針對病原微生物的葡萄貯藏保鮮研究進展

程雅芳 李瑋 檀倩影

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

關鍵詞：葡萄；病原微生物；防腐；經濟效益

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年全國葡萄總產量為1 499.80萬t。隨著廣西農業科學院主持的南方葡萄一年兩收栽培技術的成功實踐，葡萄種植在廣西壯族自治區迅猛發展。葡萄的種植形勢良好，產量逐年增加。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，易出現病原微生物感染、干梗脫粒、果梗褐變等現象，造成的經濟損失超過總產量的20%[1-2]。

導致葡萄腐敗的因素主要有理化和微生物因素。①溫度、水分等的影響導致果實失水皺縮，貯藏溫度過低導致干梗、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有關。②目前葡萄儲藏普遍采用低溫技術，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整體組織結構，降低其抗氧化能力，從而引起果實褪色、果梗褐變，影響果實感官性狀，使其營養價值降低，縮短了果實貯藏時間。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、西北地區更為嚴重。因此，如何在從田間栽培到果實采后貯藏的整個過程中防治微生物病害，成為廣西葡萄產業發展的關鍵性技術難題之一。

引起葡萄腐爛變質的病原微生物主要以真菌為主，真菌入侵導致的損失占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。據報道，引起一年兩收葡萄腐爛的病原菌主要有7個種屬，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境中極易繁殖，會直接影響葡萄品質。

2 抑制病原微生物繁殖的主要貯藏技術

2.1 理化保鮮

2.1.1 物理保鮮法

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

低溫氣調保存主要通過抑制葡萄的呼吸作用，減少乙烯等化學物質的產生，降低與腐敗相關的酶類活性，抑制病原微生物的生長，從而延長貨架期。張柯等[3]發現（-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的氣調包裝（5% O2+8% CO2）對葡萄進行保鮮，發現葡萄在貯藏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，滅活與腐敗相關的酶類，研究發現分別在52.5 ℃和55.0 ℃條件下處理18～27 min，葡萄的感官質量并未出現顯著性變化，其品質保持良好[5]。王辰元等[6]研究發現采用60Co-γ輻照葡萄果實，當劑量為600 Gy時，可有效抑制葡萄白腐病、灰霉病和潰瘍病的發生，減緩病斑的擴展。物理保鮮方法的應用雖然對病原菌的抑制效果較好，但成本較高，需要特殊的設備，因此在葡萄貯藏保鮮中的應用并不廣泛。

2.1.2 化學保鮮法

化學保鮮法主要使用化學保鮮劑、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，對葡萄灰霉菌的抑制率可達72.73%。王曼等[8]用SO2熏蒸鮮食葡萄，通過調控亞硫酸鹽代謝途徑提升對灰霉病的抗性，延緩發病，結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，廣西對葡萄的病原微生物控制主要采用低溫結合二氧化硫和硫化物為主要成分的化學保鮮劑，抑制低溫腐敗的發生。康慧芳[9]認為使用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葡萄的損害，9.0 μg·L-1 ClO2處理果實30 min能有效抑制交鏈孢霉菌的生長，減少此類霉病的發生概率。龐麗婷等[10]采用保鮮劑1-甲基環丙烯處理陽光玫瑰葡萄，儲藏90 d后的商品品質優于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、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。化學保鮮劑具有價格相對低廉、操作簡便等優勢。但正因為這樣的便利，導致這些化學藥劑在使用的過程中普遍存在濫用的問題，造成了比較嚴重的食品安全問題，從而影響葡萄品質。此外，長期使用化學殺菌劑還會使致病菌產生抗藥性，從而降低防治效果，提高防治成本。目前，更多的研究者將1-甲基環丙烯和SO2結合使用，或與ClO2結合熏蒸處理，都取得了良好的抑菌效果，現有化學保鮮劑的使用多采取復合使用方式，可以達到減毒增效的目的。

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的抑菌和抗氧化活性，且安全性高，病原微生物不易產生抗性，是目前新型保鮮劑的研究熱點。張淳恩[11]研究了互葉白千層精油對巨峰葡萄的防腐效果，結果發現互葉白千層精油對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境中都具有顯著促進作用。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值，能夠延長其貨架期。

當前多數研究者使用多酚類、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，對人體無害，無污染，但其提取純化方法有待提升和開發，目前商業應用較少，多停留在研究階段。

2.2.2 微生物防腐法

目前研究發現的拮抗微生物包括細菌、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，遺傳轉化系統完善，安全性高，耐受低溫、貧養環境、易在葡萄表面定植，對化學抑菌劑抗性強，不產生抗生素，對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，酵母菌在國內外都是研究拮抗作用的熱點。

研究人員利用假絲酵母發酵液處理葡萄，與對照組相比，實驗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，減少了果實腐爛現象的發生概率。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。國內學者也陸續對漢遜德巴利酵母、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行了研究。李強等[14]篩選出一株釀酒酵母，將其應用到葡萄采后黑曲霉病的防治，結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，結果顯示葡萄的腐爛率與對照組相比降低了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固態發酵產揮發性物質有顯著抑制灰霉菌繁殖的特點，采用熏蒸處理方法，在25 ℃下貯藏25 d，發現經熏蒸處理過的葡萄果實并行指數顯著降低，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擴展青霉、黑曲霉等病原菌的菌絲生長、孢子萌發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個屬、40多個種。但只有少量應用到生產上，大多停留在實驗室研究階段。可能是因為酵母菌的植物病原菌防治的廣譜性差，拮抗效果受環境影響較大，防治效果存在較大差異。

3 結語

目前主要以化學殺菌劑為主要方式對葡萄采后病害進行防治，但使致病菌對化學殺菌劑的耐藥性越來越強，導致防治效果越來越差。化學殺菌劑帶來的環境問題、農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下，已出現了很多新的防治方法，但由于經濟成本、適用范圍、對葡萄的二次污染和殘留等問題，仍然沒有找到完全代替傳統貯藏方法的新方法。

在今后的研究中，可以從以下4個方面展開。①理清病原微生物引起葡萄腐敗的致病機理，有針對性地提出新的防治技術，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持續改進現有的綠色防腐技術，降低使用成本，擴大適用范圍。可以將現有的防腐技術聯合應用，同時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的防治要貫穿果園的栽培管理、采摘、貯藏、運輸、銷售全過程，對葡萄進行分級管理、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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