高浓度CO2气调贮藏通过调控抗氧化能力与呼吸代谢延长鲜食石榴果实货架期的机制研究

针对石榴采后低温贮藏易发生冷害、品质劣变等问题，研究人员通过设置7% O2+4% CO2(CA1)和2% O2+5% CO2(CA2)两种气调条件，系统探究了高CO2浓度对石榴果实抗氧化系统、呼吸代谢及能量平衡的调控作用。研究发现CA2处理显著降低冷害指数(CI)和膜脂过氧化产物MDA含量，维持SOD、GR等抗氧化酶活性，并通过抑制PPO/POD介导的酶促褐变，最终实现果皮外观与籽粒营养品质的双重提升，为鲜食石榴保鲜技术提供了理论依据。

　　

石榴作为富含多酚类物质的功能性水果，其采后贮藏面临严峻挑战。低温虽能延缓代谢，但"突尼斯"软籽石榴对低温极为敏感，易发生冷害导致果皮褐变、籽粒营养流失。传统气调贮藏虽有一定效果，但O₂/CO₂配比优化仍是难题。河南省农业科学院等机构的研究团队在《BMC Plant Biology》发表论文，创新性地提出2% O₂+5% CO₂的高CO₂气调方案，揭示了其通过双重调控抗氧化防御与呼吸能量网络延长石榴保鲜期的分子机制。

研究采用5℃贮藏30天结合18℃货架期9天的双阶段模型，通过测定冷害指数、电解质渗漏率等生理指标，结合SOD、NADK等酶活分析，并运用比色法检测MDA、ATP等代谢物。

果皮外观改善机制
CA2处理使冷害指数降低36%，显著优于CA1。通过抑制NOX活性减少O₂^·-生成，同时提升SOD(36.3%)和GR(36.05%)活性，构建高效ROS清除体系。膜系统完整性检测显示，CA2组电解质渗漏率最低，MDA含量较对照降低52%，证实高CO₂通过减轻氧化损伤维持细胞膜稳定性。

营养品质保持效应
籽粒中总酚(0.19 g/kg FW)和花青素(0.70 g/L FW)含量在CA2组达峰值。能量代谢分析发现，CA2通过抑制呼吸速率(降低28%)并维持0.82能量电荷(EC)，避免营养物质过度消耗。CCO活性与ATP含量呈正相关，说明线粒体功能协调是能量供给的关键。

酶促褐变调控网络
PPO活性在CA2组被抑制41%，而苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性提升27%，表明高CO₂通过重塑酚类代谢流向，既减少褐变底物又促进抗氧化物质合成。

该研究创新性地阐明高CO₂气调通过三重机制协同作用：①构建SOD-GR-APX抗氧化防御链；②通过NADK调控NADPH/NADP⁺平衡维持能量稳态；③抑制PPO/POD通路减少酶促褐变。这套技术方案使石榴商品率提升40%，为鲜果物流提供了可推广的解决方案，同时为其他温敏型水果保鲜研究提供了代谢调控新思路。