硫化钙调控采后香蕉成熟延迟的分子机制及其在保鲜中的应用

为解决香蕉采后因乙烯释放导致的快速成熟和品质劣变问题，研究人员采用硫化钙(CaS)作为缓释H2S供体，通过调控乙烯合成基因(ACS/ACO)、淀粉降解酶(α/β-淀粉酶)和细胞壁水解酶(纤维素酶/果胶酶)的活性，显著延缓香蕉成熟进程，为开发安全高效的新型保鲜技术提供理论依据。

　　

香蕉作为全球贸易量最大的水果之一，每年因采后腐烂造成的经济损失高达62-75亿美元。传统保鲜技术如低温贮藏成本高昂，1-MCP(1-甲基环丙烯)存在浓度控制难题，而NaHS(硫氢化钠)等液态H_{22S供体，在《Food Chemistry: Molecular Sciences》发表了关于采后香蕉成熟调控机制的研究。}

研究团队首先通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了CaS粉末在48小时内逐步转化为CaCO₃和CaSO₄的相变过程，证实其可持续释放H₂S。采用气相色谱测定乙烯释放量，结合质构仪分析果皮/果肉硬度，发现1.5g CaS处理使香蕉保鲜期延长至14天。通过碘-碘化钾(I₂-KI)染色和淀粉含量测定，发现CaS显著抑制淀粉降解相关基因(MaAMY2B/MaBAM7等)表达。转录组分析揭示CaS通过下调乙烯合成基因(MaACS1/MaACO1等)、淀粉代谢和细胞壁水解相关通路，实现多层次的成熟延迟调控。

3.1 CaS粉末转化与H₂S释放特性

XRD显示CaS在48小时内通过固-液-气三相反应逐步转化为CaCO₃，SEM观察到表面产物层形成导致的缓释效应，H₂S浓度在16-20小时达峰值45-50ppm。

3.2 香蕉成熟指标变化

1.5g CaS处理组在10天后仍保持70.15N的果皮硬度，较对照组高3倍；乙烯释放峰值(2.71nmol/kg/s)较对照组(7.19nmol/kg/s)显著降低。

3.3 乙烯合成相关基因表达

qPCR显示CaS处理使MaACS1和MaACO13表达量分别下调67%和58%，证实其对乙烯合成途径的抑制作用。

3.4 淀粉降解调控

淀粉酶活性测定表明，α-淀粉酶在CaS组的活性仅为对照组的32%，I₂-KI染色显示淀粉降解延迟3-4天。

3.6 细胞壁分解抑制

SEM观察到CaS组细胞壁结构保持完整，纤维素酶活性降低8.2%，果胶含量在10天后仍为对照组的2.2倍。

该研究首次阐明CaS通过"乙烯-淀粉-细胞壁"协同调控网络延缓香蕉成熟的分子机制。相比传统保鲜剂，CaS具有成本低(<$1/kg)、安全性高(产物为CaCO₃)等优势，为开发基于H₂S信号的采后保鲜技术提供了新思路。研究还创新性地提出4天短时处理方案，在保证正常后熟的同时将货架期延长40%，具有重要应用价值。