高浓度CO2与乙烯脱涩处理对'清道板栗'和'大丰'柿子靶向代谢物及抗氧化活性的影响研究

本研究针对涩柿采后脱涩处理引发的品质变化问题，通过比较95% CO2和100 μL L?1乙烯处理对'清道板栗'和'大丰'柿子理化指标、代谢谱和抗氧化活性的影响，发现高CO2处理能更好地保留可溶性单宁和抗氧化能力，同时维持果实硬度，为优化脱涩工艺和保持营养品质提供了重要依据。

　　

柿子作为传统水果，根据单宁细胞特性可分为甜柿和涩柿两大类。涩柿果实成熟时仍含有大量可溶性单宁，食用时会产生强烈的涩感，严重影响消费者的接受度。因此，采后脱涩处理成为涩柿产业发展的关键技术环节。目前常用的脱涩方法包括高浓度CO₂处理、乙烯催熟、酒精处理等，但这些处理方式会对果实的理化特性、营养品质和代谢谱产生复杂影响。特别是关于不同脱涩处理对柿子关键代谢物和抗氧化活性系统影响的研究仍较为缺乏。

为系统解析脱涩处理对柿子品质形成的影响机制，韩国江原国立大学智能农业交叉学科项目的Min Woo Baek、Shimeles Tilahun等研究人员在《LWT》发表论文，以韩国主栽涩柿品种'清道板栗'（Cheongdo-Bansi）和'大丰'（Daebong）为研究对象，比较了95% CO₂和100 μL L^?1乙烯处理对果实理化特性、代谢谱和抗氧化活性的影响。

研究采用多组学联用分析策略，通过质构仪测定果实硬度，高效液相色谱（HPLC）分析初级代谢物（氨基酸、有机酸、游离糖、脂肪酸）和次级代谢物（番茄红素、β-胡萝卜素、维生素C、总酚和可溶性单宁），结合DPPH、ABTS、FRAP和还原力四种体外抗氧化活性评价体系，全面评估脱涩处理对柿子品质的影响。采用主成分分析（PCA）、变量重要性投影（VIP）和代谢通路分析等生物信息学方法解析差异代谢物和关键代谢通路。

在物理、生理和生化变化方面，研究发现高CO₂处理能更好地维持果实硬度，乙烯处理则显著促进果实软化。多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性测定表明，高CO₂处理抑制了细胞壁降解酶的活性，这可能是其保持果实硬度的主要原因。色泽分析显示，乙烯处理使色调角从103°降至81°（'清道板栗'）和98°降至62°（'大丰'），果实颜色由黄转橙，表明脱涩进程与成熟度密切相关。感官评价显示，高CO₂处理1天后和乙烯处理4后果实整体接受度均达到可食用水平。

在初级代谢物变化方面，研究鉴定到29种初级代谢物，包括18种氨基酸、6种脂肪酸、3种有机酸和2种糖。两个品种均为还原糖积累型，葡萄糖含量高于果糖。高CO₂处理更好地保留了有机酸和氨基酸含量，特别是γ-氨基丁酸（GABA）和脯氨酸等应激相关氨基酸。脂肪酸分析显示，两个品种的多不饱和脂肪酸（特别是α-亚麻酸）含量丰富，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值较高（1.95-2.79），具有潜在的心血管保护功能。

在次级代谢物变化方面，乙烯处理显著提高了番茄红素和β-胡萝卜素含量，而维生素C含量在两个品种中均显著下降。总酚和可溶性单宁含量在脱涩处理后显著降低，高CO₂处理更好地保留了这些活性成分。'清道板栗'和'大丰'在采收时的总酚含量分别为4.78和5.14 g kg^?1，可溶性单宁含量分别为5.40和5.52 g kg^?1。

在抗氧化活性方面，四种抗氧化活性评价方法（DPPH、ABTS、FRAP和还原力）均显示，脱涩处理降低了柿子的抗氧化能力，这与可溶性单宁含量的减少直接相关。高CO₂处理1天的果实抗氧化活性高于乙烯处理4天的果实，表明高CO₂脱涩能更好地保留柿子的营养品质。

在主成分、标准化热图、相关性和通路分析中，主成分分析（PCA）前两个主成分解释了64.13%的变异，清晰区分了两个品种和不同处理。变量重要性投影（VIP）分析显示，呼吸速率、ABTS、FRAP、总酚、天冬氨酸等21个指标的VIP值大于1.0。相关性分析表明，总酚与ABTS、FRAP和还原力的相关系数分别为0.99、0.91和0.87，可溶性单宁与这些抗氧化指标的相关系数分别为0.88、0.70和0.67，证实酚类物质特别是单宁是柿子抗氧化活性的主要贡献者。代谢通路分析发现，高CO₂处理上调了亚麻酸代谢、甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢、精氨酸生物合成等通路，而乙烯处理则主要上调类胡萝卜素生物合成途径。

研究结论表明，高CO₂脱涩处理能更好地保留柿子的营养品质和抗氧化活性，这主要归因于其更好地保留了可溶性单宁和酚类物质。同时，高CO₂处理通过抑制细胞壁降解酶活性维持了果实硬度，有利于柿子的贮藏和运输。代谢通路分析揭示的两个品种对脱涩处理的差异响应表明，需要针对不同柿子品种优化脱涩工艺参数。

该研究首次系统比较了高CO₂和乙烯脱涩对柿子代谢谱和抗氧化活性的影响，为优化柿子采后处理工艺提供了理论依据。研究发现高CO₂处理在保留营养品质方面的优势，为柿子产业提供了一种既能有效脱涩又能保持果实品质的绿色处理方式。代谢通路分析结果为进一步解析柿子脱涩和成熟的分子机制提供了重要线索，也为功能性成分开发和营养品质改良提供了新思路。