《Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》：Postharvest management of fungal pathogens of selected fruits: role of plant extracts, essential oils, edible films/coatings, and green nanoparticles
背景：芒果（Mangifera indica）、苹果（Malus × domestica）、番茄（Solanum lycopersicum）和草莓（Fragaria × ananassa）等水果在全球范围内被消费，属于高经济价值作物类别。然而，针对真菌感染的采后管理仍然是保持这些水果质量标准的挑战。几十年来，农民一直依赖合成杀菌剂，从而对人类健康以及整个生态系统产生严重影响。为了避免这种情况，世界各地的研究实验室已经发现了这些化学杀菌剂的安全替代品。主体：本综述旨在总结和分析替代采后处理方法，包括植物提取物、可食用薄膜/涂层、绿色金属纳米颗粒（GMNPs）和植物源精油（EOs），用于控制真菌感染。该综述还强调了每种方法相关的挑战。结论：天然杀菌剂有效杀死或抑制采后真菌，同时保持整体水果品质，这对零售商、农民和最终消费者至关重要。
1 Introduction
引言部分概述了四种高经济价值水果（芒果、苹果、番茄、草莓）的全球消费与生产现状，指出采后真菌感染导致高达28%-55%的损失，年经济损失约7500亿美元。研究背景强调合成杀菌剂对人类健康与生态系统的危害，以及欧盟“从农场到餐桌战略”对减少农药依赖的推动。本综述旨在总结植物提取物、精油（EOs）、可食用薄膜/涂层和绿色金属纳米颗粒（GMNPs）在控制苹果、草莓、番茄和芒果采后真菌病害中的应用，并分析各方法的挑战。
1.1 Methodology
通过Google Scholar、PubMed、Web of Science等数据库，以“苹果”、“芒果”、“草莓”、“番茄”、“采后感染”、“化学处理”、“真菌感染”、“健康问题”、“精油”、“植物提取物”、“绿色金属纳米颗粒”、“可食用涂层”、“可食用薄膜”及“挑战”为关键词进行文献检索，筛选出61篇符合纳入标准的英文研究/综述文章。
2 Type of fungal phytopathogens of the selected fruits: an overview
综述了四种水果的主要采后真菌病原体。苹果：炭疽病由Colletotrichum spp.引起，牛眼病由Neofabraea spp.引起，青霉病由Penicillium expansum引起，黑斑病由Alternaria alternata引起。芒果：炭疽病由Colletotrichum gloeosporioides引起，茎端腐病由Lasiodiplodia theobromae引起，以及其他病害。草莓：灰霉病由Botrytis cinerea引起，软腐病由Rhizopus和Mucor spp.引起，炭疽病由Colletotrichum acutatum引起。番茄：真菌病害包括Alternaria solani、Alternaria alternata、Fusarium oxysporum等。
3 Chemicals used in the postharvest management of selected fruits
3.1 Apple
1-甲基环丙烯（1-MCP）广泛用于延缓苹果成熟与衰老，其效果受品种、浓度、储存条件等因素影响。新型乙烯拮抗剂1H-cyclopropa[b]naphthalene（BC）和1H-cyclopropabenzene（NC）通过熏蒸或浸泡处理可降低呼吸速率和乙烯产量，保持硬度。杀菌剂苯醚甲环唑（DIF）与咯菌腈（fludioxonil）组合用于采后病害管理，但DIF存在生态风险。联苯胺（DPA）作为抗氧化剂用于控制贮藏期病害，但其作用机制尚不完全明确。
3.2 Mango
1-MCP（1 μL/L，12 h）处理“Kensington Pride”芒果可降低乙烯产量和呼吸速率。一氧化氮（NO，100 μM，30 min）处理“Zill”芒果可延迟呼吸高峰。水杨酸（SA，1 mmol/L）可减少芒果炭疽病发病率，并增强β-1,3-葡聚糖酶（GLU）和几丁质酶（CHI）活性。咪鲜胺（prochloraz）虽有效但已被欧盟禁用，替代方法亟待探索。次氯酸钠（NaOCl）处理可防真菌污染并延长货架期。
3.3 Strawberries
硫化氢（H2S，以NaHS为供体，1.5 M）处理可延迟草莓成熟，降低呼吸速率。1-MCP（1 μL/L，12 h）处理可维持硬度和色泽，抑制细胞壁降解酶多聚半乳糖醛酸酶（PG）和果胶甲酯酶（PME）活性。乙醇蒸气处理可维持微生物质量，降低乙烯产量。
3.4 Tomato
1-MCP可延长货架期，保持硬度并延缓番茄红素积累。氯化钙（CaCl2）处理可延缓颜色发育和乙烯产生，延长货架期92%。NaOCl和噻菌灵（thiabendazole）等消毒剂用于减少微生物负荷。
4 Health aspects of chemicals used in postharvest management of selected fruits
1-MCP的毒性数据有限，短期口服毒性试验显示狗的无可见有害作用水平（NOAEL）为4.1 mg/Kg体重/天，吸入试验的大鼠无可见有害作用浓度（NOAEC）为23.5 ppm。苯醚甲环唑（DIF）残留检出浓度可达1.90 mg/Kg，对水生生态系统风险商数高达9525。咯菌腈（fludioxonil）被鉴定为内分泌干扰物，引起氧化应激和线粒体功能障碍。硫化氢（H2S）低浓度（<0.03 ppm）即可引起神经、呼吸和眼部效应。氯化过程产生的消毒副产物（DBPs）如三卤甲烷（THM）和卤乙酸（HAAs）与癌症等健康风险相关。
5 Role of plants extracts in postharvest management of fungal pathogens of selected fruits
植物提取物通过溶剂萃取获得，含酚类、黄酮类、醌类等次生代谢物，具有抗氧化和抗菌特性，可抑制孢子萌发、菌丝生长和毒素产生。
5.1 Apple
Celtis australis提取物（300 g/L）对苹果青霉病和灰霉病的菌丝生长抑制率分别为61%和41%。Eucalyptus globulus水提物使炭疽病和黑斑病的病斑直径<6.80 mm，保护潜力>84.92%。Notopterygium incisum中分离的falcarindiol可抑制Botryosphaeria dothidea孢子萌发并增强膜通透性。
5.2 Mango
Allium sativum和Ruta chalepensis水提物结合热水处理（HWT 50-55°C）可减轻芒果炭疽病强度，提高商品率>80%，且不影响品质指标。
5.3 Strawberries
Amethyst garlic和pelargonium提取物显著抑制Botrytis cinerea，延长草莓货架期。Silene uniflora提取物在1000-1500 μg/mL浓度下完全抑制Colletotrichum nymphaeae和Botrytis cinerea。石榴皮水提物（PAE）中的punicalagin类似两性霉素B（AmB），通过形成孔状聚集体增强抗真菌活性。
5.4 Tomato
Vernonia amygdalina和Azadirachta indica叶提取物（10% w/v）显著抑制Fusarium verticilloides菌丝生长，减少果实重量损失，且不影响风味。
6 Challenges with plant extracts
植物提取物商业化产品有限，全球生物杀菌剂市场2020年价值16亿美元，预计2025年达34亿美元，但远低于合成杀菌剂市场（2019年187亿美元）。商业化面临高成本（配方、毒理学、登记）、监管壁垒及植物毒性风险。
7 Role of plant essential oils (EOs) in postharvest management of fungal pathogens of selected fruits
精油（EOs）是挥发性有机化合物（VOCs），通过破坏细胞膜、干扰麦角甾醇合成等机制发挥抗菌作用。
7.1 Apple
Thymus vulgaris EO（0.2 mL/L）在琼脂扩散试验中对Fusarium avenaceum、Botrytis cinerea、Neofabraea vagabunda和Penicillium expansum的菌丝生长抑制率达86.1%-66.9%。Rosmarinus officinalis和Eucalyptus EO混合物可减少Penicillium expansum病斑生长。Melissa officinalis EO主要成分pulegone等对三种病原菌有效。
7.2 Mango
牛至、肉桂皮、丁香和迷迭香胡椒EO在250-2000 μL/L浓度下完全抑制Alternaria alternata、Colletotrichum siamense等菌丝生长，主要活性成分为香芹酚（carvacrol）和百里香酚（thymol）。柠檬草、罗勒和肉桂EO可有效控制芒果炭疽病。
7.3 Strawberries
Ziziphora clinopodioides和Origanum onites EO对Botrytis cinerea有中高度抑制效果。Thymus vulgaris（Tv）和Origanum heracleoticum（Oh）蒸气使灰霉病指数降低57.69%和53.85%。Rosmarinus officinalis和Allium sativum EO通过提高酚类物质和过氧化物酶活性维持品质。
7.4 Tomato
百里香酚纳米乳剂（Nano-Thy）通过诱导活性氧（ROS）积累和脂质过氧化杀灭Botrytis cinerea。Thymus vulgaris和Origanum vulgare EO及其水馏物（HYSs）混合使番茄灰霉病发病率和严重度降低70%-76%。Zanthoxylum armatum EO（主要成分桧烯和桉叶油醇）在4.5 μL/mL浓度下显著抑制Alternaria alternata，并提高抗氧化酶活性。
8 Challenges with EOs
EOs注册过程复杂，部分成分（如甲基丁香酚）因遗传毒性被禁。需更多毒理学研究评估健康风险，并明确分解机制。
9 Role of edible films/coatings in postharvest management of fungal pathogens of selected fruits
可食用薄膜/涂层由多糖、脂质、蛋白质等制成，可调节气体和水分传递，常添加活性添加剂（植物提取物、EOs等）以延缓微生物腐败。
9.1 Apple
Aloe vera（ALV）凝胶涂层结合Zataria multiflora EO（ZMO，150 μL/L）显著降低蓝霉和灰霉病，提高硬度和总酚含量。壳聚糖（chitosan）与百里香EO或丁香EO联用可抑制Botrytis cinerea和Penicillium感染。淀粉-结冷胶（80:20）涂层减少灰霉病严重度。
9.2 Mango
发酵棕榈仁粕（PKC）的抗菌肽结合壳聚糖涂层抑制Botryodiplodia theobromae和Colletotrichum gloeosporioides。乳过氧化物酶系统（LPOS）结合壳聚糖（1%）完全抑制Pestalotiopsis sp.。紫胶（shellac）与单宁酸（TA）复合涂层延缓成熟，抑制Phomopsis mangiferae和Colletotrichum gloeosporioides。壳聚糖基涂层含Eucalyptus radiata EO（EEO）和氧化锌纳米颗粒（ZnO-NPs）使Lasiodiplodia theobromae菌丝生长抑制率达97.28%。
9.3 Strawberries
壳聚糖（CS）和类胡萝卜素蛋白（CS-CP）涂层在冷藏下形成真菌屏障。静电喷雾（ES）涂覆藻酸盐涂层（含甲基肉桂酸和香芹酚）使草莓感染率降至5.6%，优于对照组16.6%。
9.4 Tomato
羧甲基纤维素（CMC）基涂层含Thymus vulgaris EO（0.5%）对Fusarium cf. oxysporum的抑制率达85.31%，延长货架期。
10 Challenges with edible films/coatings
可食用薄膜/涂层的储存稳定性、经济性及规模化应用受限。纳米材料需评估生态影响，亲水性可通过添加脂溶性成分（如精油）改善。
11 Role of green metal nanoparticles (GMNPs) in postharvest management of fungal pathogens of selected fruits
绿色金属纳米颗粒（GMNPs）由植物提取物合成，通过诱导膜渗漏、脂质过氧化和呼吸链抑制发挥抗真菌活性。
11.1 Apple
Colchicum ritchii花提取物制备的氯化钙纳米颗粒（CRNPs）对Botryosphaeria dothidea有优异抗性，延长鲜切苹果货架期至25天。Pouteria caimito果提取物衍生氯化钙纳米颗粒（PCNP）抑制苹果病原菌，延长切片货架期7天。红茶提取物合成的银纳米颗粒（AgNPs，200 mg/L）使Monilinia fructigena径向生长减少96.1%，病斑直径减少77.4%。
11.2 Mango
Azadirachta indica提取物合成的氧化铜纳米颗粒（CuONPs，1000 ppm）体外抑制Colletotrichum gloeosporioides达77%，200-250 ppm采后处理完全控制病害，并延缓成熟。
11.3 Strawberries
Euphorbia tirucalli提取物合成AgNPs（Av-AgNPs）抑制Botrytis cinerea，不影响品质，使草莓货架期延长至9天。
11.4 Tomato
绿色合成的氧化锌纳米颗粒（ZnO-NPs）和氧化铜纳米颗粒（CuO-NPs，2 mg/mL）分别使Alternaria alternata菌落直径抑制至1.85 mm和1.35 mm，但联合使用效果降低。Terminalia chebula果提取物制备的氧化铁纳米颗粒（Fe
2O
3 NPs）抑制Aspergillus fumigatus菌丝生长88.54%，番茄果实腐烂减轻76%。Rosmarinus officinalis提取物合成的铜纳米颗粒（15 mmol/L）完全抑制Botrytis cinerea体外生长，25 mmol/L处理有效控制番茄真菌腐烂。
12 Challenges with GMNPS
GMNPs生产需优化温度、pH、转速等参数，且缺乏体内数据，实际应用转化面临挑战。
13 Strength and limitations of the study
本综述成功总结了植物源策略在四种水果采后真菌病害管理中的作用及挑战，但受限于最新文献数量，多数研究基于体外或自接种试验，缺乏实时应用数据。
14 Conclusion
植物提取物、植物源精油、可食用薄膜/涂层和绿色金属纳米颗粒在控制采后真菌感染中发挥关键作用，但工业放大和商业化仍面临挑战。
