的安全性，筛选和利用对致病、致腐菌有抑制作用的天然化合物和拮抗功能的微生物，防治致病菌引起的葡萄腐败，已成为一条重要而有效的途径。③持续改进现有的绿色防腐技术，降低使用成本，扩大适用范围。可以将现有的防腐技术联合应用，同时采用两种或两种以上的防治方法，提升防治效果，降低使用成本。④葡萄病原菌引起的腐败变质的防治要贯穿果园的栽培管理、采摘、贮藏、运输、销售全过程，对葡萄进行分级管理、提高效率，防治病原微生物滋生，延长鲜食葡萄的贮藏期。

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