蘋果采后病害及綜合治理研究現(xiàn)狀

王風(fēng)凱, 唐 宇, 張曉光, 孫景花, 暴 峰, 卞大偉

(1. 吉林森工集團(tuán)松江河林業(yè)有限公司, 吉林 白山 134500; 2. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院, 吉林 長春 130033)

蘋果,素有水果之王的美譽(yù),營養(yǎng)非常豐富,含有大量的維生素C、類黃酮、有機(jī)酸、多酚、礦物質(zhì)和微量元素等營養(yǎng)成分,這些物質(zhì)對(duì)人體健康非常重要[1, 2]。

近年來,我國的蘋果產(chǎn)量名列世界之首,不僅可以滿足國內(nèi)的日常需求,還大量出口到海外[3]。室溫條件下,蘋果保鮮期較短,長時(shí)間存放會(huì)導(dǎo)致水分流失及果實(shí)變質(zhì)。蘋果種植面積廣,品種繁多,產(chǎn)量高,是廣受大眾喜愛的水果[4, 5]。

蘋果儲(chǔ)藏病害是行業(yè)發(fā)展亟需突破的瓶頸問題,研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致蘋果易腐問題的主要病原真菌為鏈格孢菌、青霉菌和灰霉菌等[6]。蘋果儲(chǔ)藏病害不僅給行業(yè)發(fā)展造成直接巨額經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)病害發(fā)生后易產(chǎn)生霉菌,會(huì)代謝出有礙身體健康的毒素[7]。

目前,水果儲(chǔ)藏病害的防治仍然依賴化學(xué)殺菌劑。然而,這種方式存在兩方面的問題:首先,長時(shí)間使用化學(xué)殺菌劑會(huì)導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性[8];其次,這些化學(xué)藥劑本身存在安全隱患,不利于環(huán)境保護(hù)。

1 蘋果采后主要病害

蘋果在采摘、包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間經(jīng)常遭受機(jī)械損傷和真菌感染,這會(huì)導(dǎo)致果實(shí)爛掉并嚴(yán)重威脅蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。溫度、光照、水分、空氣和人為損傷都是導(dǎo)致果實(shí)腐爛的主要原因。因此,爛果問題已成為當(dāng)前迫切需要解決的問題[9]。儲(chǔ)藏期病害不僅影響果實(shí)的口感,還有可能導(dǎo)致霉菌毒素傳播,給食品安全帶來潛在的威脅[10]。

1.1 蘋果黑斑病

蘋果黑斑病病原菌為鏈格孢菌(Alternariaalternata),通過果實(shí)表面?zhèn)谇秩牒投ㄖ?可向寄主內(nèi)部釋放真菌毒素[11]。侵染初期,蘋果表面會(huì)漸漸出現(xiàn)黑褐色斑點(diǎn),隨著病害的發(fā)展,這些斑點(diǎn)會(huì)逐漸擴(kuò)大形成暗黑色的病斑,病斑周圍通常會(huì)有黃色暈圈,并且邊緣呈現(xiàn)放射狀[12, 13]。

1.2 蘋果青霉病

蘋果青霉病病原菌為擴(kuò)展青霉菌(Penicilliumexpansum),常由果實(shí)表面?zhèn)谶M(jìn)入果實(shí)內(nèi)部,從而影響果實(shí)品質(zhì)[13, 14]。感染擴(kuò)展青霉菌后,病斑呈褐色,直接導(dǎo)致蘋果果實(shí)硬度降低,軟化速度加快,進(jìn)而導(dǎo)致蘋果腐爛變質(zhì)[15]。

1.3 蘋果灰霉病

蘋果灰霉病病原菌為灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea),此病害破壞性極強(qiáng),侵染后會(huì)給水果行業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[16]?；移咸焰呔鷷?huì)通過分泌一些胞外蛋白進(jìn)而侵入宿主傷口,利用果實(shí)內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行自身繁殖,并釋放毒素,最終向果實(shí)內(nèi)部蔓延,導(dǎo)致果實(shí)腐爛[17]。

2 蘋果采后病害綜合管理措施

蘋果儲(chǔ)藏病害的防治措施越來越多元化,主要包括農(nóng)業(yè)防控、化學(xué)防治、物理保鮮以及生物防腐[18]。不同措施可以互相結(jié)合,進(jìn)行蘋果采后的科學(xué)儲(chǔ)藏。

2.1 農(nóng)業(yè)防控

農(nóng)業(yè)防控是最早使用并且最常見的一種方法,是指首先要培育出優(yōu)良品種,提高寄主本身的抗病性,進(jìn)而減少蘋果的儲(chǔ)藏腐爛。由于成本較低、安全無污染、對(duì)物種不具有傷害性,農(nóng)業(yè)防控可以保證自然環(huán)境的物種安全。但由于自然環(huán)境、地域氣候的不同,往往難以全面實(shí)施[19]?？偟膩碚f,農(nóng)業(yè)防控措施可以實(shí)現(xiàn)預(yù)防,但難以治理已感染的寄主。

2.2 化學(xué)防治

化學(xué)防治技術(shù)操作簡便、效果明顯,預(yù)防采后腐爛,化學(xué)防治占據(jù)了很大的市場(chǎng),有效抑制了水果采后腐爛[20]。有報(bào)道表明,經(jīng)過鈣處理的果實(shí),細(xì)胞壁多糖的降解得以延緩,從而顯著提升了果實(shí)品質(zhì),延長了貨架期[21]。此外,水果采后適度地使用二氧化氯(ClO2)進(jìn)行熏蒸處理可以有效抑制灰葡萄孢菌孢子的萌發(fā),破壞病原菌細(xì)胞膜的完整性,從而抑制病原菌生長,有效降低儲(chǔ)藏病害的危害與發(fā)生[22]。雖然采前適度地使用化學(xué)殺菌劑可以有效預(yù)防儲(chǔ)藏病害的發(fā)生,但這種方法嚴(yán)重威脅食品安全。殺菌劑進(jìn)入人體后,毒副作用長期存在,甚至致畸、致癌,造成嚴(yán)重的危害。

2.3 物理保鮮

物理保鮮技術(shù)是一種利用非生物因素對(duì)水果儲(chǔ)藏病害進(jìn)行有效預(yù)防的方法,可延長水果的貨架期,提高果農(nóng)經(jīng)濟(jì)收入。較其他保鮮方法,物理保鮮技術(shù)方便、環(huán)保,同時(shí)能夠保持水果的品質(zhì),常用的物理保鮮技術(shù)有冰點(diǎn)冷藏、氣體調(diào)節(jié)和紫外線處理。研究表明,冰點(diǎn)冷藏能夠有效降低果實(shí)活性氧的積累速率,清除自由基,同時(shí)降低防御酶的活性,有利于維持機(jī)體活性氧平衡,延緩果實(shí)表面的褐變程度,提高果實(shí)的品質(zhì)和耐貯性,是一種早期用于采后水果儲(chǔ)藏病害防治的方法[23]。同時(shí),添加氬氣可降低多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性,有利于保持果實(shí)的色澤和硬度[24]。另外,有研究表明紫外線處理能夠顯著提高果實(shí)中活性物質(zhì)的含量,改善果實(shí)的抗氧化水平,進(jìn)而可以維持原有的口感,確保果實(shí)品質(zhì)[25]。

2.4 生物防腐

生物防腐技術(shù)是一種從動(dòng)植物、微生物體內(nèi)提取防腐物質(zhì),對(duì)采后果蔬進(jìn)行防腐保鮮的技術(shù)[26]。研究表明,經(jīng)過殼聚糖的處理能夠顯著抑制酵母菌菌體的生長,從而增強(qiáng)果實(shí)的抗病性[27];而且殼聚糖處理過后果實(shí)內(nèi)部抗氧化劑的含量也會(huì)顯著提高,可以保持機(jī)體中活性氧的平衡,有效降低果實(shí)的腐爛速率和失重率,對(duì)保持其硬度品質(zhì)、延長貨架期具有重大意義[28]。槲皮素,是具有多種生物活性的黃酮醇類化合物,廣泛存在于多種植物的莖皮、花、葉、芽、種子中。一方面槲皮素可以破壞病原菌菌體的結(jié)構(gòu),避免其對(duì)采后果實(shí)的侵染,另一方面其還可以提高果實(shí)內(nèi)抗氧化酶的活性,保持活性氧清除系統(tǒng)的平衡,從而加強(qiáng)了果實(shí)抗災(zāi)的能力[29]。食品安全是人們長期關(guān)注的焦點(diǎn)問題,防治蘋果儲(chǔ)藏腐爛的同時(shí),還要保證蘋果本身的食用安全問題。生物防腐技術(shù)符合食品安全發(fā)展的需要,逐漸被研究者所關(guān)注。

綜上所述,不同的防腐保鮮技術(shù)各有利弊。農(nóng)業(yè)防控技術(shù)周期長,不適于全面推廣;化學(xué)殺菌劑雖見效快但食品安全問題需要引起重視;物理保鮮雖易操作但成本高。與此相比,生物防腐技術(shù)安全、高效、環(huán)保,已成為科研人員新的研究熱點(diǎn)。綜合考慮,我們應(yīng)在保證食品安全的前提下,逐步推廣生物防腐技術(shù),以保障果蔬的品質(zhì)并提高農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入。