表1 不同柑橘果实在贮藏期间的浸染病害
Table 1 Different disseminated diseases of citrus fruits during storage
柑橘种类主要浸染病害橙类干腐病、炭疽病等柑类青霉病、绿霉病、蒂腐病、黑腐病等柚青霉病、黑腐病等柠檬酸腐病、黑腐病等橘类青霉病、绿霉病、蒂腐病、黑腐病、炭疽病等
熊亚波 1，闫晓俊 2，颜 静 1，秦 文 1，*
（1.四川农业大学食品学院，四川 雅安 625014；2.重庆科技学院安全工程学院，重庆 401331）
摘 要：柑橘类果实在贮藏运输中果实表面易被腐败菌浸染而导致货架期和贮藏时间缩短，柑橘的贮藏保鲜方法一直以来都是业界关注的热点问题。本文介绍几种具有无毒、可生物降解、对环境无污染等特点的新型杀菌保鲜方法，其中包括动植物多糖涂膜保鲜（壳寡糖）、植物源提取物保鲜（精油）、生物保鲜剂（微生物代谢产物槐糖脂和拮抗菌）等处理方法。综合分析不同处理方法对柑橘类果实的贮藏效果及其对腐败菌的抑制作用，并对柑橘类果实采后防腐保鲜技术的发展趋势及其商业化前景进行展望。
关键词：柑橘；防腐保鲜；壳寡糖；精油；槐糖脂；拮抗菌
柑橘为芸香科（Rutaceae）柑橘亚科柑橘属（Citrus L.）植物，其种类繁多，包括橙、橘、柚、柑、柠檬及其杂交后代等 [1]。柑橘的生产覆盖了全球大部分国家，其中产量最高的包括美国、墨西哥、中国、印度、巴西等 [2]。柑橘作为我国大宗水果之一，受到人们的喜爱，其种植面积和产量均居世界前列。柑橘类果实采后极易感染腐败菌，导致果实的腐烂变质，造成严重的经济损失而阻碍柑橘产业的发展。国内外针对柑橘的采后腐烂现象进行的贮藏方法研究已有很多，应用较多的是化学杀菌剂，包括多菌灵、甲基托布津、抑霉唑、百菌清、敌克松等，这些化学药品会导致一定的化学残留和环境污染，且由于公众的视线越来越倾向于无毒无害无残留、绿色环保型防腐保鲜剂的应用，所以化学杀菌剂的使用受到严格的限制。因此，研究者正在努力探寻新型无毒的、无污染的防腐保鲜方法。
柑橘果实在贮藏期间由于腐烂造成的损失非常严重，引起腐烂的主要包括青霉菌（Penicillium sp.）、绿霉菌（Penicillium digitatum）、蒂腐菌（Botryodiplodia theobromae）、黑腐病菌（black rot fungus）、酸腐菌（Geotrichum citri-aurantii）等，其主要侵染病害如表1所示 [1]。其中以青霉菌引起的病害最为严重，该病害在贮藏期造成的损失一般为10%左右，有的甚至超过了30%，引起柑橘采后腐烂的青霉菌主要为意大利青霉（Penicillium italicum Wehmer）和指状青霉（Penicillium digitatum Sace） [3]。
表1 不同柑橘果实在贮藏期间的浸染病害
Table 1 Different disseminated diseases of citrus fruits during storage
柑橘种类主要浸染病害橙类干腐病、炭疽病等柑类青霉病、绿霉病、蒂腐病、黑腐病等柚青霉病、黑腐病等柠檬酸腐病、黑腐病等橘类青霉病、绿霉病、蒂腐病、黑腐病、炭疽病等
近些年来，利用天然产物作为柑橘果蔬保鲜材料的研究越来越多，如壳寡糖（chitosan oligosaccharide，COS） [4]、植物天然提取物精油 [5]、微生物次级代谢产物槐糖脂 [6]、拮抗菌 [7]等。这些产物都具有较好的抑制柑橘腐败菌生长的效果，且具有天然无毒、环保无污染等特点，同时也是今后防腐保鲜方法研究的热点。
本文将综合国内外对以上几种防腐保鲜方法的报道，对新型的柑橘防腐保鲜方法进行归类和探讨，阐述各保鲜方法的特点及在柑橘采后贮藏保鲜中的利用现状，综合比较几种柑橘保鲜方法的利弊并对今后的研究发展趋势进行讨论。
1.1 壳寡糖概述
壳寡糖又称寡聚氨基葡糖、甲壳低聚糖，可通过化学制备、物理制备、酶降解法 [8-9]、糖基转移法和复合降解法由甲壳素（几丁质）脱乙酰化的产物壳聚糖降解获得。它是由2～10 个氨基葡糖通过β-1，4糖苷键连接而成的低聚糖，也是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖 [10]。研究发现壳寡糖较壳聚糖具有更好的功能活性，且分子质量越低，壳寡糖抗氧化效果越强 [11]。魏新林等 [12]研究推测壳寡糖的抑菌原理主要是由于分子中具有带正电的游离氨基，它与微生物细胞壁中的电负性物质结合，改变了微生物细胞膜的流动性和通透性，从而抑制了微生物的生长。
1.2 壳寡糖在柑橘果实贮藏中的应用
果蔬中壳寡糖保鲜技术主要应用于芒果 [13]、枣 [14]、桃 [15-16]、梨 [17]等。利用壳寡糖对柑橘果实贮藏保鲜效果的研究已经成为近几年来的热点。有研究发现壳聚（寡）糖对柑橘酸腐病菌（Geotrichum candidum）和黑腐病菌（Alternaria citri）有一定的抑制作用且具有差异性，在孢子萌发阶段柑橘Geotrichum candidum对壳聚（寡）糖较敏感，在菌丝生长阶段柑橘A. citri对壳聚（寡）糖更为敏感，且壳聚糖对病原菌G. candidum和A. citri的半数抑制浓度（IC 50）分别为4.0、1.9 mg/mL，而壳寡糖对相应所选病原菌的IC 50为0.70、0.37 mg/mL，由此看出壳寡糖对两种病原菌菌丝扩展的抑制效应优于壳聚糖 [18]。王丽等 [19]通过离体实验和活体实验研究了壳聚（寡）糖对柑橘酸腐菌、黑腐菌的抑制作用，结果表明，壳聚糖和壳寡糖均不同程度地减低了柑橘果实两种病害的发病率，浓度越高抑菌效果越好，且相同条件下，壳寡糖处理后果实柑橘酸腐菌、黑腐菌病情指数要比壳聚糖处理后低3%～20%，可见壳寡糖的抑制效果优于壳聚糖。从以上结论可以看出，壳寡糖针对特殊微生物具有较好的抑菌效果。
黄艳等 [20]研究了壳寡糖浸泡过后对接种炭疽菌的柑橘果实的损伤程度、抗病作用中活性氧变化的影响，结果发现，壳寡糖处理能明显降低柑橘果实发病率，随着诱导时间增加，发病率由70%降至38%，且提高了柑橘贮藏过程中抗氧化酶的活性，如在诱导第1天和第2天时，壳寡糖处理后柑橘果皮的超氧化物歧化酶活性分别比对照果实升高了22.83%和19.42%。学者同时研究了壳寡糖处理对柑橘贮藏品质和生理的影响，发现壳寡糖不仅能够起到杀菌作用，同时可以保持柑橘良好的感官品质和营养品质，延长了果实的贮藏期 [4，21]。
2.1 精油概述
天然植物提取物一般是从天然香辛料和部分中草药中提取得到的，包括桃金娘科的丁香、众香，唇形科的百里香、迷迭香、薄荷等，芸香科的柑橘类、柠檬、橙类，樟科的肉桂、月桂，胡椒科的胡椒、花椒，茄科的辣椒、山鸡椒等和百合科的洋葱、大蒜，姜科的高良姜、生姜，肉豆寇科的肉豆寇等 [22]。这些天然植物提取物又称为植物精油。
关于植物精油的抑菌机理说法多种多样，且目前没有定论，但学者普遍认为植物精油的抑菌活性与其结构中的特殊官能团、衍生或嵌入的各种基团有着密切关系，主要是通过破坏细胞膜或影响能量代谢途径从而达到抑菌作用 [23-26]。
2.2 精油在柑橘果实贮藏中的应用
据研究，许多植物都具有一定的抗菌作用，从植物中提取的杀菌剂已被广泛应用于果蔬防腐保鲜中。近几年，人们逐渐发现由酸腐菌引起的柑橘腐烂变质也会对柑橘产业造成严重的经济损失。酸腐病是柑橘贮运中最常见、最难防治的病害之一。在柑橘类中，柠檬和酸橙最易患酸腐病。刘霞 [5]利用百里香精油、肉豆蔻精油、鼠尾草精油、按树精油和温郁金精油5 种植物精油对柑橘果实进行了体外熏蒸和体外直接接触处理，其中百里香精油的抑菌效果最好，且随着百里香精油浓度的升高，其抑菌效果也逐渐升高。
Regnier等 [27]运用混合精油对柑橘常见病菌酸腐病菌和指状青霉进行体外实验，最终发现，柠檬草和薄荷精油在剂量为750～1 000 μL/L范围内对这两种柑橘病菌防治效果最好。胡军华等 [28]研究了47 种植物提取物对3 种柑橘常见贮藏病原菌活性的抑制作用，发现独活、川芎和五加皮提取物对柑橘青霉病菌、柑橘绿霉病菌和柑橘酸腐病菌的抑菌活性显著高于其他植物的提取物，且抑菌作用明显。Dixit等 [29]采用0.3%藿香精油浸渍处理柑橘60 min后，于低温和常温条件下贮藏30 d无腐烂，而对照组腐烂率分别达20%、30.6%，其中熏蒸处理效果好于浸渍处理。
当然并不是植物精油的浓度越高，抑菌效果越好，实验证明，当精油浓度过高时会造成部分果蔬的褐变 [30]。
3.1 槐糖脂
3.1.1 槐糖脂概述
槐糖脂是一类含有槐糖基团的混合物的总称，两种主要类型槐糖脂的化学结构如图1所示。槐糖脂被首次发现于1954年，研究者发现菌株Torulopsis sp.能以十六烷碳源为底物合成一种糖脂混合物，该混合物被命名为槐糖脂 [31]。槐糖脂是微生物代谢产物，它的产生菌多种多样，假丝酵母属微生物为槐糖脂的主要产生菌 [32-33]。其产生菌来源于自然界，原料本身无毒无副作用，因此槐糖脂具有无污染的特点。
图1 两种主要类型的槐糖脂
Fig.1 Two main types of sophorolipids
槐糖脂具有很强的微生物抑制作用 [34]。Yoo等 [35]研究发现槐糖脂可以抑制疫霉菌及腐霉菌的生长，同时降低孢子的游动。针对槐糖脂对果蔬杀菌防腐保鲜的研究越来越多。胡静等 [36]研究发现槐糖脂对金黄色葡萄球菌具有明显的抑制作用，最低抑菌质量浓度为1.562 5 mg/mL，槐糖脂的最佳抑菌pH值范围为3～7，且热稳定性良好。同时通过抑菌机理实验说明槐糖脂的抑菌机理之一是破坏菌体的细胞膜和细胞壁。
3.1.2 槐糖脂在柑橘果实贮藏中的应用
袁兵兵等 [37]从腐烂的柑橘果实表面分离得到致腐菌（青霉菌），并利用拟威克酵母（Wickerhamiella domercqiae）生产出槐糖脂，通过离体实验证明了槐糖脂对果实致腐真菌具有很好的抑制作用，当槐糖脂质量浓度为10.0 g/L时抑菌率为100%，它不仅可以用于果实生长发育期霉菌感染的预防，而且可以用于采摘后以及运输过程中对致腐真菌的抑制，延长贮存期。但是槐糖脂对致腐真菌的抑制机理还不清楚，可能是通过破坏霉菌菌丝和孢子的细胞壁而导致霉菌死亡 [6]。
针对槐糖脂的抑菌研究还很少 [38-39]，同样针对槐糖脂在果蔬保鲜方面的研究才刚刚起步，因此还需要研究者进行进一步的实验。
3.2 拮抗菌
3.2.1 拮抗菌概述
迄今为止，人们已经筛选出了百余种拮抗菌，主要包括细菌、小型丝状真菌、酵母三大类。果蔬拮抗菌是对果蔬病原菌具有拮抗作用，能够抑制果蔬病原菌生长，从而起到抑制果蔬病变的一类微生物。由于拮抗菌的种类繁多，作用机理各不相同，无法准确地定义拮抗菌对病原菌的作用机理。目前关于拮抗菌的作用机理有以下几种说法：竞争作用、对病原菌的寄生作用、诱导寄主抗病作用、产生抗生素或抗菌活性物质等 [40]。
根据目前的研究，可将用于柑橘采后病害的主要拮抗菌分为芽孢杆菌属（Bacillus sp.） [41-43]、假单胞菌属（Pseudomonas sp.） [44-45]、木霉属（Trichoderma sp.） [46]、假丝酵母属（Candida sp.） [47]、毕赤酵母属（Pichia sp.） [48]等。
3.2.2 拮抗菌在柑橘果实贮藏中的应用
拮抗菌应用于柑橘果实采后病害的防治已经成为热点，它不仅能够提高病害防治效果，有针对性地抑制病原菌，而且较化学防治方法更好，不会产生耐药菌。许萍 [49]从果园土壤中分离出一株解淀粉芽孢杆菌RY3，将其应用于柑橘采后常见病原菌的抑制作用实验，结果发现，它对柑橘绿霉病菌、青霉病菌和蒂腐病菌抑制作用相对较好，抑制率分别为77.8%、64.1%、51.3%。另外还发现其产生的抗菌蛋白对绿霉病菌菌丝有消融作用，从而使病菌细胞膜遭受破坏，造成死亡。张静等 [50]利用一株从棉花维管束中分离得到的枯草芽孢杆菌PY-1对柑橘采后绿霉病进行防治研究，通过体外实验发现PY-1及其无菌发酵液对指状青霉均有很好的抑制效果，抑菌圈直径分别是（39±1）mm和（20±1）mm。并且体内实验发现PY-1对绿霉病具有较好的抑制作用，且抑制效果强弱依次是发酵液＞菌悬液＞无菌发酵液＞热处理发酵液。范青等 [51]从土壤中分离得到枯草芽孢杆菌B-912作为生防拮抗菌，研究其对柑橘青、绿霉病的抑制效果，结果发现，较高的贮藏温度有利于拮抗菌对病菌的抑制作用，活菌液处理的果实在25 ℃条件下贮藏的发病率及病斑直径均小于15 ℃条件下贮藏的果实，24 h后接种病菌孢子的果实其发病率及病斑直径一般都高于48 h后接种的果实，又通过实验证明枯草芽孢杆菌的抑菌机理主要是产生抗菌素。龙超安等 [7]从柑橘果园根际土壤中分离得到一株对柑橘青、绿霉病菌有强烈拮抗作用的酵母菌株34-9，在活体和离体实验中对病原菌都具有较强的抑制作用，由于酵母菌株34-9紧紧包围在病原菌菌丝周围，致使病原菌的原生质体浓缩和菌丝畸形。
本文介绍的几种新型保鲜剂应用前景非常广阔，但实现柑橘采后商品化处理还需要更进一步的研究。壳寡糖在柑橘 采后贮藏的研究虽然较多，但壳寡糖的作用机理尚不明确，其贮藏保鲜机理还需要进一步验证。植物精油由于其成分的不确定性，其有效成分容易受生长季节和地理环境改变的影响，不确定性很多 [52]。同时由于精油香气特殊，关于其是否有香气残留从而影响果实 本身气味的研究还很少，因此存在很多亟待解决的问题。今后的研究重点可能会转向植物精油的具体成分 分析以及从微观的角度解读精油的抑菌原理等方向。针对槐糖脂的研究只停留在离体实验，没有应用到实际的柑橘果实 防腐保鲜上，若要应用到实际的贮藏保鲜中还需要大量的实验进行验证。拮抗菌只能抑制贮藏过程 中浸染的病原菌，并且针对拮抗菌的抑菌原理也尚无定论。
因此，今后应主要针对新型保鲜方法的机理进行研究； 并且探讨保鲜方法之间的合理复配，以期提高贮藏保鲜效果，找出柑橘果实采后贮藏的较好方法，以实现其货架期和商品率的最大化。
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Development and Utilization of New Preservatives for Citrus Storage
XIONG Yabo
1， YAN Xiaojun
2， YAN Jing
1， QIN Wen
1，*
(1. College of Food Science， Sichuan Agricultural University， Ya’an 625014， China; 2. Chongqing Safety Engineering Institute， Chongqing University of Science and Technology， Chongqing 401331， China)
Abstract：The surface of citrus fruits is susceptible to bacterial invasion， leading to a decline in the shelf life and storage stability. How to preserve citrus fruits is always a hot topic in the citrus industry. This paper reviews several new preservation methods based on the use of non-toxic， biodegradable and environmental-friendly materials such as chitosan oligosaccharides， plant essential oils， sophorolipids and antagonistic bacteria. Herein we analyze the preservative effects of the different treatments on citrus fruits and their inhibitions on the growth of spoilage microbes. Moreover， future trends and commercial prospects of technologies for postharvest preservation of citrus fruits are als o proposed.
Key words：citrus; preservation and freshness maintenance; chitosan oligosaccharide; essential oil; sophorolipid; antagonistic bacteria
中图分类号：TS255.3
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）09-0284-05
doi：10.7506/spkx1002-6630-201509052
收稿日期：2014-05-28
作者简介：熊亚波（1989—），男，硕士研究生，研究方向为果蔬采后生理及贮藏技术。E-mail：xiongyabo1030@163.com
*通信作者：秦文（1967—），女，教授，博士，研究方向为果蔬采后生理及贮藏技术。E-mail：qinwen1967@aliyun.com