柑橘采后保鲜技术研究进展.pdf

现代农业科技2023 年第 21 期食品科学柑橘采后保鲜技术研究进展何 欢1章露露1邓争慧1龙 骏1郑爱芳1，2*（1安庆师范大学生命科学学院，安徽安庆 246133；2水生生物保护与水生态修复安徽省高校工程技术研究中心，安徽安庆 246133）摘要柑橘采后储存和运输方法不当容易失水、干瘪，受到真菌侵染而腐烂，严重影响果品的质量，造成巨大的经济损失。本文综述了近年来柑橘采后保鲜采用的方法，主要包括物理、化学、生物及联合处理法。物理法成本较高；化学法存在危害人体健康及污染环境等问题；生物法高效无污染，其中采用拮抗菌处理是研究热点，但目前还存在处理效果不稳定等问题。采用单一保鲜技术往往存在不足，不能同时满足防腐、保质、延长货架期的需求，因而联合处理法将成为未来柑橘保鲜的发展方向。关键词柑橘；采后保鲜；物理法；化学法；生物法中图分类号TS255.3文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）21-0182-05DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.21.045开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on Postharvest Preservation Techniques of CitrusHE Huan1ZHANG Lulu1DENG Zhenghui1LONG Jun1ZHENG Aifang1,2*(1College of Life Sciences,Anqing Normal University,Anqing Anhui 246133;2Anhui University Engineering Technology Research Center for Aquatic Biological Protection and Water EcologicalRestoration,Anqing Anhui 246133)AbstractImproper storage and transportation methods after citrus harvest can easily cause dehydration,drying,and rotting due to fungal infection,seriously affecting the quality of the fruit and causing huge economic losses.Thispaper reviewed the methods used for postharvest preservation of citrus in recent years,mainly including physical,chemical,biological,and combined treatment methods.The cost of physical methods were relatively high.The chemicalmethods posed risks to human health and the environment pollution.The biological methods were efficient and pollution-free,and the use of antagonistic antibacterial treatment was a research hotspot.However,there were still some problemssuch as unstable treatment effects.A single preservation technology often had shortcomings and couldnt meet the needsof both anticorrosion,quality assurance and extending shelf life.Therefore,the combined treatment methods will becomethe development direction of citrus preservation in the future.Keywordscitrus;postharvest preservation;physical method;chemical method;biological method柑橘是全球最重要的经济作物之一，是全球产量第一、鲜食用量第一的水果，也是世界第三大贸易农产品。柑橘果实营养丰富，富含有机酸、膳食纤维、维生素、蛋白质以及多糖等物质。除此之外，柑橘果实中还含有类黄酮和酚酸等许多功能性物质，具有抗炎、抗癌、抗氧化、抗过敏等多种生理作用1。2020 年，我国柑橘总产量为 5 121.78 万 t，是 2013 年总产量的1.6 倍，柑橘的总产量和种植面积逐年增加2。然而，柑橘采后贮藏方式不当容易造成机械损伤、水分流失、干瘪、虫害、腐败等问题，其中微生物病害造成果实腐烂率为 10%30%，严重时可达 60%以上，经济损失严重3。导致柑橘采后腐烂的常见病害有 20 多种，如青霉病、绿霉病、黑霉病、炭疽病、蒂腐病和酸腐病等，其中青霉病和绿霉病最高可导致 40%柑橘采后基金项目安徽高校自然科学研究项目（KJ2019A0551）；国家级大学生创新创业训练计划项目（202210372033，202110732032）。第一作者 何欢（2000），女，本科在读。研究方向：生物科学。E-mail：*通信作者 E-mail：收稿日期 2023-02-03182腐烂，危害最严重，造成的经济损失也最大4。影响柑橘果实保鲜效果的 3 个关键因素主要是水分、生理作用和微生物，因而要延长柑橘的货架期应从以上 3 个因素入手。为了降低柑橘采后储存不当造成的损失，开发高效、绿色、环保的柑橘保鲜措施越来越受到人们的重视。本文总结了当前柑橘采后保鲜的常用方法，以期为防治柑橘采后病害提供参考。1物理法1.1超声波法超声波的杀菌原理是在液体介质中传播时产生空化作用，超声空化产生的微射流可以在界面之间形成剧烈的机械搅拌效应，微生物受到剧烈的振荡，破坏了微生物的表面和细胞结构，细胞壁破裂，细胞内含物外溢直至死亡5。孙思明等6采取物理超声波方法清洗柑橘，从而达到防治霉菌病害的效果，并优化确定了超声波清洗的最佳工艺参数，认为在温度45、时间 15 min、功率 460 W 的条件下，能够有效防控柑橘采后的真菌病害。1.2短波紫外线法短波紫外线是指波长小于 280 nm 的紫外线，具有能量高、穿透能力强的特点，能够作用于物体表面，使 DNA 形成嘧啶二聚体，造成损伤，使病原菌死亡。韩晓旭等7的研究表明，采用 3 kJ/m2短波紫外线照射能有效减少柑橘贮藏期褐斑发生率。1.3热处理法采取热空气处理和热水处理均能显著降低柑橘果实贮藏过程中的腐烂率和失重率，可有效延长贮藏期8，其中热空气处理效果更好。程玉娇等9研究了连续热处理和间歇热处理对血橙变温物流保鲜品质的影响，结果显示：连续热处理加快了热应力的积累，容易对果实造成热损伤；而适宜的间歇热处理可以中断热应力的积累，既可以避免产生热损伤，又能达到保鲜效果。Queb-Gonzalez 等10采用 52 的热水处理柑橘果实 2.5 min，冷却之后存储 13 d，发现柑橘果实指状青霉的感染率明显降低，但果实维生素 C 含量损失了约 50%。因此，为保证果品质量，需要更多的研究来确定最佳的处理时间和温度参数。1.4纳米包装采用纳米包装可以防治柑橘采后霉菌病害。解淑慧等11发现，含 1%纳米抗菌剂的纳米保鲜包装袋能够降低透湿率和透氧率、提高撕裂强度，从而提高柑橘的保鲜率，还可以抑制柑橘果实硬度降低及失重率的上升，并且对果实贮藏期的颜色没有显著影响。1.5电生功能水处理电生功能水（electrolyzed functional water，EFW）又称电解水或离子水，可以用于果蔬保鲜。有研究表明，用电生功能水处理柑橘能降低果实的失重率和腐烂率，通过减弱果实的呼吸强度，使果实内营养物质含量保持较高水平，延缓果实的衰老和病变，达到较好的保鲜效果12。1.6臭氧处理臭氧具有强氧化性，能够起到杀菌的作用。采用真空臭氧消毒的方法对于柑橘贮藏过程中受到的微生物病害可以起到抑制作用。陈梦曦等13研究发现，真空臭氧消毒机能够有效杀灭新鲜果蔬表面的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等微生物。Boonkorn 等14研究表明，200 mg/L 臭氧对柑橘果实熏蒸 46 h 能有效提高柑橘果实 SOD、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等的活性，可以降低绿霉病的发生率。1.7气调处理气调贮藏（controlled atmosphere strorage，CA）是一种通过调整 CO2、O2、N2含量来贮藏果蔬的方法。黄家红等15研究表明，气调箱内 CO2含量为 5%7%、O2含量为 3%4%、N2含量为 89%92%时，柑橘果实的可溶性固形物、水分、总糖、总酸和 VC含量比较稳定，还可有效控制柑橘果皮上的微生物数量，贮藏效果最好。气调结合低温处理可以延长脐橙的贮藏期，当 CO2含量为 3%、温度为 4 时可延长脐橙贮藏期至 150 d16。1.8低温等离子体技术张 禾等17研究了低温等离子体对杨梅橘青霉致病菌的影响，低温等离子体可以抑制橘青霉孢子的萌发。作用机制是低温等离子体通过改变橘青霉孢子中活性氧（ROS）的浓度，进而引起孢子坏死和凋亡，橘青霉也是柑橘的真菌病原菌之一，因而该技术对柑橘保鲜也有参考价值。2化学法2.1化学药剂使用化学药剂防治果实病害十分常见。乔勇进等18研究表明，柑橘采后使用抑霉唑 1 000 倍液+45%咪鲜胺 500 倍液+200 mg/L 2，4-D 混合液浸泡果实，能够杀灭果实表面的真菌，降低果实腐烂率，达到保何 欢等：柑橘采后保鲜技术研究进展183现代农业科技2023 年第 21 期食品科学鲜效果。高浓度（4%以上）的盐水可以杀灭柑橘指状青霉、意大利青霉引起的病害。刘晓佳等19研究了不同浓度的苯并噻二唑（BTH）对柑橘果实采后常见真菌病害的防控作用，结果显示，青霉病、绿霉病、炭疽病的发生率明显降低，其机制是通过增加柑橘果皮几丁质酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活力，来增强柑橘果实的抗病性。黄小兰等20用对羟基苯甲酸处理柑橘，发现能够提高果实多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性来诱导果实抗性，并且对引起柑橘炭疽病的致病菌胶孢炭疽菌有较强的抑制作用，抑菌效果与对羟基苯甲酸的浓度成正相关。盖智星等21的研究数据表明，肉桂酸钾对指状青霉、意大利青霉、胶孢炭疽菌 3 种病原真菌都有抑制作用。欧阳秋丽等22将反式-2-己烯醛与双乙酸钠、磷酸钠、脱氢乙酸钠复配能够抑制柑橘酸腐病菌的发生，药品的使用量比单独使用一种药品的剂量低，说明药品复配对防治真菌病害具有增效作用。2.2褪黑素褪黑素（N-乙酰基-5-甲氧基色胺，melatonin），是一种吲哚类色胺化合物，在动物、植物和微生物中都有发现23-24。近年来，研究者发现褪黑素可以通过降低果蔬的呼吸速率、乙烯的生成量来调控果蔬的成熟与衰老，还可调控果蔬对病原菌侵染等生物胁迫的抗性和非生物胁迫的耐受性，因而可以作为保鲜剂25。此外，褪黑素可显著降低柑橘呼吸速率和减重率，增加果实硬度、总可溶性固体、可溶性糖含量、可滴定酸度和柑橘颜色指数，抑制活性氧（ROS）的暴发和氧化损伤。褪黑素通过增加过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶的活性和表达，以及促进抗坏血酸的积累来增强 ROS 的清除能力26。2.3涂膜在柑橘果实表面涂膜能起到保鲜作用。保鲜的天然涂膜材料主要有蜡与胶类、壳聚糖、刺槐豆胶、魔芋葡甘聚糖类以及蔗糖甲基丙烯单酯等。王 丽等27研究显示，当壳聚糖和壳寡糖浓度为 10 mg/mL 时几乎完全抑制柑橘酸腐病菌和黑腐病菌两种病原菌的菌丝生长，壳聚糖和壳寡糖相容性好、抑菌谱广、安全系数高，是一类具有开发价值的生物保鲜材料。孙 婕等28研究表明，400 L/L 抱朴香桂精油与 1%壳聚糖联合处理柑橘，可以降低柑橘的失重率，保存效果较好。目前，可食性涂膜作为一种对环境友好的材料受到人们的重视，通常可分为脂质基、多糖基、蛋白质基和复合型四大类29-30，如 Miranda 等31发现，巴西棕榈蜡微乳液能够提高柑橘果实的光泽度，降低失水率，延长货架期。赵敏孜等32总结了复合薄膜对果蔬的保存效果，多糖基薄膜与二维纳米材料结合之后形成复合膜，可以解决多糖基薄膜阻湿、抗水性差等问题，增强了抗菌性能、多功能性和除氧能力，在果蔬采后保鲜上应用越来越广泛，但也有不足之处，如大多数二维复合薄膜纳米材料/多糖与合成塑料相比存在机械强度低和柔韧性较差等问题。3生物防治法随着人们环境保护意识的提高以及对于绿色食品的重视，开发对环境友好的生物防治技术成为当务之急，人们把希望寄托于植物源、动物源、微生物源产物。生物防治产品和技术具有对食品无污染、针对性强、不易产生抗药性等特点，具有广阔的应用前景。3.1植物源杀菌剂很多绿色植物中含有杀菌物质，科研人员研究了多种植物提纯物质对柑橘真菌病害的防控作用。丁仁惠等33测定了 72 种药用植物丙酮提取物对柑橘青霉病、绿霉病的抑制效果，筛选出了 20 种具有较强抑菌活性的植物，抑菌圈直径达到 2 cm 以上的有凤仙透骨草、丁香、肉桂、细辛、零陵香、迷迭香等，其中丁香、肉桂、迷迭香的抑菌效果较好。夏 磊等34发现，五指毛桃果乙醇提取物对柑橘病原菌意大利青霉和指状青霉菌有较强的抑菌作用。孙 畅等35研究结果显示，山苍子精油浓度为 4 800 mg/L 时能显著降低柑橘果实发病率并缩小病斑直径。彭 旋等36研究结果显示，当白薇提取液在浓度为 50 mg/mL 时，对意大利青霉的孢子萌发抑制率可以达到 95.43%。潘小军等37研究了 13 种植物精油，发现 0.1%的牛至、丁香和桂皮对柑橘的保鲜效果最好。3.2拮抗菌拮抗菌对病害菌具有抑制作用，不易产生耐药性。拮抗菌针对性强，对人畜无害，不污染环境，较物理、化学方法工艺简单有效且副作用小，成为研究热点。科研人员开发了很多对病原菌都有拮抗作用的微生物，主要包括芽孢杆菌属细菌和酵母菌。解淀粉芽孢杆菌 BS43 可以防治柑橘采后绿霉184病38，寡雄腐霉发酵液能够降低柑橘贮藏过程中的青霉病、绿霉病的发生率39，木霉菌株 T2 对柑橘黑腐病抑菌效果最好，抑制率达 85.84%；菌株 T3 和 T8 能100%抑制柑橘酸腐病菌；菌株 T3、T5 和 T6 对柑橘绿霉病菌的抑菌效果较好，抑制率可达 80%，这些菌株都能有效抑制柑橘青霉病40。越南伯克霍尔德氏菌T132 能够防治胶孢炭疽菌引起的柑橘炭疽病，并且该菌株不含洋葱伯克霍尔德氏菌致病因子（BCESM）毒力基，不仅对果实病害起到防治作用，而且对人体也无害41。郭娟华42通过离体试验筛选出 1 株芽孢杆菌 YS-1（Paenibacillus brasilensis），对意大利青霉有强烈拮抗作用。张 岳等43分离了两株浅白酵母 Ca63、Ca642，对葡萄灰霉病菌和柑橘青霉病菌都有良好的抑制效果。梁学亮44的研究表明，拮抗酵母菌菌株CWW-4 能抑制柑橘绿霉病，其浓度与柑橘绿霉病的抑制效果成正相关。刘边45研究发现，类芽孢杆菌YS-1 对意大利青霉（Penicillum italicum）和指状青霉（Penicillium digitatum）等多种微生物有拮抗作用。类芽孢杆菌（Paenibacillus sp.）对人类和其他动植物无致病性，不同的菌株能产生不同的活性物质，这些活性物质在防治植物病害方面具有广阔的应用前景。陈力维等46分离的桔梅奇酵母（Metschnikowia citriensis）能抑制柑橘采后真菌病害的发生。4联合处理法物理、化学、生物法防治柑橘类水果采后病害的效果不一，2 种或多种方法的联合使用将是柑橘微生物病害防治的发展方向。孙 萍等47研究发现，粘红酵母分别与 0.1 mol/L 浓度的 Ca2+、Mg2+结合时，抑菌效果显著提高。柳富杰等48用迷迭香提取物/海藻酸钠（RO/SA）处理柑橘，果实的失重率、呼吸作用强度、可溶性固形物的指标最好，可以延长保质期。张博云等49用羧甲基纤维素钠/聚乙烯吡咯烷酮与独活提取物相结合给柑橘果实涂膜，可以减少果实水分的丧失，保鲜效果优于独活提取物单独处理。低压静电场（low voltage electrostatic field，LVEF）是近些年所研究的一种新型保鲜技术50-51。朱亚猛等52研究显示，臭氧处理协同低压静电场可以抑制青见柑橘品质的劣化。壳聚糖与生防微生物复配可以有效控制柑橘果实采后的青霉病和绿霉病等真菌病害53。5结语由于柑橘采后在室温条件下生理活动仍然能够进行，因而必须采用合理的保鲜方法以保证果实品质，延长货架期。目前，柑橘在贮藏和运输过程中的保鲜方法以物理和化学方法为主。化学药剂存在健康隐患，容易造成环境污染，而且病原菌易产生耐药性，耐药菌株的大量繁殖会进一步增加防控难度。物理法对人体无害、无污染，但成本较高，其中热处理方法处理不当有可能导致果实品质下降。生物法相对于化学法较为绿色高效，有很好的研究前景，但是效果不稳定。因此，开发高效绿色的多种方法联合处理技术和生物防控技术越来越受到人们的关注，一些新型保鲜方法也在不断研发中。比如纳米材料复合薄膜具有较强的抗氧化和抗菌活性，成为当前的研究热点，但是关于纳米材料的毒性效应还有待进一步研究。总之，采用单一方法可能存在一些不足，将物理、化学、生物多种方法相结合，取长补短，是未来柑橘和其他果蔬保鲜的一个重要研究方向。参考文献1 房耀欣.精油对柑橘采后致腐真菌的抑菌活性及主要成分研究D.南京：南京大学，2017.2 曹思源.蒙脱土/纳米纤维素/壳聚糖复合涂膜对柑橘保鲜效果及其机理研究D.重庆：西南大学，2022.3 吕庆，徐志德，夏金初.柑桔贮藏期病害及药剂防腐保鲜技术研究J.湖南农业科学，2000（4）：44-45.4 WURYATMO E，KLIEBER A A，SCOTT E S.Inhibition ofcitrus postharvest pathogens by vapor of citral and relatedcompounds in cultureJ.Journal of Agricultural and FoodChemistry，2003，51（9）：2637-2640.5 黄冬梅.超声波杀菌在制糖工艺中的应用J.食品安全导刊，2017（9）：123.6 孙思明，林羡，陈于陇，等.超声波清洗在柑橘采后病害防治的应用J.食品科技，2018，43（2）：45-50.7 韩晓旭.短波紫外线调节柑橘采后品质的效应与机理研究D.杭州：浙江大学，2012.8 陈瑶.热处理对柑橘果实采后保鲜效果的研究D.南昌：江西农业大学，2014.9 程玉娇，秦文霞，赵霞，等.间歇热处理对血橙变温物流保鲜品质的影响J.食品与发酵工业，2016，42（10）：196-203.10 QUEB-GONZALEZ D B，LOPEZ-MALO A，SOSA-MOR-ALE M E，et al.Postharvest heat treatments to inhibitPenicillium digitatum growth and maintain quality of Man-darin（Citrus reticulata Blanco）J.Heliyon，2020，6（1）：e03166.11 解淑慧，邵兴锋，王鸿飞，等.纳米保鲜包装对柑橘果实何 欢等：柑橘采后保鲜技术研究进展185现代农业科技2023 年第 21 期食品科学贮藏品质的影响J.食品工业科技，2014，35（1）：326-329.12 骆扬.冷激和电生功能水处理对柑橘常温贮藏品质的影响J.保鲜与加工，2017，17（1）：17-21.13 陈梦曦，李欣洋，代黄梅，等.真空臭氧消毒机对新鲜果蔬杀菌效果的实验研究J.中国消毒学杂志，2019，36（3）：164-166.14 BOONKORN P，GEMMA H，SUGAYA S，et al.Impact ofhigh-dose，short periods of ozone exposure on green moldand antioxidant enzyme activity of tangerine fruit J.Post-harvest Biology and Technology，2012，67（7）：25-28.15 黄家红，梁芸志，李少华，等.低温气调协同臭氧间歇处理对柑橘贮藏品质的影响J.保鲜与加工，2018，18（3）：28-32.16 刘丹舟.脐橙采后生理及贮藏技术研究D.天津：天津科技大学，2013.17 张禾，陈烨芝，孙翠，等.低温等离子体对杨梅采后致病菌：桔青霉的抑制作用J.中国食品学报，2022，22（7）：183-192.18 乔勇进，钟敏增，陈冰洁，等.上海地产柑橘采后贮藏保鲜技术J.上海农业科技，2018（1）：58.19 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14.2%。虽然植物生长调节剂比其他农药的安全性高，但除了赤霉素是直接提取自生物体以外，绝大多数是化学合成的，都有一定毒性，只是毒性相对较低。目前，应用于农业生产的植物生长调节剂已被列为农药。在使用植物生长调节剂时，一般情况下很低的使用浓度即可达到效果，建议不要随意提高使用浓度，以避免造成药害和污染环境。参考文献1 张传伟，赵永明，袁永胜，等.潍坊生姜产业现状与创新模式及发展对策J.中国蔬菜，2019（12）：11-14.2 刘丹，舒晓燕，侯倩煜，等.QuEChERS-液相色谱-串联质谱法测定南药高良姜中31种农药残留J.生物资源，2021，43（4）：400-407.3 陈德委，李潜艇，王小瑾，等.苍南县番茄农药残留检测结果分析J.浙江农业科学，2020，61（8）：1612-1613.4聂勇光，刘风仙.20192020年滨州市果蔬农药残留监测结果分析J.职业与健康，2022，38（12）：1642-1645.5 姚晗珺，章强华，董国堃.种植生姜使用农药的风险分析和关键控制点透视J.农药，2009，48（4）：242-244.6 曹静，庞国芳，王明林，等.液相色谱-电喷雾串联质谱法测定生姜中的 215 种农药残留J.色谱，2010，28（，6）：579-589.刘自伟等：潍坊市散户种植生姜农药残留检测结果分析（上接第 186 页）学，2017，45（2）：96-100.44 梁学亮.假丝酵母菌（Candida sp.）对柑橘采后绿霉病的生物防治研究D.武汉：华中农业大学，2004.45 刘边.类芽孢杆菌 YS-1 抑制柑橘采后青霉病菌活性成分的分离及结构鉴定D.南昌：江西农业大学，2015.46 陈力维，张鸿雁，曾凯芳.基于桔梅奇酵母冻干粉制备可湿性粉剂及其在柑橘上的应用J.农业工程学报，2022，38（15）：305-313.47 孙萍，郑晓冬，张红印，等.粘红酵母与金属离子结合使用对柑橘采后青霉病的抑制效果J.果树学报，2003，20（3）：169-172.48 柳富杰，盘艳梅，吴海铃，等.迷迭香提取物/海藻酸钠涂膜对柑橘的保鲜研究J.山东化工，2021，50（16）：25-28.49 张博云，张宇，李庆山，等.羧甲基纤维素钠/聚乙烯吡咯烷酮与独活提取物复合涂膜对柑橘果实的保鲜效果J.食品工业科技，2022，43（22）：353-364.50 HU 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