气态二氧化氯提升凯特芒果采后成熟品质：促进糖分积累、萜类生物合成及贮藏性能的机制研究

《Food Chemistry Advances》：Gaseous chlorine dioxide improves Keitt mango quality during postharvest ripening: enhancing sugar accumulation, terpenoid biosynthesis, and storage performance

本研究针对凯特芒果采后自然成熟过程中甜度和风味不足的问题，开展了气态ClO2处理改善果实品质的研究。结果表明，累积浓度200?μL/L的ClO2气体处理能显著上调糖代谢相关基因（MiSUS、MiBAM3等）和萜类合成基因（MiACAT、MiGPPS等）表达，促进葡萄糖和3-萜烯等风味物质积累，并通过调控MiERD6家族糖转运蛋白增强果实贮藏性能。该研究为采后水果品质提升提供了新技术路径。

　　

多汁甜美的芒果是广受消费者喜爱的热带水果，但市场上销售的芒果常常面临"色香味"不足的尴尬。特别是凯特芒果（Keitt mango）这类晚熟品种，通常需要在果实完全长大但仍处于绿熟阶段时采收，经过数天室温后熟才能上市。这种采后成熟方式导致果实甜度不足、香气特征不显著，与树上自然成熟的芒果相比品质差距明显。更令人困扰的是，传统使用的乙烯利（ethephon）催熟技术虽然能加速果实软化，却往往以牺牲风味为代价，且贮藏期短、易腐败变质。如何在不影响果实贮藏性能的前提下，有效提升采后芒果的甜度和香气品质，成为产业亟待突破的技术瓶颈。

近日发表于《Food Chemistry Advances》的研究论文"气态二氧化氯改善凯特芒果采后成熟品质"为解决这一难题提供了新思路。福建农林大学食品科学学院的研究团队创新性地将气态二氧化氯（ClO₂）应用于芒果采后处理，系统揭示了其在促进糖分积累、增强风味物质合成以及延长货架期方面的双重功效。

研究团队采用代谢组学、转录组学与生化分析相结合的技术策略，以凯特芒果为研究对象，设置了气态ClO₂处理组（累积浓度200?μL/L）、乙烯利处理组（阳性对照）和自然成熟对照组。通过高效液相色谱（HPLC）定量分析糖组分，顶空-固相微萃取气相色谱-质谱联用（HS-SPME-GC-MS）检测挥发性风味物质，并结合实时荧光定量PCR（RT-qPCR）验证关键基因表达，系统评估了处理对果实品质的影响。

代谢物变化分析

广泛靶向代谢组学检测到828种代谢物，主成分分析显示气态ClO₂处理显著改变了芒果代谢谱。62种差异代谢物中55种上调，主要富集于嘌呤代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等通路。其中蜜二糖（melibiose）、葡萄糖-1-磷酸等糖类物质显著增加，预示ClO₂处理可能通过应激反应促进糖分积累。

转录组学特征

转录组分析发现气态ClO₂处理特异性上调了光合作用、糖酵解/糖异生等通路基因。值得注意的是，超氧化物歧化酶（SOD）活性升高而过氧化氢酶（CAT）活性降低，表明ClO₂诱导的适度氧化应激可能是品质提升的关键诱因。这种应激反应与植物在干旱、盐胁迫下通过积累可溶性糖抵御逆境的机制相似。

糖分积累机制

HPLC分析证实ClO₂处理使葡萄糖含量在4天内提升21.47倍，显著高于对照组（3.45倍）和乙烯利组（6.89倍）。同时蜜二糖、甘露糖、阿拉伯糖含量也显著增加。基因表达分析显示，蔗糖合成酶基因（MiSUS）、β-淀粉酶基因（MiBAM3）、α-阿拉伯呋喃糖苷酶基因（MiabfA）等糖代谢关键基因显著上调。尤为重要的是，液泡糖转运蛋白基因MiERD6-5和MiERD6-6的表达量大幅提升，揭示了糖分向液泡富集的新机制。

风味品质提升

GC-MS检测到27-42种挥发性成分，其中3-萜烯（3-carene）的香气活性值（OAV）最高。ClO₂处理使萜类物质总量在成熟第2-4天保持最高水平，特别是单萜类的β-月桂烯、d-柠檬烯和4-萜烯显著增加。转录组数据表明，乙酰辅酶A乙酰转移酶（MiACAT）、异戊烯基二磷酸异构酶（MiIDI）和香叶基二磷酸合酶（MiGPPS）等萜类合成关键基因表达上调，从分子层面解释了风味增强的机制。

贮藏性能改善

在13?°C贮藏条件下，ClO₂成熟芒果的色泽亮度（L值）、色调角（h值）保持更好，失重率、可溶性固形物变化速率较慢，感官评价显示其甜度、酸度和整体风味接受度更高。这种优势可能源于ClO₂的双重作用：一方面通过降低乙烯释放速率延缓衰老，另一方面凭借其强穿透性抑制表面微生物生长。

该研究首次系统阐明了气态ClO₂通过调控糖代谢和萜类合成通路提升芒果品质的分子机制，创新性地发现ERD6-like糖转运蛋白在果实糖分积累中的关键作用。研究结果不仅为芒果采后保鲜提供了新技术，更为其他果蔬的品质改良提供了理论借鉴。相较于传统乙烯利催熟，气态ClO₂处理在提升风味的同时延长了货架期，实现了品质与贮藏性的协同提升，具有重要的产业化应用前景。未来研究可进一步探索ClO₂诱导的氧化应激信号与果实成熟网络的交叉对话机制，为精准调控采后品质提供新靶点。