脉冲光处理通过调控乙烯和脱落酸的合成，有效抑制了甜椒变红和变软的过程

《Food Chemistry》：Pulsed light treatment mediated ethylene and abscisic acid synthesis effectively inhibited bell pepper turning red and softening

甜椒脉冲光处理抑制品质劣变及分子机制研究。通过代谢组学和转录组学分析发现，3J/cm2脉冲光维持甜椒香气物质（岩兰草酚、非anal等），抑制红变和质地软化，调控苯丙烷、黄酮类及萜类生物合成途径，并影响ABA信号通路。关键基因ACO、ACS、PPH、PE等表达量变化证实其通过抑制乙烯合成、叶绿素降解及细胞壁分解实现保鲜效应。

　　

姜宇彦|任一婷|郑小梅|王丽红|王云翔|吴彩娥|乔宇|马莉莉|白春梅|杜和山|左金华|郑彦彦

北京市农林科学院农业食品加工与营养研究所，北京市果蔬贮藏与加工重点实验室，农业农村部蔬菜采后加工重点实验室，蔬菜生物育种国家重点实验室，北京蔬菜研究中心，北京100097，中国

摘要

甜椒在采后容易发生品质下降，包括香气变化、质地变软和颜色变化。本研究探讨了3 J/cm2脉冲光（PL）处理对贮藏期间品质变化的影响，并通过代谢组学和转录组学分析揭示了其背后的分子机制。脉冲光处理能够保持特征性香气化合物（芳樟醇、壬醛、α-蒎烯）的含量，抑制果实变红和软化，减少类黄酮的积累，并增加木脂素和香豆素的含量。此外，脉冲光处理还调节了苯丙素、类黄酮和类胡萝卜素的生物合成途径以及植物激素的信号传导。具体而言，脉冲光处理下调了乙烯合成基因（ACO、ACCH、ACS）、叶绿素降解基因（PPH、SGR）和与细胞壁降解相关的基因（PE、膨胀素、β-Gal）。重要的是，参与ABA生物合成的关键基因（NCED1、ABA2、CYP707A）的表达也发生了变化。这些发现表明，脉冲光处理通过多条途径有效调节甜椒的颜色和质地变化，从而延缓了果实的硬度损失并抑制了果实变红。

引言

甜椒（Capsicum annuum L.），也称为青椒，属于茄科（Sood等人，2023）中的Capsicum属。它是一种全球重要的园艺作物，具有显著的抗氧化、抗炎和抗癌特性（Xu等人，2023）。甜椒富含生物活性化合物，如类黄酮、酚类、抗坏血酸、类胡萝卜素、辣椒素、蛋白质、糖类、有机酸、维生素和矿物质，因此深受消费者欢迎（Feng等人，2024；Wang等人，2024）。这些成分赋予了甜椒较高的营养价值、抗氧化能力和免疫调节活性（Li, Rosado-Souza等人，2024）。尽管具有这些优点，新鲜甜椒的保鲜性较差，容易在采后发生品质下降，包括水分流失、营养成分减少、表面萎缩和变红（Li等人，2024a；Li, Zhao等人，2024）。因此，开发有效的采后保鲜技术并了解甜椒的成熟和衰老机制具有重要意义。

脉冲光（PL）是一种新兴的非热物理处理技术，利用氙灯产生的强短时光脉冲，其光谱范围为200–1100 nm（Jaiswal & Srivastava，2024；Pihen等人，2024）。该技术能有效灭活细菌和酶，同时保留生物活性化合物（Pravallika & Chakraborty，2024）。脉冲光已广泛应用于多种水果和蔬菜的微生物灭活，包括苹果、草莓和番茄（Wang等人，2023）。研究表明，脉冲光处理可以影响果蔬在贮藏期间的营养价值。例如，它可以促进番茄中类胡萝卜素的积累（González-Casado等人，2022），增加酸樱桃中的总维生素C和多酚含量（Macedo等人，2025），并调节脂氧合酶途径以改善草莓的风味稳定性（Liu等人，2023）。然而，关于脉冲光处理对甜椒成熟和品质下降的调控机制的研究仍然有限。

本研究的目的是验证脉冲光处理对甜椒保鲜的效果。具体而言，它探讨了脉冲光处理如何影响甜椒的生理特性、代谢物含量和基因表达。通过阐明脉冲光处理调节品质下降的分子机制，本研究为延长甜椒采后贮藏期的保质期提供了理论基础。

样本制备和脉冲光处理

本研究使用的甜椒品种为“京天3号”（Capsicum annuum L.），来源于北京市顺义区的北京绿奥蔬菜合作社。甜椒通常在开花后20–25天收获。该品种具有独特的方形灯笼形状，尺寸约为10.5 cm（长）× 10 cm（直径）。果实表面光滑，有明显的纵向沟槽，顶端略微凹陷。

脉冲光处理对甜椒颜色、重量损失、硬度和挥发性有机化合物的影响

在贮藏过程中，对照组的甜椒果实颜色在10天内从绿色变为部分红色，但脉冲光处理可以抑制果实变红的速率（图1A）。补充材料中展示了贮藏期间甜椒的SSC（图S1A）、TA含量（图S1B）、呼吸作用（图S1C）和乙烯产生速率（图S1D）的变化。随着贮藏时间的延长，两组的L*值均持续下降；然而，脉冲光处理抑制了这一趋势。

讨论

甜椒是一种非跃变型果实，在收获后仍会继续成熟和衰老，导致品质和营养价值显著下降（Li等人，2024b）。硬度是衡量甜椒采后品质的重要指标，因为它直接影响保质期和消费者的接受度（Zhao, Cheng等人，2024）。水分含量也对水果和蔬菜的品质至关重要，因为它直接影响质地和整体品质（Wei等人）。

结论

本研究证实了脉冲光处理在抑制甜椒变红和延缓其品质下降方面的效果。结果表明，与对照组相比，脉冲光处理减少了重量损失、硬度下降、L*值下降以及a*值上升，同时保持了芳樟醇、壬醛、α-蒎烯等特征性香气物质的含量，从而保持了良好的香气。在代谢物方面，脉冲光处理增加了相关物质的积累。

CRediT作者贡献声明

姜宇彦：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法学设计、数据分析、数据整理。 任一婷：撰写 – 审稿与编辑、数据可视化、数据整理。 郑小梅：初稿撰写、方法学设计、数据分析、数据整理。 王丽红：撰写 – 审稿与编辑、项目监督。 王云翔：撰写 – 审稿与编辑、项目监督。 吴彩娥：撰写 – 审稿与编辑。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了北京市农林科学院“特殊创新能力建设基金”（20251006、20240405）和“北京蔬菜研究中心发展计划”（XTCX202303）的支持。