烟酰胺预处理通过调控能量代谢与氧化稳态增强UV-C胁迫下树莓果实保鲜效果的机制研究

《Food and Bioprocess Technology》：Nicotinamide Pre-treatment Shows a Protective Effect and Reduces UV-Induced Oxidative Stress in Raspberry Fruit

本研究针对UV-C辐照在浆果采后保鲜中诱发氧化应激、导致品质下降的瓶颈问题，系统探讨了烟酰胺（NAM）预处理对树莓果实能量代谢与氧化平衡的调控作用。通过分析NAD+代谢、线粒体功能及抗氧化通路，发现NAM通过抑制PARP-2活性、提升ATP合成及GSH/AsA生物合成，显著缓解UV-C引起的氧化损伤，为采后保鲜技术提供了新策略。

　　

树莓（Rubus idaeus L.）因其独特风味和丰富生物活性成分（如多酚、花青素）备受青睐，但采后易腐败的特性严重限制其市场供应。传统低温贮藏虽能延缓变质，却难以完全抑制微生物生长及氧化劣变。非热加工技术中，UV-C辐照虽能有效杀菌，但其促氧化特性可能加剧果实活性氧（ROS）积累，破坏细胞氧化还原平衡，反而加速品质衰退。如何平衡杀菌效率与果实保鲜成为产业难点。

为此，波兰热舒夫大学的Tomasz Piechowiak团队在《Food and Bioprocess Technology》发表研究，探索烟酰胺（NAM）作为UV-C辐照的辅助处理对树莓采后生理的调控机制。研究通过喷施10 mmol·L^?1 NAM溶液并结合UV-C处理（253 nm, 15 min），分析贮藏5天内果实的能量代谢、氧化应激标记物及品质指标变化。

关键技术方法

研究采用免疫印迹分析PARP-2、线粒体酶（ACO1、H⁺-ATPase）及抗氧化蛋白（MnSOD、CAT等）表达；通过酶活性检测（如NADH脱氢酶、SDH）和代谢物测定（ATP、NAD⁺、NADPH）评估能量代谢；利用ELISA量化DNA氧化损伤标记物8-OHdG；结合GC-MS分析挥发性成分及糖含量，并通过微生物平板计数评估防腐效果。

研究结果

1. NAM调控NAD⁺代谢并缓解氧化应激

UV-C处理导致NAD⁺水平显著下降，而NAM预处理通过竞争性抑制PARP-2活性，减少NAD⁺消耗，使UV-C+NAM组NAD⁺水平在贮藏初期接近对照组。尽管UV-C单独处理引发ROS爆发和8-OHdG积累，NAM联合处理显著降低ROS生成，并下调MnSOD、CAT等抗氧化酶表达，表明NAM通过增强细胞还原力缓解氧化损伤。

2. 提升低分子抗氧化剂合成

NAM单独处理促进GLDH（抗坏血酸合成关键酶）和γ-GC（谷胱甘肽合成酶）表达，使AsA和GSH含量分别提升46%和21%。在UV-C+NAM组中，花青素含量较UV-C单独处理组高17%，说明NAM对UV-C引起的色素降解具有保护作用。

3. 增强线粒体能量代谢

NAM处理显著提升线粒体酶（ACO1、SDH）活性和H⁺-ATPase表达，推动ATP合成增加37%。同时，NADPH水平在NAM组上升，进一步支持Halliwel-Asada循环的抗氧化功能。

4. 维持果实品质与安全性

NAM未促进酵母霉菌生长，且与UV-C协同抑制微生物增殖（降低1.23 log CFU）。虽引起果糖下降和葡萄糖上升，但可溶性固形物和酸度无显著变化。挥发性成分分析显示主要香气物质（如β-紫罗兰酮）稳定性未受处理影响。

结论与意义

本研究揭示NAM通过“NAD⁺守恒—线粒体激活—抗氧化强化”通路，有效缓解UV-C引发的氧化应激，为采后保鲜提供新思路。其操作简便、成本低廉的优势易于产业化推广，尤其适用于高附加值浆果的供应链优化。未来需进一步解析NAM在果实组织中的渗透规律及其与其他保鲜技术的协同效应。