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摘要: 本文主要阐述了电离辐射技术在采后果蔬病害控制上的应用，包括电离辐射的直接抑菌作用、电离辐射对采后病害的控制效果及其机理分析，最后也针对如何提高电离辐射对果蔬采后病害防治能力的方法进行论述。
关键词: 电离辐射，果蔬，采后病害，控制
Abstract: this article mainly expounds the ionizing radiation technology in fruit and vegetable postharvest diseases control the application of ionizing radiation, including direct bacteriostasis, ionizing radiation to postharvests diseases control effect and its mechanism analysis, and finally, on how to improve ionizing radiation postharvest diseases of fruits and vegetables to prevent and control methods were discussed.
Keywords: ionizing radiation, fruits, vegetables, and postharvest diseases, control
中图分类号：O434.11文献标识码：A文章编号：
1 电离辐射的直接抑菌作用
电离辐射能通过破坏病原物细胞的遗传物质，引起基因突变而导致细胞死亡，其主要作用位点是核DNA。病原物对辐射的反应受多种因素影响，其中最主要的是病原物的种类，不同真菌的抗辐射能力差异较大。通常多细胞的Alternaria 和Stemphylium，以及双细胞的Cladosporium 和Diplodia孢子比单细胞的真菌孢子更抗γ 射线的照射。Jitareerat 等对导致香蕉采后病害的3 种病原物进行了研究，结果表明2kGy 的γ 射线能完全抑制Colletotrichum musae 的生长，而4kGy γ 射线却只能延迟Lasiodiplodia theobromea 和Fusarium spp. 的生长。对辐射后其致病性的研究发现，辐射对C.musae和Fusariumspp 的致病性没有影响，而L. theobromea的致病性略有降低。
电离辐射对病原物菌落生长、孢子萌发、芽管伸长和产孢能力也具有一定的影响。研究发现，0.75kGy 和1kGy γ 射线促进了Colletotrichumgloeosporioides 分生孢子的形成，但抑制了孢子的萌发。辐射处理对病原真菌的抑制效果会随剂量的增加而增强，在相同剂量条件下，高频率辐射能进一步提高处理效果。辐射对病原物的控制剂量应随病原物孢子和菌丝体细胞数量的增加而提高。同时，辐照环境中如有氧气存在会增强抑菌效果。有氧的情况下将R. stolonifer 孢子存活率降至1% 所需的辐射剂量远远低于无氧环境下所需的剂量。细胞的含水量也会影响病原物对辐射的敏感性，因此营养体比繁殖体对辐射更敏感，这是因为高含水量的细胞更易产生有害的自由基从而增强了辐射对细胞的破坏效果。
2 电离辐射对采后病害的控制效果及其机理分析
γ 射线因其易于穿透果实组织而优于其他化学药物处理，辐射处理不仅能够抑制伤口中病原物的生长，而且也能影响到寄主内部存在的潜伏侵染，因而即使病原物已经开始侵染，辐射处理仍然有效。番木瓜损伤接种C.gloeosporioides 后进行辐照处理可有效降低炭疽病的病斑直径及发病率。由于不同果蔬对辐射的敏感性存在差异，因此辐射的剂量主要取决于寄主对辐射的耐受性，而非抑制病原物所需的剂量。通常，果蔬对致死病原物的辐射剂量均表现敏感，故常采用亚致死剂量处理，通过抑制真菌的生长、延长病害的潜育期而达到防腐保鲜的目的。
辐射处理对控制采后贮藏期较短的果实腐烂比较有效。例如用对果实不造成伤害的低剂量γ 射线(2kGy)处理草莓，不但能有效地抑制腐烂，而且能保持果实的VC含量。同样剂量处理自然接种的草莓果实，可使15℃下灰霉病的潜育期由3d 延长至10d，且明显降低病原物的生长速率。辐射可使常温下贮藏的草莓货架寿命延长3 ～ 12d，2℃ 贮藏的延长达50d。对由Erwinia 和Pseudomonas 引起的细菌性软腐病使用辐射处理也能有效的控制病害的扩展。
辐射对果蔬组织中病原物的抑制作用效果与挑战接种和辐射处理之间的时间间隔有关，间隔时间越长，抑制病原物扩展所需的辐射剂量就越高。大多数采后病原物都是通过采收时造成的伤口进入果蔬组织，如果采收后不及时处理，就会明显增加产品体内的病原物数量，增加辐射控制的难度。对于潜伏侵染性病原物来说，若延长采收与处理时间间隔，果实会因后熟而激活体内的病原物，辐射处理则难以达到效果。因此，辐射处理应在果实采后立即进行。
辐射辐射对病害的控制作用与辐射诱导寄主形成抗菌物质有关。当用1～4kGy 的剂量辐射处理柚时，果皮中就会积累7－ 羟基－6－ 甲氧基香豆素、异东莨菪醇和金雀花酮(scoparone)等抗菌物质。然而也有相反的结果报道，当用控制马铃薯块茎发芽的辐射剂量(100Gy)和延长番茄货架期的辐射剂量(3kGy)分别处理马铃薯和番茄时，马铃薯块茎中的抗菌物质rishitin 和lubimin 及受侵染的番茄果实中的rishitin 含量会降低。
低剂量的辐射处理还能通过延缓果蔬后熟和衰老进程，维持果实组织固有的抗侵染能力而控制采后病害。50～850Gyγ 射线辐射处理能有效的抑制芒果、番木瓜、香蕉及其他热带和亚热带果实的后熟而保持果实的抗病性。用220Gy 辐射处理绿熟Carabao 芒果，能将炭疽病和茎端腐的症状出现时间延迟3 ～ 6d，但该低剂量处理未能直接致死病原物。用50～370Gy 处理Cavendish 香蕉可以有效降低Colletotrichum 引起的腐烂，该处理是通过延缓果实的后熟而降低炭疽病的发生，但高剂量处理会导致果皮褐变。
3 提高电离辐射对果蔬采后病害控制的措施
3.1 电离辐射与热处理结合
辐射与热水浸泡在控制多种采后病害方面具有协同增效作用，且能显著降低辐射单独处理的剂量。通常辐射前进行热处理效果更为明显，这是因为高温增强了孢子对辐射的敏感度。热水(52℃，5min)和γ 射线( 0.5kGy ) 复合处理能使损伤接种Penicillium digitatum 的柑橘绿霉病症状延迟33～40d出现。辐射(0.75kGy) 结合常规的热水( 50℃，10min)处理能使番木瓜的货架寿命延长9d，远超过了热水单独处理的效果。热水(55℃，5min) 和辐射(0.75kGy) 在控制芒果炭疽病方面也具有增效作用，且已在商品化处理中应用。对李和油桃的研究表明，单独热水(46℃，10mim) 处理虽能够抑制采后病害，却会对果实造成伤害，单独辐射(2kGy)处理会使果实软化。而温水(42℃，10min) 和低剂量的辐射(0.75 ～ 1.5kGy ) 复合处理能有效的控制M.fructicola、R.stolonifer 和B.cinerea 的侵染，且对果实质地和风味没有显著的影响。热水(50℃，2min) 和低剂量的辐射(0.5kGy) 复合处理能完全控制番茄的黑斑病，但如果热水和辐射单独处理均会加速果实的软化。
3.2 电离辐射与化学防腐剂结合
辐射与杀菌剂结合处理不仅可提高防腐的效果，而且可以降低辐射剂量和化学药物的用量。同时由于这两种方法单独处理所抑制的病原物存在差异，故复合处理还能增加抑菌谱。低剂量的辐射、温和的热水及低剂量杀菌剂复合处理较任何两类結合处理更能有效的控制采后病害。如热水(50℃，10min)、辐射(0.5kGy) 和苯来特(250ppm) 依次处理能有效的抑制苹果青霉病的发生。辐射(200Gy)、联苯(15mg /果实) 和热水(52℃，5min) 浸泡复合处理与热处理与辐射或联苯与辐射复合处理相比，能显著延长Shamouti 橙损伤接种P.digitatum 的绿霉病潜育期。低剂量辐射(0.3～1.2kGy) 处理前用热的苯来特复合处理芒果，能显著的改善辐射单独处理的部分控制效果。1.5～1.7kGy 的辐射结合低温贮藏［(3 ± 1)℃，RH 80%］能使巴梨贮藏45d 而不发生腐烂，同时该处理还能显著延迟果实的后熟。另外电离辐射结合紫外照射能显著降低辐射剂量，有效控制Phytophthora 和Colletotrichum 引起的腐烂。
4 展望
电离辐射属于冷处理技术，具有安全、节能的特点。电离辐射杀菌效果好，并能最大限度保持果蔬风味。辐射还可对包装好的果蔬进行处理，可避免采后处理过程中可能出现的交叉污染。但电离辐照的效果受处理剂量、贮藏温度、产品种类、辐照介质组成、产品新鲜度、含水量等多种因素的影响，因此还需要根据各种果蔬对辐射的敏感性差异、产品用途、生理特性等方面进行系统深入的研究，开发便于进行采后处理的辐照设备，以促进电离辐照在采后防腐中的规模化应用。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 电离辐射，果蔬，采后病害，控制
Abstract: this article mainly expounds the ionizing radiation technology in fruit and vegetable postharvest diseases control the application of ionizing radiation, including direct bacteriostasis, ionizing radiation to postharvests diseases control effect and its mechanism analysis, and finally, on how to improve ionizing radiation postharvest diseases of fruits and vegetables to prevent and control methods were discussed.
Keywords: ionizing radiation, fruits, vegetables, and postharvest diseases, control
中图分类号：O434.11文献标识码：A文章编号：
1 电离辐射的直接抑菌作用
电离辐射能通过破坏病原物细胞的遗传物质，引起基因突变而导致细胞死亡，其主要作用位点是核DNA。病原物对辐射的反应受多种因素影响，其中最主要的是病原物的种类，不同真菌的抗辐射能力差异较大。通常多细胞的Alternaria 和Stemphylium，以及双细胞的Cladosporium 和Diplodia孢子比单细胞的真菌孢子更抗γ 射线的照射。Jitareerat 等对导致香蕉采后病害的3 种病原物进行了研究，结果表明2kGy 的γ 射线能完全抑制Colletotrichum musae 的生长，而4kGy γ 射线却只能延迟Lasiodiplodia theobromea 和Fusarium spp. 的生长。对辐射后其致病性的研究发现，辐射对C.musae和Fusariumspp 的致病性没有影响，而L. theobromea的致病性略有降低。
电离辐射对病原物菌落生长、孢子萌发、芽管伸长和产孢能力也具有一定的影响。研究发现，0.75kGy 和1kGy γ 射线促进了Colletotrichumgloeosporioides 分生孢子的形成，但抑制了孢子的萌发。辐射处理对病原真菌的抑制效果会随剂量的增加而增强，在相同剂量条件下，高频率辐射能进一步提高处理效果。辐射对病原物的控制剂量应随病原物孢子和菌丝体细胞数量的增加而提高。同时，辐照环境中如有氧气存在会增强抑菌效果。有氧的情况下将R. stolonifer 孢子存活率降至1% 所需的辐射剂量远远低于无氧环境下所需的剂量。细胞的含水量也会影响病原物对辐射的敏感性，因此营养体比繁殖体对辐射更敏感，这是因为高含水量的细胞更易产生有害的自由基从而增强了辐射对细胞的破坏效果。
2 电离辐射对采后病害的控制效果及其机理分析
γ 射线因其易于穿透果实组织而优于其他化学药物处理，辐射处理不仅能够抑制伤口中病原物的生长，而且也能影响到寄主内部存在的潜伏侵染，因而即使病原物已经开始侵染，辐射处理仍然有效。番木瓜损伤接种C.gloeosporioides 后进行辐照处理可有效降低炭疽病的病斑直径及发病率。由于不同果蔬对辐射的敏感性存在差异，因此辐射的剂量主要取决于寄主对辐射的耐受性，而非抑制病原物所需的剂量。通常，果蔬对致死病原物的辐射剂量均表现敏感，故常采用亚致死剂量处理，通过抑制真菌的生长、延长病害的潜育期而达到防腐保鲜的目的。
辐射处理对控制采后贮藏期较短的果实腐烂比较有效。例如用对果实不造成伤害的低剂量γ 射线(2kGy)处理草莓，不但能有效地抑制腐烂，而且能保持果实的VC含量。同样剂量处理自然接种的草莓果实，可使15℃下灰霉病的潜育期由3d 延长至10d，且明显降低病原物的生长速率。辐射可使常温下贮藏的草莓货架寿命延长3 ～ 12d，2℃ 贮藏的延长达50d。对由Erwinia 和Pseudomonas 引起的细菌性软腐病使用辐射处理也能有效的控制病害的扩展。
辐射对果蔬组织中病原物的抑制作用效果与挑战接种和辐射处理之间的时间间隔有关，间隔时间越长，抑制病原物扩展所需的辐射剂量就越高。大多数采后病原物都是通过采收时造成的伤口进入果蔬组织，如果采收后不及时处理，就会明显增加产品体内的病原物数量，增加辐射控制的难度。对于潜伏侵染性病原物来说，若延长采收与处理时间间隔，果实会因后熟而激活体内的病原物，辐射处理则难以达到效果。因此，辐射处理应在果实采后立即进行。
辐射辐射对病害的控制作用与辐射诱导寄主形成抗菌物质有关。当用1～4kGy 的剂量辐射处理柚时，果皮中就会积累7－ 羟基－6－ 甲氧基香豆素、异东莨菪醇和金雀花酮(scoparone)等抗菌物质。然而也有相反的结果报道，当用控制马铃薯块茎发芽的辐射剂量(100Gy)和延长番茄货架期的辐射剂量(3kGy)分别处理马铃薯和番茄时，马铃薯块茎中的抗菌物质rishitin 和lubimin 及受侵染的番茄果实中的rishitin 含量会降低。
低剂量的辐射处理还能通过延缓果蔬后熟和衰老进程，维持果实组织固有的抗侵染能力而控制采后病害。50～850Gyγ 射线辐射处理能有效的抑制芒果、番木瓜、香蕉及其他热带和亚热带果实的后熟而保持果实的抗病性。用220Gy 辐射处理绿熟Carabao 芒果，能将炭疽病和茎端腐的症状出现时间延迟3 ～ 6d，但该低剂量处理未能直接致死病原物。用50～370Gy 处理Cavendish 香蕉可以有效降低Colletotrichum 引起的腐烂，该处理是通过延缓果实的后熟而降低炭疽病的发生，但高剂量处理会导致果皮褐变。
3 提高电离辐射对果蔬采后病害控制的措施
3.1 电离辐射与热处理结合
辐射与热水浸泡在控制多种采后病害方面具有协同增效作用，且能显著降低辐射单独处理的剂量。通常辐射前进行热处理效果更为明显，这是因为高温增强了孢子对辐射的敏感度。热水(52℃，5min)和γ 射线( 0.5kGy ) 复合处理能使损伤接种Penicillium digitatum 的柑橘绿霉病症状延迟33～40d出现。辐射(0.75kGy) 结合常规的热水( 50℃，10min)处理能使番木瓜的货架寿命延长9d，远超过了热水单独处理的效果。热水(55℃，5min) 和辐射(0.75kGy) 在控制芒果炭疽病方面也具有增效作用，且已在商品化处理中应用。对李和油桃的研究表明，单独热水(46℃，10mim) 处理虽能够抑制采后病害，却会对果实造成伤害，单独辐射(2kGy)处理会使果实软化。而温水(42℃，10min) 和低剂量的辐射(0.75 ～ 1.5kGy ) 复合处理能有效的控制M.fructicola、R.stolonifer 和B.cinerea 的侵染，且对果实质地和风味没有显著的影响。热水(50℃，2min) 和低剂量的辐射(0.5kGy) 复合处理能完全控制番茄的黑斑病，但如果热水和辐射单独处理均会加速果实的软化。
3.2 电离辐射与化学防腐剂结合
辐射与杀菌剂结合处理不仅可提高防腐的效果，而且可以降低辐射剂量和化学药物的用量。同时由于这两种方法单独处理所抑制的病原物存在差异，故复合处理还能增加抑菌谱。低剂量的辐射、温和的热水及低剂量杀菌剂复合处理较任何两类結合处理更能有效的控制采后病害。如热水(50℃，10min)、辐射(0.5kGy) 和苯来特(250ppm) 依次处理能有效的抑制苹果青霉病的发生。辐射(200Gy)、联苯(15mg /果实) 和热水(52℃，5min) 浸泡复合处理与热处理与辐射或联苯与辐射复合处理相比，能显著延长Shamouti 橙损伤接种P.digitatum 的绿霉病潜育期。低剂量辐射(0.3～1.2kGy) 处理前用热的苯来特复合处理芒果，能显著的改善辐射单独处理的部分控制效果。1.5～1.7kGy 的辐射结合低温贮藏［(3 ± 1)℃，RH 80%］能使巴梨贮藏45d 而不发生腐烂，同时该处理还能显著延迟果实的后熟。另外电离辐射结合紫外照射能显著降低辐射剂量，有效控制Phytophthora 和Colletotrichum 引起的腐烂。
4 展望
电离辐射属于冷处理技术，具有安全、节能的特点。电离辐射杀菌效果好，并能最大限度保持果蔬风味。辐射还可对包装好的果蔬进行处理，可避免采后处理过程中可能出现的交叉污染。但电离辐照的效果受处理剂量、贮藏温度、产品种类、辐照介质组成、产品新鲜度、含水量等多种因素的影响，因此还需要根据各种果蔬对辐射的敏感性差异、产品用途、生理特性等方面进行系统深入的研究，开发便于进行采后处理的辐照设备，以促进电离辐照在采后防腐中的规模化应用。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。