采后UV-B与可见光LED照射对草莓品质及生物活性成分的协同调控机制研究

《Food and Bioprocess Technology》：Postharvest UV-B and Visible LED Lighting Preserve Quality and Modulate Bioactive Compounds in Strawberries

本研究针对草莓采后易腐烂、品质下降等问题，创新性地将UV-B预处理与不同波长可见光LED照射相结合，系统探究了其对草莓理化品质、真菌抑制及生物活性成分（如总酚含量TPC、总抗氧化能力TAC和花青素）的影响。结果表明，UV-B与红光LED协同可显著提升酚类物质积累（35.2%），且UV-B单独处理使TAC提高80.4%，为采后保鲜技术提供了新策略。

　　

草莓因其独特风味和丰富营养备受青睐，但采后寿命极短，易因真菌侵染、失水和软化而变质。传统冷藏结合高湿储存虽能一定程度延长保鲜期，却难以满足长期储运需求。更棘手的是，消费者对无化学残留、高品质水果的需求日益增长，亟需开发绿色高效的采后处理技术。光照调控作为一种物理干预手段，近年来在果蔬采后领域展现出潜力，其中紫外线（UV）和可见光LED因能激活植物次生代谢通路而备受关注。然而，关于UV-B与不同波长可见光在草莓采后保鲜中的协同效应，此前研究尚属空白。

为填补这一空白，西班牙 Polytechnic University of Cartagena 的 Francisco Artés-Hernández 团队在《Food and Bioprocess Technology》发表研究，系统评估了采后UV-B预处理（10 kJ/m²）结合不同可见光LED（全白光、蓝光、绿光、红光）在13天冷藏（3.3°C）中对草莓品质、腐烂率及生物活性成分的影响。研究通过多因子实验设计，结合理化指标测定、感官评价和代谢物分析，深入探讨了光调控的生理机制与应用潜力。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先，对“Fortuna”品种草莓进行UV-B辐照预处理，并采用宏孔薄膜包装维持高湿环境；其次，在冷藏期间施加五种光照条件（黑暗、全白光、蓝光、绿光、红光），严格控制光强（20 W/m²）和光质；通过定期采样，综合运用质构分析、色差计、HPLC-MS等技术量化果实硬度、色泽、腐烂率及关键生物活性成分（如总酚、花青素）的动态变化。

重量损失与硬度

光照处理显著加速草莓失水，13天后失重率达4.3%，而黑暗储存仅0.9%。UV-B预处理可缓解软化，尤其在黑暗条件下，硬度降幅仅7.6%（未处理组为21.8%）。绿光和红光LED会加速软化，但13天后硬度仍高于商业阈值。

腐烂率

UV-B结合LED未显著降低腐烂率，但蓝光和红光照射下腐烂率较低（UV-B+红光组仅3.3%）。视觉外观在各处理间无显著差异，说明光处理未损害商品性状。

总酚含量（TPC）与总抗氧化能力（TAC）

UV-B预处理使TPC提升22.3%，而与红光LED结合后累积增幅达35.2%，表明光信号通路（如UVR8与光敏色素）存在协同效应。TAC在UV-B单独处理下激增80.4%，但LED照射未产生叠加效果，提示抗氧化系统响应可能存在饱和点。

花青素

主要成分为pelargonidin-3-O-glucoside（Pg-3-glc）。UV-B选择性降低酰化花青素Pg-3-malglc含量（-80.4%），同时增加cyanidin-3-glucoside（Cy-3-glc）（+29.3%），反映光调控对花青素代谢途径的特异性影响。

该研究首次揭示UV-B与可见光LED在草莓采后保鲜中的交互作用：UV-B通过激活UVR8光受体通路增强抗氧化防御，而红光可能通过光敏色素进一步强化苯丙烷代谢，从而协同提升酚类物质含量。尽管花青素积累响应有限，但UV-B对硬度维持和选择性代谢物调控的效应凸显其作为物理激发子的潜力。研究为开发节能、低成本的采后光调控技术提供了理论依据，对延长草莓货架期、提升营养品质具有重要实践意义。未来需深入解析光信号传导与代谢网络互作的分子机制，以优化光照参数实现精准调控。