針對(duì)病原微生物的葡萄貯藏保鮮研究進(jìn)展

程雅芳 李瑋 檀倩影

摘 要：葡萄采摘后易被病原微生物侵入，導(dǎo)致腐敗變質(zhì)，縮短了葡萄的貯藏銷售期，影響了鮮食葡萄的經(jīng)濟(jì)效益。本文分析引起葡萄腐敗的主要病原菌，從物理化學(xué)和生物層面，概述了近年來鮮食葡萄的貯藏保鮮研究進(jìn)展，并探討了未來抗菌防腐技術(shù)發(fā)展前景和研究方向。

關(guān)鍵詞：葡萄；病原微生物；防腐；經(jīng)濟(jì)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 葡萄貯藏期間由病原微生物引起的腐敗問題

葡萄在我國種植歷史悠久，2021年全國葡萄總產(chǎn)量為1 499.80萬t。隨著廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院主持的南方葡萄一年兩收栽培技術(shù)的成功實(shí)踐，葡萄種植在廣西壯族自治區(qū)迅猛發(fā)展。葡萄的種植形勢(shì)良好，產(chǎn)量逐年增加。廣西建成了全國最大葡萄一年兩收基地，種植的葡萄80%以上用于鮮食。在采摘、貯存中，由于葡萄柔軟多汁、水分含量高，極易腐爛變質(zhì)，易出現(xiàn)病原微生物感染、干梗脫粒、果梗褐變等現(xiàn)象，造成的經(jīng)濟(jì)損失超過總產(chǎn)量的20%[1-2]。

導(dǎo)致葡萄腐敗的因素主要有理化和微生物因素。①溫度、水分等的影響導(dǎo)致果實(shí)失水皺縮，貯藏溫度過低導(dǎo)致干梗、脫粒等。此外，葡萄貯藏過程的軟化可能與種植期的施肥不當(dāng)有關(guān)。②目前葡萄儲(chǔ)藏普遍采用低溫技術(shù)，但病原微生物仍然可以較快繁殖，造成葡萄的腐敗，病原菌破壞葡萄果實(shí)整體組織結(jié)構(gòu)，降低其抗氧化能力，從而引起果實(shí)褪色、果梗褐變，影響果實(shí)感官性狀，使其營養(yǎng)價(jià)值降低，縮短了果實(shí)貯藏時(shí)間。廣西氣候溫暖潮濕，自然條件適宜葡萄病原微生物的滋生，葡萄微生物病害相較我國華北、西北地區(qū)更為嚴(yán)重。因此，如何在從田間栽培到果實(shí)采后貯藏的整個(gè)過程中防治微生物病害，成為廣西葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)難題之一。

引起葡萄腐爛變質(zhì)的病原微生物主要以真菌為主，真菌入侵導(dǎo)致的損失占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。據(jù)報(bào)道，引起一年兩收葡萄腐爛的病原菌主要有7個(gè)種屬，其中灰葡萄孢菌、交鏈孢霉菌、枝孢霉菌的檢出率超過60%，此類病原菌耐低溫，在葡萄貯藏的低溫環(huán)境中極易繁殖，會(huì)直接影響葡萄品質(zhì)。

2 抑制病原微生物繁殖的主要貯藏技術(shù)

2.1 理化保鮮

2.1.1 物理保鮮法

物理保鮮法主要通過調(diào)節(jié)溫濕度、氣體組成、熱處理酶活、輻照處理以及壓力等參數(shù)，減緩葡萄相關(guān)生理代謝、抑制病原菌的繁殖，延長貯藏期。

低溫氣調(diào)保存主要通過抑制葡萄的呼吸作用，減少乙烯等化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，降低與腐敗相關(guān)的酶類活性，抑制病原微生物的生長，從而延長貨架期。張柯等[3]發(fā)現(xiàn)（-1±0.5）℃可以顯著延長不同品種葡萄的貯藏期。有研究者采用加入SO2的氣調(diào)包裝（5% O2+8% CO2）對(duì)葡萄進(jìn)行保鮮，發(fā)現(xiàn)葡萄在貯藏8 d后仍具有良好的商品性[4]。熱處理可以殺死葡萄表面病原微生物，滅活與腐敗相關(guān)的酶類，研究發(fā)現(xiàn)分別在52.5 ℃和55.0 ℃條件下處理18～27 min，葡萄的感官質(zhì)量并未出現(xiàn)顯著性變化，其品質(zhì)保持良好[5]。王辰元等[6]研究發(fā)現(xiàn)采用60Co-γ輻照葡萄果實(shí)，當(dāng)劑量為600 Gy時(shí)，可有效抑制葡萄白腐病、灰霉病和潰瘍病的發(fā)生，減緩病斑的擴(kuò)展。物理保鮮方法的應(yīng)用雖然對(duì)病原菌的抑制效果較好，但成本較高，需要特殊的設(shè)備，因此在葡萄貯藏保鮮中的應(yīng)用并不廣泛。

2.1.2 化學(xué)保鮮法

化學(xué)保鮮法主要使用化學(xué)保鮮劑、臭氧保鮮。王向陽等[7]的研究表明，采用臭氧處理鮮食葡萄10 min以上，對(duì)葡萄灰霉菌的抑制率可達(dá)72.73%。王曼等[8]用SO2熏蒸鮮食葡萄，通過調(diào)控亞硫酸鹽代謝途徑提升對(duì)灰霉病的抗性，延緩發(fā)病，結(jié)果表明熏蒸后的鮮食葡萄能夠保持原有葡萄的重量、硬度和口感等感官性狀。目前，廣西對(duì)葡萄的病原微生物控制主要采用低溫結(jié)合二氧化硫和硫化物為主要成分的化學(xué)保鮮劑，抑制低溫腐敗的發(fā)生?？祷鄯糩9]認(rèn)為使用2 800 mg·L-1的L-半胱氨酸溶液處理葡萄能有效抑制葡萄交鏈孢霉腐病對(duì)葡萄的損害，9.0 μg·L-1 ClO2處理果實(shí)30 min能有效抑制交鏈孢霉菌的生長，減少此類霉病的發(fā)生概率。龐麗婷等[10]采用保鮮劑1-甲基環(huán)丙烯處理陽光玫瑰葡萄，儲(chǔ)藏90 d后的商品品質(zhì)優(yōu)于SO2保鮮劑，有利于延長陽光玫瑰葡萄貯藏期，適用于葡萄的中短期保鮮。

臭氧保鮮殺菌能力強(qiáng)、無殘留，能有效抑制葡萄病原真菌的繁殖。但由于成本和處理方式等原因，在葡萄的貯藏中推廣較少。化學(xué)保鮮劑具有價(jià)格相對(duì)低廉、操作簡便等優(yōu)勢(shì)。但正因?yàn)檫@樣的便利，導(dǎo)致這些化學(xué)藥劑在使用的過程中普遍存在濫用的問題，造成了比較嚴(yán)重的食品安全問題，從而影響葡萄品質(zhì)。此外，長期使用化學(xué)殺菌劑還會(huì)使致病菌產(chǎn)生抗藥性，從而降低防治效果，提高防治成本。目前，更多的研究者將1-甲基環(huán)丙烯和SO2結(jié)合使用，或與ClO2結(jié)合熏蒸處理，都取得了良好的抑菌效果，現(xiàn)有化學(xué)保鮮劑的使用多采取復(fù)合使用方式，可以達(dá)到減毒增效的目的。

2.2 生物保鮮

2.2.1 天然提取物防腐法

天然提取物具有很強(qiáng)的抑菌和抗氧化活性，且安全性高，病原微生物不易產(chǎn)生抗性，是目前新型保鮮劑的研究熱點(diǎn)。張淳恩[11]研究了互葉白千層精油對(duì)巨峰葡萄的防腐效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)互葉白千層精油對(duì)致病菌的抑菌濃度分別為青霉菌＞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，且隨著精油使用濃度的增加，其抑制效果更顯著。精油防腐的效果在常溫和低溫貯藏環(huán)境中都具有顯著促進(jìn)作用。代金等[12]萃取青蒿和五味子藥汁浸泡葡萄后，爛果率降低，有效抑制了葡萄腐敗菌和內(nèi)生菌的生長，顯著延長葡萄貯藏期。石飛等[13]采用1.5%和2.0%的茶多酚噴涂處理鮮食葡萄，有效降低了葡萄腐爛率、抑制了腐生菌繁殖，保持了葡萄的商用價(jià)值，能夠延長其貨架期。

當(dāng)前多數(shù)研究者使用多酚類、黃酮類、多糖類和生物堿等天然提取物進(jìn)行葡萄的保鮮，抑制腐生菌的繁殖。天然提取物種類繁多、無毒、使用方便、防腐效果好，對(duì)人體無害，無污染，但其提取純化方法有待提升和開發(fā)，目前商業(yè)應(yīng)用較少，多停留在研究階段。

2.2.2 微生物防腐法

目前研究發(fā)現(xiàn)的拮抗微生物包括細(xì)菌、放線菌及真菌，研究較多的是各種酵母。酵母菌遺傳背景清晰，遺傳轉(zhuǎn)化系統(tǒng)完善，安全性高，耐受低溫、貧養(yǎng)環(huán)境、易在葡萄表面定植，對(duì)化學(xué)抑菌劑抗性強(qiáng)，不產(chǎn)生抗生素，對(duì)葡萄腐敗常見的青霉、根霉、交鏈孢等病原微生物都有一定的拮抗作用，抑菌廣譜性高。因此，酵母菌在國內(nèi)外都是研究拮抗作用的熱點(diǎn)。

研究人員利用假絲酵母發(fā)酵液處理葡萄，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組的爛果率顯著減少，明顯抑制了灰葡萄孢霉和黑曲霉生長，減少了果實(shí)腐爛現(xiàn)象的發(fā)生概率。西班牙的“Candifruit”和美國的“Biosave”均有良好的果蔬病害生物防治效果。國內(nèi)學(xué)者也陸續(xù)對(duì)漢遜德巴利酵母、畢赤酵母、隱球酵母和紅酵母等多種具有保鮮效果的酵母菌種進(jìn)行了研究。李強(qiáng)等[14]篩選出一株釀酒酵母，將其應(yīng)用到葡萄采后黑曲霉病的防治，結(jié)果顯示酵母菌液濃度越高，葡萄腐爛率越低，最佳抑制濃度為1×108 CFU·mL-1，可顯著抑制葡萄黑曲霉病的發(fā)病。王步江等[15]使用濃度為1×109 CFU·mL-1的酵母菌處理鮮食葡萄，并在4 ℃貯藏，結(jié)果顯示葡萄的腐爛率與對(duì)照組相比降低了19.2%，酵母菌與灰霉菌形成拮抗，抑制了灰霉菌的增殖。李華靜[16]研究酵母菌菌株0939-5固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性物質(zhì)有顯著抑制灰霉菌繁殖的特點(diǎn)，采用熏蒸處理方法，在25 ℃下貯藏25 d，發(fā)現(xiàn)經(jīng)熏蒸處理過的葡萄果實(shí)并行指數(shù)顯著降低，有傷接種防效為82.78%，無傷接種防效為85.16%。劉程惠等[17]篩選出的酵母菌株對(duì)擴(kuò)展青霉、黑曲霉等病原菌的菌絲生長、孢子萌發(fā)和芽管生長均有顯著的抑制作用。

迄今為止，研究人員已篩選出的具有拮抗作用的酵母菌至少包含5個(gè)屬、40多個(gè)種。但只有少量應(yīng)用到生產(chǎn)上，大多停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段?？赡苁且?yàn)榻湍妇闹参锊≡乐蔚膹V譜性差，拮抗效果受環(huán)境影響較大，防治效果存在較大差異。

3 結(jié)語

目前主要以化學(xué)殺菌劑為主要方式對(duì)葡萄采后病害進(jìn)行防治，但使致病菌對(duì)化學(xué)殺菌劑的耐藥性越來越強(qiáng)，導(dǎo)致防治效果越來越差?；瘜W(xué)殺菌劑帶來的環(huán)境問題、農(nóng)藥殘留問題日漸顯著，尋找綠色健康、高效、無污染、無殘留葡萄采后保鮮方法是重中之重。在理化和生物手段日益更新的當(dāng)下，已出現(xiàn)了很多新的防治方法，但由于經(jīng)濟(jì)成本、適用范圍、對(duì)葡萄的二次污染和殘留等問題，仍然沒有找到完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)貯藏方法的新方法。

在今后的研究中，可以從以下4個(gè)方面展開。①理清病原微生物引起葡萄腐敗的致病機(jī)理，有針對(duì)性地提出新的防治技術(shù)，從而篩選出高效、無污染、無殘留的綠色健康保鮮劑。②由于天然植物提取物和拮抗微生物具有天然的安全性，篩選和利用對(duì)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敗，已成為一條重要而有效的途徑。③持續(xù)改進(jìn)現(xiàn)有的綠色防腐技術(shù)，降低使用成本，擴(kuò)大適用范圍?？梢詫F(xiàn)有的防腐技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，同時(shí)采用兩種或兩種以上的防治方法，提升防治效果，降低使用成本。④葡萄病原菌引起的腐敗變質(zhì)的防治要貫穿果園的栽培管理、采摘、貯藏、運(yùn)輸、銷售全過程，對(duì)葡萄進(jìn)行分級(jí)管理、提高效率，防治病原微生物滋生，延長鮮食葡萄的貯藏期。

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