檸檬食品安全性的研究進展

檸檬食品安全性的研究進展

芒果是黃連科的一種著名的熱帶水果。它被稱為熱帶水果之王。在熱帶水果中，他是第一位。它的水果有美麗的皮和肉，美麗的肉質(zhì)，柔軟的口感，強烈的香味和強烈的胃和香味。此外，果實的營養(yǎng)價值也很高，受到國內(nèi)外特別是東部國家消費者的歡迎。由于成熟期芒果采收后代謝旺盛以及病原微生物的潛伏侵染,造成了流通過程中的較大損耗,嚴重影響其出口及北運,限制了芒果生產(chǎn)發(fā)展。而炭疽病(ColletotrichumgloeosporioidesPenz.)和蒂腐病(BotryodiplodiplodiatheobromaePat)是采后芒果的兩大主要病害,芒果炭疽病在各芒果產(chǎn)區(qū)均有分布,貯運期病果率一般為30%~50%,嚴重可達100%;芒果蒂腐病是僅次于炭疽病的重要病害,它使芒果果實貯運期間嚴重腐爛,該病在廣東省芒果主產(chǎn)區(qū)都有不同程度的發(fā)生,貯運期病果率達10%~40%。由于上述兩類病菌均具有潛伏侵染的特性,因此常常在果實采后貯運過程中發(fā)病,使果皮和果蒂上出現(xiàn)黑斑塊,引起果實腐爛。目前,中國多采用多菌靈、施寶克等化學藥劑浸果來防治芒果的采后病害,但長期使用化學農(nóng)藥會使病原菌產(chǎn)生抗藥性,污染環(huán)境,農(nóng)藥殘留影響食品安全,因此減少化學殺菌劑的使用量、積極探討有效的生物防治技術已成為防治芒果采后病害的熱點。目前主要研究的生物防治手段有:植物源抑菌物質(zhì)、拮抗微生物以及誘導抗病性等。1生物活性物質(zhì)植物是生物活性化合物的天然寶庫,其產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物超過400000種,其中許多次生化學物質(zhì)具有殺蟲和(或)抑菌等生物活性,在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥上有著重要的研究價值。植物源農(nóng)藥具有低毒、低殘留的特點,能夠保持農(nóng)產(chǎn)品的高品質(zhì),因此,從植物中尋找農(nóng)藥活性物質(zhì)以研究開發(fā)植物源農(nóng)藥是目前農(nóng)藥研究領域的熱點之一。在防治芒果采后主要病害中,主要進行了殺菌植物的大量篩選、有效成分的分離、純化以及對病原菌作用機理等的研究。1.1高效植物主體分子的檢測何衍彪、胡美姣等通過篩選殺菌植物的研究可知多種植物的有機溶劑提取液均對芒果炭疽病、蒂腐病有抑制作用,在中草藥質(zhì)量濃度相當于20mg/mL干藥材的條件下,丁香對兩種病原菌的抑制率均達到100%,在100mg/mL(每mL含100mg干物質(zhì)的提取物)濃度下,石菖蒲、艾草、陽春砂、益智、飛機草等植物在芒果炭疽病菌抗藥性菌株室內(nèi)試驗中作用效果明顯優(yōu)于10000mg/L多菌靈,其中石菖蒲丙酮提取物對芒果炭疽病菌敏感菌株、抗藥性菌株有效中濃度分別為5.91、4.06mg/mL,艾草丙酮提取物對芒果炭疽病菌敏感菌株、抗藥性菌株有效中濃度分別為9.24、14.53mg/mL。另有研究表明松崗的乙醇提取物以及黃皮果核的甲醇提取物均對芒果炭疽病菌、蒂腐病菌有顯著抑制效果,在濃度為10mg/mL時,黃皮果核甲醇提取物對芒果炭疽病菌抑制率達到91.42%,對芒果蒂腐病菌的抑制率為56.80%。芒果核仁含有大量的植物脂肪、糖分,還含有芒果苷、黃酮類物質(zhì)以及抗氧化活性物質(zhì),具有一定的抗菌作用,楊秀娟等的研究結(jié)果表明,芒果核仁的氯仿提取物對芒果炭疽病菌的抑制率達43.7%。1.2竹烯提取物的體外抑菌活性目前對殺菌植物中有效成分的分離、純化開展了大量的研究。張萬里經(jīng)過試驗推測崗松的有效殺菌物質(zhì)為松崗精油,并采用GC-MS聯(lián)用法,鑒定出崗松精油主要成分23個,分別對相對含量在5%以上的β-蒎烯、1,8-桉葉素、芳樟醇、松油醇和石竹烯以500μg/mL濃度對芒果炭疽病菌、芒果蒂腐病菌進行室內(nèi)活性測定,試驗結(jié)果表明,1,8-桉葉素對芒果蒂腐病菌的抑菌率為93.68%;而松油醇對芒果炭疽病菌的抑菌率為69.17%。劉艷霞采用液-液分配萃取法對大量浸提的黃皮果核甲醇提取物進行初步分離,乙酸乙酯相萃取物對芒果炭疽病菌有比較強的抑制活性,將乙酸乙酯相萃取物進行柱層析分離、純化及活性跟蹤,得到活性物質(zhì)為無色透明片狀晶體。通過核磁共振氫譜和碳譜分析,最后鑒定該化合物為N-甲基-桂皮酰胺,該化合物對芒果炭疽病菌菌絲生長有很好的抑制作用,對芒果炭疽病菌的EC50值為56.29μg/mL,當處理濃度為200μg/mL時,5d后對芒果炭疽病菌的抑制率為94.82%,在100μg/mL時,抑菌率亦達到69.72%。1.3n-甲基-科學化通過抑菌、保鮮機理研究結(jié)果表明,崗松精油和N-甲基-桂皮酰胺可導致菌絲體出現(xiàn)腫脹、畸形、分生孢子梗發(fā)生扭曲并出現(xiàn)空洞現(xiàn)象,末端分支增多,分生孢子萌發(fā)受到抑制作用。崗松精油4mg/mL處理下,對芒果果實抗病重要相關酶,如多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均具有一定誘導作用。而N-甲基-桂皮酰胺濃度為50、100、150μg/mL處理芒果炭疽病菌后,各處理濃度下菌絲體內(nèi)的可溶性蛋白含量,總糖含量較對照明顯下降,并且隨著處理濃度的升高,可溶性蛋白和總糖含量越低,可以看出經(jīng)化合物處理后,抑制了蛋白質(zhì)的合成或使蛋白質(zhì)變性,造成蛋白質(zhì)含量降低;而在總糖含量降低的同時,病原真菌賴以生存的能量將供應不足,從而影響菌絲體的生長,分生孢子的萌發(fā),同時N-甲基-桂皮酰胺在一定程度上誘導了POD酶活力的提高,從而延緩芒果的腐爛進程。2抗菌素的篩選微生物農(nóng)藥具有以下優(yōu)點:(1)防治效果好,對人畜安全無毒,不污染環(huán)境,無殘留;(2)特異性強,不傷害有益生物,能保持生態(tài)平衡;(3)生產(chǎn)原料和有效成分屬天然產(chǎn)物,它可回歸自然,保證可持續(xù)發(fā)展;(4)多種因素和成分發(fā)揮作用,害蟲和病原菌難以產(chǎn)生抗藥性;(5)生產(chǎn)工藝比較簡單,開發(fā)與登記等費用低于化學農(nóng)藥,因此利用拮抗微生物來控制采后病害是一項具有很大潛力的新技術。目前已經(jīng)從植物和土壤中分離出許多具有拮抗作用的細菌,絲狀真菌和酵母菌,這些微生物對引起果實采后腐爛的許多病原菌都具有明顯的抑制作用。利用拮抗微生物防治芒果炭疽病雖然國內(nèi)外已有一些報道,但對拮抗微生物防治該病的機理所知甚少。針對芒果炭疽病和蒂腐病,楊勝遠等開展了有效拮抗菌的篩選并得到菌株X-98-2,該拮抗菌對病原菌有一定的溶菌作用,病菌分生孢子膨大成畸形,菌絲體扭曲;隨著時間的延長,有些菌絲體不再膨大,凝集在一起,部分菌絲壁溶解?？梢娹卓咕鶻-98-2主要是通過產(chǎn)生抗生素而達到對芒果炭疽病和蒂腐病菌的拮抗作用。另外拮抗菌X-98-2的發(fā)酵液可明顯抑制芒果的新陳代謝,降低呼吸強度,減少失重,防止果柄脫落,切斷其它病原菌的入侵。張榮意等篩選得到3株有效拮抗炭疽病的枯草芽孢桿菌,編號為Ba24、Ba6、Ba23,其對芒果炭疽病菌的菌絲和孢子萌發(fā)都有較好的抑制效果,其中Ba24在對峙培養(yǎng)中,抑菌帶寬度0.8cm,含10%培養(yǎng)濾液的平板上菌絲生長抑制率達98%以上,因而在防治芒果采后炭疽病方面具有很好的應用潛能。近年來的研究結(jié)果還表明,用不產(chǎn)生抗菌素的酵母菌來代替產(chǎn)生抗菌素的細菌處理果實對采后病害的控制也具有同樣的效果,同時,還可以避免病菌對抗菌素產(chǎn)生抗性而降低生物防治的抑病效果。許多具有拮抗作用的酵母菌都能抑制采后病菌的生長,雖然它們的作用機理還不清楚,但可能與營養(yǎng)物質(zhì)的競爭,生長空間的爭奪,直接寄生病原菌和誘導抗性等因素有關。何秀娟篩選出能有效防治芒果炭疽病和蒂腐病的酵母菌株X-I和Mo.7,其抑菌效果均與懸浮液的濃度成正相關,108cfu/mL酵母菌懸浮液對病菌的防治效果與200mg/L多菌靈藥劑無明顯差異,106和107cfu/mL酵母菌液也有一定的抑菌效果,果實發(fā)病率明顯低于對照。3生物活性因子近年來,有關果蔬采后誘導抗性的研究較多,生物和非生物因子(如微生物、化學物質(zhì)、物理因素以及天然物質(zhì)等)都能夠誘導果蔬產(chǎn)品采后的抗性。生物因子研究較多的是拮抗菌,許多生物拮抗菌都具有誘導果實提高抗病相關酶括性的作用,可以有效抑制病原菌的生長。物理誘導主要包括γ-射線、離子輻射、紫外光照和熱水處理等,低劑量紫外光照射芒果等果蔬產(chǎn)品可明顯減輕采后病害。3.1不同處理對紅癟果果實貯藏病害的影響榮瑞芬等以芒果為試材,從篩選控制貯期腐爛、延緩后熟的適宜UV-C照射劑量及UV-C引發(fā)的果實生理生化代謝和果皮細胞超微結(jié)構變化等方面進行了UV-C誘導抗病性機理研究,結(jié)果表明UV-C處理延緩了芒果的成熟衰老;另外生長期套袋也可減少果實貯藏病害的發(fā)生和腐爛,芒果套袋減少了由炭疽菌引起的炭疽病和梗端腐爛的發(fā)生。紅象牙芒果果實套袋可顯著減少病蟲害,特別是降低貯藏期炭疽病的發(fā)生率,減少貯藏期的爛果率;而熱處理應用于不耐低溫的熱帶水果已成為控制芒果等貯藏病害重要的采后處理方法,特別是對潛伏炭疽菌的為害,其防效尤為明顯,其原因之一是抑制了潛伏炭疽菌細胞壁降解酶的活性,胡美姣等研究結(jié)果表明,果實采后經(jīng)熱處理可誘導芒果果皮PAL活性提高且貯藏期間炭疽病發(fā)生速度較慢,發(fā)病率低。3.2外源水楊酸合成表現(xiàn)為保鮮劑的抗病品種,并將其作為植物抗病相關酶抑制劑的使用在生用于果蔬產(chǎn)品的化學誘導劑主要有β-氨基丁酸(BABA)、苯丙噻重氮(ASM)、水楊酸(SA)、茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MJ)等。水楊酸是一種廣泛存在于高等植物中的簡單酚類化合物,既能影響果實的后熟衰老,還在植物抗病反應中起作用。SA對病原菌無直接殺害作用,而是通過有效誘導植物系統(tǒng)性獲得抗病性反應,保護其免受病毒、細菌和真菌等病原物的侵害。水楊酸對植物抗性的誘導可能是誘導了一些防衛(wèi)基因的表達,如幾丁質(zhì)酶,β-1,3葡聚糖酶,苯丙氨酸解氨酶(PAL),多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)等的合成,這些抗病蛋白或者酶能夠使植物的抗病能力增強。有研究表明,外源水楊酸能夠誘導植物組織積累H2O2,而H2O2在植物抗病反應中也有非常重要的作用。曾凱芳等報道貯藏過程中,SA處理后芒果果皮中的過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、超氧化物歧化酶的活性以及總酚和過氧化氫含量明顯高于對照,其中苯丙氨酸解氨酶活性在接種后第4天達到對照的3.4倍;在生長期用合適濃度的非殺菌性化合物草酸或SA處理芒果果實,可顯著提高對采后果實炭疽病、蒂腐病的抗性,降低果實采后的腐爛率,同時在接菌試驗中顯著降低了接種炭疽病菌后期果實的病斑直徑,抑制了芒果果實病菌的潛伏侵染率[41,42,43,44,45,46]。高兆銀等研究表明水楊酸殼聚糖復合涂膜對芒果炭疽病和蒂腐病均有一定的抑制效果,在水楊酸濃度為0.5~2.0mmol/L的條件下,隨著水楊酸濃度的增加,復合涂膜的防治效果越來越明顯,其中水楊酸殼聚糖復合涂膜對蒂腐病的防治效果比炭疽病更明顯。另有報道用I-MCP處理芒果,可有效降低果實蒂腐病的發(fā)病率,明顯減輕了病害的發(fā)生。2,6二氯異煙酸(INA)是非常有效的植物抗病基因誘導劑,能誘導多種植物對真菌、細菌和病毒侵染的抗性,其離體無殺菌活性,在植物體內(nèi)也不能產(chǎn)生有殺菌活性的代謝物,但該物質(zhì)及其甲酯衍生物具有誘導系統(tǒng)獲得抗病性的能力。在對整株植物或植物葉片的研究中發(fā)現(xiàn),INA能誘導植物對真菌、細菌和病毒侵染的抗性。INA能誘導植物抗病基因的表達和抗病相關酶活性的變化,還引起植物組織結(jié)構的變化和苯丙烷代謝的增強。曾凱芳研究表明INA處理能有效地增強芒果果實對病原侵染的抵抗能力,降低了果實的腐爛率和損傷接種病斑直徑;而且INA的處理效果與其作用濃度有關,高濃度(100mg/L)效果更加顯著。4采后病害防治技術研究利用植物源提取物、拮抗微生物以及采前采后誘導抗性等方法防治芒果采后病害已取得較大進展,但仍有許多問題有待深入研究。在植物源抑菌物質(zhì)方面已經(jīng)開展了大量的殺菌植物篩選、殺菌植物中有效成分的分離、純化、以及有效成分對病原菌作用機理等方面的研究,已明確有多種植物的提取物對芒果采后病害的防治有效,但僅對個別種類進行了有效成分的分離、確定,因此應加強該方面的研究,為今后的使用提供更大的資源庫,另外在病菌是否對其產(chǎn)生抗性方面應開展進一步的研究。拮抗微生物方面,已經(jīng)開展了有效拮抗菌株的大量篩選工作,并得到多種可以有效拮抗芒果采后病害的微生物。了解拮抗微生物在果實表面的生態(tài)特性對有效的綜合防治技術十分重要,但有關微生物在果實表面和傷口的活動情況的報道則很少,拮抗微生物的活性及代謝的水解酶的活性受到溫度、濕度、介質(zhì)、pH值等環(huán)境因素影響,其防治芒果采后病害的效果不及化學農(nóng)藥穩(wěn)定,同時對其拮抗機理的研究還不夠深入,因此今后的研究當中應加強上述方面的研究,同時開展施用方法和制劑化方面的研究,克服應用的不利因素。誘導抗性方面的研究主要集中在物理和化學手段方面,在生長期套袋和采后熱處理均為簡單有效的方法,在生產(chǎn)上應該結(jié)合使用,但僅靠這種物理手段很難達到令人滿意的效果;在化學誘抗劑方