高压均质在液态食品杀菌中的研究进展

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(1.中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品质量安全收贮运管控重点实验室,北京 100193;2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,国家果蔬加工工程技术研究中心,农业部果蔬加工重点实验室,果蔬加工教育部工程研究中心,北京 100083;3.中国科学院理化技术研究所,北京 100190)

高压均质在液态食品杀菌中的研究进展

刘伟1,宋弋2,廖小军2,董鹏3,张洁1,林琼1,吴杰1,王志东1,*

(1.中国农业科学院农产品加工研究所农业部农产品质量安全收贮运管控重点实验室,北京 100193;2.中国农业大学食品科学与营养工程学院,国家果蔬加工工程技术研究中心,农业部果蔬加工重点实验室,果蔬加工教育部工程研究中心,北京 100083;3.中国科学院理化技术研究所,北京 100190)

高压均质是一种非热加工技术,随着高压技术和设备的发展和革新,现今高压均质的压力可以达到400 MPa,为食品杀菌提供了新思路。相关研究认为高压均质通过剪切、碰撞、空穴、湍流、涡旋、加热等结合效应对食品中的致病菌和腐败微生物产生破坏作用。本文介绍了高压均质的作用原理,结合微生物、食品物料的理化特性、均质条件等因素讨论该技术在食品杀菌中的研究进展,并分析了该技术的应用前景。

高压均质,超高压均质,杀菌,微生物,芽孢

高压均质(High pressure homogenization,HPH)是一种非热加工技术,通过均质机加工流体物料,减小物料粒径,增加产品稳定性,避免乳状液分层、絮凝,主要应用于食品、医药、生物、化工等领域[1]。传统高压均质机的处理压力一般为20～100 MPa,杀灭微生物的作用不显著[2]。近年来,随着相关技术和设备革新,均质机的压力可以达到400 MPa,当均质压力超过200 MPa时,也被称为超高压均质(Ultra high pressure homogenization,UHPH)。UHPH一方面可以使物料微粒大小达到纳米级,提高产品稳定性;另一方面,UHPH还具有杀菌、钝酶的作用,为流体食品杀菌提供了新的思路[3]。杀菌是食品加工过程中的重要操作单元。目前,食品工业中通常使用热杀菌的方式加工食品,主要是以水或水蒸气对食品进行直接或间接的加热、杀菌。但是,热杀菌过程中的高温作用很大程度上使食品的色泽、风味、质地和营养成分发生改变或损失。而且,在耗能方面UHPH与超高温瞬时处理(UHT,Ultra High Temperature treated)相比较具有较大优势,一台最大处理量达到20 L/h的UHT杀菌机的功率达到10 kW,而达到同样处理量和杀菌效果的UHPH设备的功率仅为2.5 kW左右。随着人们生活质量和消费水平的提高,安全、营养、新鲜的食品日益受到市场的欢迎。近年来,非热杀菌技术成为食品工业领域中新的研究热点。与传统的热杀菌技术相比,非热杀菌过程中温度相对较低,处理时间短,能够更好地保持食品原有的品质[2]。

1994年,Lanciotti等首次报道了HPH对于食品中致病菌和腐败微生物的抑制作用,认为HPH通过剪切、碰撞、空穴、湍流、涡旋、加热等结合效应对微生物产生破坏作用[4]。随后,HPH在不同的模拟体系和牛乳制品、豆乳制品、蛋类食品、果蔬汁等食品体系展开进一步的研究,结果表明HPH不仅能够提高液体食品的稳定性,较好的保持食品固有的营养成分、色泽、香气、延长货架期,又能够在不同程度杀灭食品中的致病菌和腐败微生物[5-9]。芽孢是某些处于生长发育后期的细菌(芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、少数球菌等)在逆境中产生的休眠体,芽孢在适宜环境下极易萌发成为营养体造成食品二次污染,引发食品安全问题。芽孢作为细菌的休眠体与细菌相比,对于高温、低温、辐射、干燥和化学物质都有很强的抗性,研究发现HPH单独处理,或结合其他物理、化学方法,可以不同程度地促进萌发并杀灭孢子[7,10-13]。本文介绍了HPH作用原理和相关设备,结合微生物、食品物料的理化特性、均质条件等因素讨论HPH在食品杀菌的研究进展,并分析了该技术的应用前景。

1 HPH工作原理及设备介绍

早在1899年,Auguste Gaulin发明了均质设备并应用于牛奶加工,发现30 MPa均质作用下可以提高牛奶的品质[14]。从此,均质技术应用于提高乳制品以及其他乳状液的稳定性,改善产品品质、风味和货架期[15]。随着应用领域的不断扩大,相关技术和设备的快速发展,均质机的性能、规格有了很大的进步,均质压力从30 MPa发展到100 MPa以上,现在已有可达到400 MPa的超高压均质机,生产能力也发展到了数吨每小时,而且均质结构多样,包括:高压(阀)均质机、微射流仪、高压(锐孔)均质机等,使该技术广泛的应用在食品、医药、生物、化工、化妆品等行业中[16]。

高压均质机主要由高压泵、均质阀、传动装置等构成,高压均质机的工作原理如图1所示,工作时由柱塞泵将液体物料以高压低流速的状态输送至密闭的均质阀区,液体物料在高压作用下迅速通过均质阀中狭窄的间隙时,物料的流速迅速地增加,而压力也同样地减低。物料同时受到高速剪切、高频振荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应,可诱导物料大分子的物理、化学及结构性质发生改变,最终达到均质的作用。HPH过程中,高压均质机首先被升高到设定的压力,该过程导致系统内部一定程度升温(2～3 ℃/100 MPa),然后物料通过均质阀,压力降低,机械作用力转化为热能导致物料迅速升温(14～18 ℃/100 MPa),整个HPH过程中物料升温可达到16～22 ℃/100 MPa[17-20]。

图1 高压均质工作原理Fig.1 Schematic diagram of working principle of high pressure homogenization

国内外生产高压均质机的代表性公司包括:上海励途机械设备工程有限公司、广州聚能纳米生物科技股份有限公司、上海东华高压均质机厂、河北廊坊通用机械制造有限公司、印度Goma公司、西班牙Ypsicon公司、美国BEE international公司、英国Stansted Fluid Power公司、德国Global Engineering Alliance公司等,生产的设备主要分为实验室均质机和工业均质机。实验室均质机体积小而紧凑,可用于测试产品的均质化效果并评估出最佳工艺参数,一般最高均质压力为100～200 MPa,单位时间处理量为50～100 L/h。工业均质机由压缩模块和均质阀组成,前者可以通过高压泵送产品,后者可以根据产品特点与所需结果将分散颗粒微粒化为微米级或纳米级,一般最高均质压力为10～150 MPa,单位时间处理量为30～60000 L/h。进口设备与国产设备相比较具有均质压力高、处理量大、性能稳定、自动化、连续化生产等优势[20]。Ypsicon公司开发了一体化的超高压均质灭菌设备,通过自动化模块将均质机与热交换器、冷却设备以及无菌包装设备整合在一起。处理过程中,物料预热到90 ℃,处理压力可以达到350 MPa,处理时间仅为0.2 s[2]。Gea Niro Soavi公司开发的ATENA系列中试均质机,在400 MPa工作压力下平均流速为5 L/h[22]。高压均质机的作用压力主要与均质阀的结构和材质相关,通过减小均质阀的空隙可以提高均质机的压力,采用合金或陶瓷材料可以提高均质阀的耐腐性和抗压性[23]。当均质阀的孔隙为2～5 μm,均质机的压力可以达到400 MPa,为实现流体食品达到商业化灭菌提供了新的可能[22,24-25]。

2 HPH杀菌研究

表1 高压均质在模拟体系和食品体系中的杀菌作用汇总Table 1 Summary of HPH/UHPH microbial inactivation in relation to the model system and food system

注:-表示未报温度;ND表示未检测到微生物。

表1对HPH在模拟食品体系和食品体系中杀菌作用的研究进展进行了汇总。模拟食品体系主要包括水包油型乳液体系、油包水型乳液体系、培养基体系、PBS缓冲液体系等[4-5,7,38-40],食品体系包括牛奶、豆奶、蛋制品、果蔬汁等[5,19,32,40-43],研究表明HPH的杀菌作用主要受到微生物、均质设备、均质条件、物料体系等因素的影响。

2.1 微生物种类和初始浓度对HPH杀菌效果的影响

HPH的杀菌作用受到微生物种类和初始浓度影响,研究主要包括革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、霉菌和酵母菌[1,44]。Wuytack等研究了物料入口温度为25 ℃均质压力为100～300 MPa对于五种革兰氏阳性细菌(Enterococcusfaecalis粪肠球菌,Staphylococcusaureus金黄色酿脓葡萄球菌,Lactobacillusplantarum胚牙乳杆菌,Listeriainnocua英诺克李斯特氏菌和Leuconostocdextranicum葡萄聚糖明串珠菌)和六种革兰氏阴性细菌(Salmonellaentericaserovartyphimurium鼠伤寒沙门氏菌,Shigellaflexneri痢疾志贺氏菌,Yersiniaenterocolitica小肠结肠炎耶尔森菌,Pseudomonasfluorescens荧光假单胞菌和Escherichiacoli大肠杆菌)的作用,结果表明革兰氏阴性细菌比革兰氏阳性细菌更容易被杀灭[7]。同样,Pathanibul等发现在同一物料体系(苹果汁和胡萝卜汁)、初始菌落总数(5.8 log10CFU/mL)和物料入口温度(25 ℃)条件下,物料中的E.coli经过250 MPa处理减少了5 log10CFU/mL,而L.innocua需要350 MPa处理才能获得相同的杀菌效果[43]。原因可能是革兰氏阴性菌对于均质压力更为敏感,抗压性更小。革兰氏阳性菌的细胞壁由多层肽聚糖组成,厚度为20～80 nm,而革兰氏阴性菌细胞壁肽聚糖层厚度仅为1～7 nm。霉菌和酵母菌的抗压性介于革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌之间,可能是由于细胞体积较大以及细胞壁结构的差异造成的结果。Tahiri等发现物料入口温度25 ℃、200 MPa均质5次使橙汁中的革兰氏阴性菌E.coliO157∶H7降低了6log10CFU/mL,革兰氏阳性菌L.plantarum和Leuconostocmesenteroides分别降低了2.5和1.6 log10CFU/mL,酵母菌和青霉菌分别降低了2.3和4.0 log10CFU/mL[33]。研究表明HPH的杀菌效果与微生物的初始浓度有关。Tahiri等研究发现L.plantarum在磷酸盐缓冲液(PBS)中的初始浓度为6 log10CFU/mL时,物料入口温度为25 ℃,经过200 MPa处理5次后微生物可以完全被杀灭,而初始菌浓度为1 log10CFU/mL时,相同的处理条件下仅杀灭小于1 log10CFU/mL。原因可能是随着微生物初始浓度提高,其抗压性在HPH过程中的也随之增加[33]。也有研究表明HPH杀菌效果与微生物的初始浓度没有显著关系,Diels等发现E.coli在PBS缓冲液中的初始浓度为5～8 log10CFU/mL时,在物料入口温度为25 ℃,250 MPa处理都可以减少4 log10CFU/mL[40]。

2.2 工艺参数对HPH杀菌效果的影响

HPH的杀菌效果与均质压力、物料入口温度、均质阀温度、均质次数和均质阀缝隙尺寸也有关系。一般而言,随着处理均质压力、物料入口温度和均质次数的增加,HPH杀菌效果逐渐增强。Cruz等发现豆乳中的微生物自然菌群经过物料入口温度为40 ℃,200 MPa处理可以减少2.42 log10CFU/mL,而经过300 MPa处理后可以减少4.24 log10CFU/mL[45]。同样,Calligaris等发现香蕉汁中的微生物自然菌群经过物料入口温度为46.2 ℃,150 MPa处理可以减少1 log10CFU/mL,而处理压力超过200 MPa时可以杀灭4 log10CFU/mL。物料入口温度和均质阀温度对于HPH杀菌效果也有影响[27]。Ann等发现当物料入口温度低于35 ℃,均质压力达到300 MPa对于PBS缓冲液中的S.aureus没有显著作用,而当入口温度升高到50 ℃时,同样压力下可以减少3 log10CFU/mL。杏仁饮料中的微生物自然菌群在物料入口温度为 65 ℃,经过200 MPa均质可以减少1.69 log10CFU/mL;而当物料入口温度升高到75 ℃,同样压力下微生物自然菌群可以被完全杀灭[39]。Francesco等研究了SFP GEN 7400型均质机和Bi NanoDeBee 45型均质机对无菌水中的L.delbrueckii,S.cerevisiae和E.coli杀菌作用,发现随着处理次数的增加,高压均质处理的杀菌效果逐渐增强,GEN 7400型设备杀菌效果比NanoDeBee 45型更强,可能是由于GEN 7400型设备的均质阀孔隙较小,只有3～14 μm,而 NanoDeBee 45型设备的均质阀孔隙较大,约为130 μm[46]。

另外,通过建立数学模型可以预测HPH的杀菌效果,有助于食品工业上HACCP中微生物安全性的控制,对优化食品生产工艺也有一定的参考作用[47]。目前,高压均质处理过程中微生物杀菌模型的报道较少。Donsì等研究了物料入口温度为2 ℃时不同压力下高压均质处理对LactobacillusDelbrueckii德氏乳酸杆菌的杀菌效果,并将数据进行一级反应动力学模型(线性模型)拟合[48]。另有研究考虑到均质的处理次数,以处理次数和均质压力为变量,使用 Weibull 模型(非线性模型)对杀菌数据进行拟合[46-47]。以上两种模型是研究在确定温度下高压均质压力(和处理次数)对微生物杀菌效果的影响。董鹏研究了高压均质处理对S.aureus和E.coli杀菌效果的影响,以温度和压力为变量,利用二次多项式方程对杀菌结果进行拟合。所用拟合方程为 log10(N/N0)=a+bT+cT2+dP+eP2+fTP,对所得拟合方程进行分析,采用后向回归法,逐步筛除方程中不显著相关的变量,直至所有的变量都显著相关[2]。

2.3 食品成分对HPH杀菌效果的影响

不同食品的组成成分对HPH杀菌也有影响。Ann等研究了HPH对于含有不同浓度聚乙二醇的PBS缓冲液中E.coli的杀菌作用,发现随着聚乙二醇的浓度增加,PBS缓冲液的粘度逐渐增加,HPH对E.coli的杀菌作用逐渐减弱。当压力从100 MPa增加到300 MPa 时,PBS缓冲溶液的相对黏度值从1.0升高到4.9时,高压均质处理的杀菌效果从5.0 降低到2.9 log10CFU/mL[40]。Roig-Sagués等研究了HPH(200～400 MPa)对于含有不同浓度脂肪(0.3%～15%)的牛乳中L.monocytogenesCCUG 15526的杀菌效果,发现同样压力下,随着脂肪含量的增加,杀菌效果越好。这可能是由于脂肪含量的升高导致了高压均质处理过程中均质阀温度的升高,从而增强了杀菌效果[42]。而Vachon等比较了HPH对PBS缓冲液和牛奶中L.monocytogenes和E.coli的杀菌作用,结果表明HPH对PBS缓冲液中L.monocytogenes和E.coli的杀菌效果更好,说明脂肪在HPH过程中对微生物有一定的保护作用[25]。最后,通过向食品体系中添加抑菌成分可以提高HPH的杀菌作用。Matthew等发现乳酸链球菌素(Nisin)可以增强HPH对无菌生理盐水中E.coli的杀菌效果[49]。而Pathanibul等发现Nisin(10 IU)对于HPH处理过程中苹果汁和胡萝卜汁中的 E. coli 杀菌没有显著作用,但是Nisin增强了HPH对L.innocua的杀菌效果,250 MPa均质可以减少5 log10CFU/mL[43]。Kumar等发现壳聚糖可以增强HPH对苹果汁中E.coli的杀菌效果[50]。另外,研究发现HPH可以通过改性作用使蛋白的疏水区域暴露,提高溶菌酶、过氧化物酶和乳铁蛋白的抗菌活性,增加HPH对于压力抗性较强的微生物如L.monocytogenes的杀菌作用[31,51-52]。目前,研究普遍认为HPH过程中的伸应力、撞击、剪切和湍流等机械应力和温度升高是杀灭微生物的主要原因,但是具体的作用机制有待进一步研究。Kumar等发现当均质压力低于200 MPa时,机械应力是HPH杀灭苹果汁中E.coli的主要原因;当压力超过250 MPa时,较高的温度是HPH杀菌的主要原因,此时均质阀温度高于70 ℃[50]。Dumay等认为均质阀温度(Tvalve)在HPH杀菌过程中起到重要作用,当Tvalve<60 ℃时HPH的杀菌作用主要归因于机械应力,而当Tvalve>60 ℃时HPH的杀菌作用主要归因较高的温度[20]。

3.HPH对芽孢的杀灭作用

注:-表示未报温度;ND表示未检测到微生物。

表2对HPH在模拟食品体系和食品体系中杀灭孢子作用的研究进展进行了汇总。模拟食品体系主要包括水包油型乳液体系、双蒸馏水、培养基体系、PBS缓冲液等[2,10,12,54],食品体系包括豆奶、牛奶、杏仁奶、冰激凌、苹果汁、橙汁、植物饮料等[2,11,34-35,37,45,55-62]。研究表明HPH对于孢子的杀灭作用主要受到孢子种类、均质设备、均质条件、物料体系等因素的影响。部分研究发现HPH单独处理,或结合其他物理、化学方法,可以不同程度地杀灭模拟食品体系和食品体系中部分芽孢[24,63-66]。同时,另一部分研究表明在均质压力100～300 MPa,均质阀温度80～150 ℃条件下HPH对于杀灭芽孢无显著作用。

3.1 芽孢种类对HPH杀灭芽孢的影响

芽孢的结构与微生物营养体有很大差别,主要由核心、皮层、芽孢衣、孢外壁等组成,一般认为芽孢的强抗性与其紧密的内部结构、高度矿化的内核和低含水率相关。能够产生芽孢的细菌主要是革兰氏阳性菌中好氧性的芽孢杆菌属(Bacillus)和厌氧性的梭菌属(Clostridium),根据菌属的不同芽孢的耐热性也不同,有的甚至能耐受100 ℃及以上的高温。从杀灭芽孢的角度讲,均质压力需要与较高的温度结合才能有较好的杀灭效果[55]。因此,芽孢的耐热性对于HPH有显著影响。Pereda等研究表明,牛奶中经过300 MPa,均质阀温度为103 ℃处理后,其中自然存在的芽孢从1.7降低到0.6 log10CFU/mL[34]。对于耐高温的G.stearothermophilusATCC 7953以及C.sporogenesPA 3679,两者被接种到脱脂牛奶中,经过300 MPa,物料入口温度为45 ℃的高压均质处理16次以后,芽孢数量仅仅降低了 0.67 log 10 CFU/mL[55]。

3.2 工艺参数对HPH杀灭芽孢的影响

基于高压均质机所能达到的工作条件,早期的研究集中在较低的均质压力(<200 MPa)和温度(<50 ℃),结果表明HPH杀菌的效果并不理想。Feijoo等发现物料入口温度为 50 ℃,200 MPa均质冰淇淋中的B.licheniformisATCC 14580,芽孢的数量从4.30 log10CFU/mL仅仅减少了 0.55 log10CFU/mL[53]。随着均质技术和设备升级,HPH在不同食品物料中表现出较好的杀灭芽孢的效果。Georget等发现PBS缓冲液中B.subtilisPS 832和G.stearothermophilusATCC 7953均质阀温度为145 ℃经过300 MPa均质后,芽孢数量分别减少了5和2 log10CFU/mL,物料通过均质阀的时间小于0.5 s,较高的均质阀温度被认为在杀灭芽孢中起到了主要作用[65]。Espejo等发现在物料入口温度为75和85 ℃经过300 Mpa均质全脂牛奶中B.subtilis,B.cereus,B.licheniformis,B.sporothermodurans,B.coagulans和G.stearothermophilus的数量可以降低 5 log10CFU/mL[56]。但是,也有研究表明HPH对于杀灭牛奶中芽孢的作用并不显著,Pereda等发现均质阀温度为 103 ℃ 经过300 MPa均质牛奶,其中自然存在的芽孢数量从 1.7 log10CFU/mL降低到0.6 log10CFU/mL[34]。Pinho等研究了HPH对于脱脂乳中ClostridiumsporogenesPA 3679孢子的抑制作用,结果表明在均质阀84 ℃经过300 MPa作用下使芽孢的数量芽孢数量从5 log10CFU/mL 仅减少了0.67 log10CFU/mL,而且没有引起孢子对于热抗性的改变[55]。因此,HPH达到牛奶产品商业无菌的要求还有待进一步的研究。

另外,研究人员也比较了HPH和不同条件结合对于杀灭芽孢的作用,包括:低pH[10]、二甲基二碳酸盐[12]、苯甲酸钠等[11]。结果表明这些处理都不能有效提高HPH杀灭芽孢的作用。芽孢核中的吡啶二羧酸(Dipicolinic acid,DPA)和钙离子(Ca2+)螯合 形 成 的 CaDPA,高含量的CaDPA可以保护芽孢。Chaves-López等发现B.cereus比B.subtilis对于热处理更加敏感,150 MPa单独处理可以使B.cereusSV 3中的DPA释放量达到28.3%±4.0%,说明HPH可以破坏芽孢的外部结构。而HPH结合非等温热处理(32～85 ℃)可以使芽孢中DPA的释放量达到46.8±4.3%,可能是HPH处理导致芽孢的抗热性减弱,说明HPH结合热处理可以有效提高杀灭芽孢的作用[54]。

4 总结与展望

近年来,随着HPH技术发展和均质机的革新与升级,高压均质机的工作压力和效率显著提升,为流体食品杀菌提供了新选择。HPH作为一种非热加工技术,不仅能够保持食品原料的营养品质、提高产品稳定性,而且还能够有效杀灭微生物,保证食品安全,延长货架期。HPH技术在食品工业中具有潜在的应用性,连续化生产的可操作性,能够降低生产成本,提高生产效率。但是,现阶段HPH还不能保证牛奶、豆奶、果汁、蛋制品等食品产品达到商业无菌的要求,同时存在均质机耗能较大、在高压工作条件下易损失较多、不适合于粘度较高的物料等技术局限性。HPH技术和装备需要进一步的发展满足工业化应用的要求,包括:开发冷却装置降低均质阀工作过程中引起料液温度升高,开发新型材料提升均质阀的耐腐蚀、抗压、耐高温性能,提高UHPH设备加工食品物料的工作效率,同时串联清洗、无菌灌装等设备,开发易于拆解和组装的高压均质设备,便于日常维护和清洗。

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Reviewofhighpressurehomogenizationinliquidfoodsterilization

LIUWei1,SONGYi2,LIAOXiao-jun2,DONGPeng3,ZHANGJie1,LINQiong1,WUJie1,WANGZhi-dong1,*

(1. Institute of Agro-Products Processing Science and Technology CAAS,Ministry of Agriculture,Key Laboratory ofAgro-products Quality and Safety Control in Storage and Transport Process,Ministry of Agricultrue,Beijing 100193,China;2.National Engineering Research Center for Fruit and Vegetable Processing,Key Laboratory of Fruit and VegetableProcessing,Ministry of Agriculture,Research Center of Fruit and Vegetable Processing Engineering,Ministry ofEducation,College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China;3. Technical Institute of Physics and Chemistry CAS,Beijing 100190,China)

High pressure homogenization(HPH)is a non-thermal processing technology. With the innovation and development of high pressure technology,modern homogenizers are able to withstand 400 MPa,which opens up new areas for food pasteurization and sterilization. The research showed that foodborne pathogen and spoilage microorganism could be damaged by shear,collision,hole,turbulence,worm,heating and other effects induced by HPH. In this paper,the working principle of HPH and related equipment are introduced. The research progress of this technology in food sterilization is discussed based on the factors such as microbiological,physical and chemical properties of foodstuffs and homogenization conditions,and the application prospect of this technology is analyzed.

high pressure homogenization;ultra high pressure homogenization;sterilization;microorganism;spore

2017-05-22

刘伟(1984-),男,博士,助理研究员,研究方向:果蔬贮藏和加工,E-mail:makebig@126.com。

*通讯作者:王志东(1958-),男,本科,研究员,研究方向:农产品贮藏理论与技术,E-mail:liuwei@caas.cn。

中国农业科学院科技创新工程;国家重点研发计划项目(2016YFD0400302)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)23-0306-08

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.056