《Food Bioscience》:Postharvest Preservation Technologies for Citrus Fruits Based on Natural Ingredients: Pathogenic Mechanisms of Pathogens, Antimicrobial Activity, and Preservation Methods
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•天然化合物的抗菌活性构成了保鲜技术的重要基础。•来源于植物、动物和微生物的天然化合物可用于柑橘采后保鲜。•保鲜技术包括直接处理、涂膜、纳米递送和智能包装。引言柑橘是世界上种植面积最广、产量最高的水果作物之一,在全球水果贸易中占据重要地位。柑橘类水果富含维生素C、类黄酮和多酚
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天然化合物的抗菌活性构成了保鲜技术的重要基础。
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来源于植物、动物和微生物的天然化合物可用于柑橘采后保鲜。
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保鲜技术包括直接处理、涂膜、纳米递送和智能包装。
引言
柑橘是世界上种植面积最广、产量最高的水果作物之一,在全球水果贸易中占据重要地位。柑橘类水果富含维生素C、类黄酮和多酚等生物活性化合物,营养价值极高,深受消费者喜爱(Strano等,2022)。然而,柑橘在采收、运输和储存过程中极易受到机械损伤和病原微生物侵染,导致水分流失、果肉软化、腐烂和品质下降。柑橘全球采后损失可达30%–50%,其中真菌病害是导致这些损失的主要原因之一(Strano等,2022)。青霉菌属(如 Penicillium digitatum digitatum青霉、Penicillium italicum 意大利青霉)以及胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)等病原菌可通过伤口或果实自然开口侵入寄主,破坏细胞结构并诱导组织坏死,最终导致严重腐烂(Deng等,2018;Fran?ois等,2022)。随着全球柑橘贸易持续扩大和供应链日益复杂,采后病害不仅造成显著经济损失,还成为限制柑橘产业高质量可持续发展的关键因素。因此,有效的采后病害防治已成为确保柑橘品质、延长货架期并提升产业可持续性的重要挑战。
化学杀菌剂长期以来一直是防治柑橘采后病害最有效且使用最广泛的方法。丙环唑、甲基硫菌灵、吡唑醚菌酯和唑醚菌酯等药剂能有效抑制真菌孢子萌发和菌丝生长,在商业化生产中发挥着至关重要的作用(Moraes Bazioli等,2019)。然而,随着化学药剂的大规模长期使用,一些潜在问题逐渐暴露。一方面,柑橘病原菌对化学农药产生抗性的问题日益严重(Xi等,2024)。另一方面,食品、土壤和环境中的农药残留很容易引发严重问题,引起消费者和监管部门的广泛关注(El-Sheikh等,2023)。因此,开发高效、安全、环境友好的天然替代品,逐渐成为柑橘采后保鲜领域的关键研究焦点。
天然来源的化合物在抑制柑橘采后病原菌方面具有显著能力(El Kahia等,2025;Wu等,2017)。这些源自植物、动物和微生物的天然生物活性化合物,因其低毒性和多样的作用机制而受到广泛关注(Yarmolinsky等,2024)。此前的研究表明,植物精油(EOs)中的萜烯、酚类和醛类等生物活性化合物,可通过破坏病原菌细胞膜完整性、干扰线粒体能量代谢、抑制孢子萌发和菌丝生长以及改变真菌致病性相关基因等多种机制发挥抗菌作用(Leiva-Mora等,2025)。动物来源的壳聚糖不仅具有直接的抗菌活性,还能诱导果实防御反应,从而有助于采后储存期间的真菌病原菌控制(Rajestary等,2021)。微生物来源的生物活性化合物(如细菌素)表现出良好的稳定性和缓释能力,为柑橘保鲜开辟了新途径(Sugrue等,2024)。然而,大多数天然生物活性化合物普遍具有高挥发性、水溶性差、稳定性低以及易受光照和氧化的影响等特点(Zhang等,2022),这限制了它们的实际应用。为解决上述问题,纳米递送和包封技术逐渐成为研究热点。例如,将肉桂精油包封于壳聚糖纳米粒子中可显著增强其缓释性能和抗菌功效(Mohammadi等,2020)。类似地,将香芹酚负载于纳米乳中可减轻果蔬的微生物污染和水分损失(Xie等,2024)。此外,天然化合物与可食用涂膜、气调包装、冷链保鲜和智能包装方法的协同应用,进一步提升了柑橘的采后保鲜效果,显示出良好的产业化应用前景。顺应这一不断增长的研
总体而言,基于天然成分的采后保鲜技术因其卓越的安全性、环境友好性和广谱抗菌潜力,被认为是替代传统化学防腐剂并促进果蔬产业可持续发展的关键策略(Chen等,2023)。近年来,关于天然生物活性化合物筛选、抗菌机制阐明以及新型递送技术开发的研
章节片段
柑橘主要采后病原菌及其致病机制
在采后储存过程中,柑橘易发生多种微生物病害,主要由真菌病原菌引起(Wang等,2022)。青霉病和蒂腐病(SER)是导致柑橘采后损失的主要病害。这些病害具有特定的侵染途径和复杂的致病机制,会损害果实组织并严重影响商品性和货架期。因此,充分了解其生物学特性至关重要。
天然化合物及其次生代谢产物的抗菌活性与特性
柑橘采后病害的防控目前正处于关键转折点,正由合成化学杀菌剂向绿色可持续方法转变。本节概述了针对柑橘病原菌具有活性的天然化合物,重点阐述其来源、抗菌谱、作用机制、稳定性及影响因素。
基于天然成分的柑橘保鲜方法
天然成分保鲜方法已从单一处理手段演变为整合生物保鲜剂、复合涂膜和递送系统的多功能体系。通过协同调控病害防控、品质保持和安全性,为商业化应用开辟了新的途径。图5展示了天然成分在柑橘保鲜中的应用。
结论与展望
近年来,随着对绿色农业和食品安全的重视日益增加,基于天然成分的柑橘采后保鲜技术逐渐成为关键研究领域,旨在通过环境友好方法控制采后病害并保持果实品质。天然生物活性化合物为柑橘采后病害的防治提供了丰富的抗菌剂来源,而相关技术的进展
作者贡献声明(CRediT)
Jianhua Xie(谢建华):撰写——审稿与编辑,数据整理。Huanhuan Dong(董欢欢):撰写——审稿与编辑,数据整理。Huiting Xi(席慧婷):撰写——审稿与编辑,调查研究。Yousheng Huang(黄友生):撰写——审稿与编辑,数据整理。Mengzhen Chen(陈梦珍):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,构思。Jia Zeng(曾佳):撰写——审稿与编辑,形式分析。Liuming Xie(谢流明):撰写——审稿与编辑,撰写——初稿,构思。Jindan Xiao(肖金丹):撰写——审稿与编辑。
未被引用参考文献
Kumar Pandey等,2022。
资助
本研究由江西省农业关键技术研究项目资助(项目编号:JXNK20260901)。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
陈梦珍|曾佳|肖金丹|滕磊|王金雨|席慧婷|黄友生|谢建华|董欢欢|谢流明