HWT联合UV–C通过增强抗氧化防御改善常温贮藏柿果实采后品质并延长市场窗口

《International Journal of Food Properties》：Combined hot water treatment and ultraviolet light improve postharvest quality and extend market window of persimmon under ambient storage

　　

常温贮藏下柿果实的采后损失仍是可持续供应链的主要制约因素，尤其是在缺乏冷链基础设施的地区。本研究考察了热水处理（HWT）和紫外（UV–C）光单独及联合应用对柿果实在21 d常温贮藏（23 ± 1.5°C）期间理化品质的效果。新鲜采收的柿果实经HWT和UV–C处理后，进行周期性（0、7、14和21 d）评价，指标包括硬度、失重、离子渗漏、活性氧（ROS）、抗氧化剂、商品性和感官特性。HWT+UV–C处理果实在贮藏21 d后保持硬度比对照高22.1%，失重低4.0%。该处理还使电解质渗漏降低14%，呼吸速率降低19.8%，乙烯产生比未处理果实约降低两倍。氧化应激显著降低，O₂^?下降25.5%，H₂O₂下降92.7%，丙二醛（MDA）降低两倍。相反，2,2-二苯基-1-苦基肼基（DPPH）自由基清除活性较对照增加20.5%。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性在贮藏期间保持显著更高。此外，处理果实的总酚较对照高13.4%，叶绿素高82.4%，抗坏血酸高18.7%，而类胡萝卜素积累低80%，表明成熟延迟。总之，HWT+UV–C代表一种可持续、环境友好的策略，可延长柿果实的常温贮藏并保持其采后品质。未来研究应聚焦防御途径的分子验证及商业规模应用优化。

研究背景：柿（Diospyros kaki L.）是巴基斯坦新兴果树，年产量约18.5千吨，种植面积约2.7千公顷，出口量从2021年5.3吨增至2024年79.1吨，显示商业和出口潜力上升。但柿果实采后极易腐损，常温贮藏损失限制了可持续供应链，尤其在缺乏冷链基础设施的地区。柿果实采后代谢活跃，乙烯产生、呼吸作用和活性氧（ROS，reactive oxygen species）积累会损伤细胞结构、引起膜脂过氧化，并加速色素、糖和有机酸降解，最终降低硬度、外观和营养品质。低温贮藏可延缓代谢，但批发市场常采用常温处理。预冷、气调贮藏、气调包装和化学防腐剂等虽有应用，但化学处理存在成本、健康和环境问题。HWT（hot water treatment）和UV–C（ultraviolet C light）作为非化学采后技术可延缓成熟、提高贮藏性，但二者联合用于柿常温贮藏的研究较少。因此，研究人员旨在评估HWT+UV–C联合处理对柿 cv. Fuyu 常温贮藏期间理化品质的影响，以建立可持续非化学采后干预。研究人员开展了单独和联合HWT与UV–C处理，并在常温条件下贮藏21 d，结果表明联合处理可延缓成熟衰老、保持品质、降低氧化应激并增强抗氧化酶活性，对缺乏冷链的柿供应链具有重要意义。

关键技术方法：样本来自巴基斯坦开伯尔-普赫图赫瓦省Swat商业农场（34°67′23.5″ N，72°20′34.1″ E，950 m）的柿cv. Fuyu，于早期商业成熟（黄绿）期采收。采用两因素析因完全随机设计（CRD，completely randomized design），每处理4个生物学重复、每重复50果。HWT为45°C热水浸15 min；UV–C为254 nm、13.5 kJ m^?2、3 min，辐照度75 W m^?2，灯距0.95 m。果实在23 ± 1.5°C、RH（relative humidity）70%下贮藏21 d，于0、7、14、21 d取样。测定理化品质、呼吸、乙烯、真菌腐烂、ROS、MDA（malondialdehyde）、DPPH-RSA（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging assay）、抗氧化酶、酚类、色素、抗坏血酸、外观、商品率及感官；统计采用ANOVA、Tukey’s HSD（p≤0.05）、相关和PCA（principal component analysis）。

研究结果：在果实硬度、失重、果汁pH和电解质渗漏方面，研究人员通过0、7、14、21 d取样测定发现，处理、贮藏期及交互作用显著。HWT+UV–C在21 d时硬度较对照高22.1%，失重低4.0%，果汁pH低5.7%，电解质渗漏低14%；随贮藏期延长，硬度下降，失重、pH和电解质渗漏上升。在总可溶性固形物、可滴定酸和成熟指数方面，通过理化测定表明，HWT+UV–C降低总可溶性固形物（TSS，total soluble solids）9.5%和成熟指数（RI，ripening index）17.8%，提高可滴定酸（TA，titratable acidity）约15%；贮藏期间TSS和RI增加，TA下降。在呼吸和乙烯产生速率方面，通过密闭容器和气体分析发现，HWT+UV–C使呼吸速率低19.8%，乙烯产生约低两倍；二者随贮藏期增加。在真菌腐烂指数和腐烂果实百分比方面，通过视觉评估表明，HWT+UV–C处理最低，21 d时真菌腐烂指数较对照降低约39%，腐烂果实百分比降低约43%；随贮藏期延长二者增加。在超氧阴离子、H₂O₂、MDA和DPPH自由基清除活性方面，通过生化测定发现，HWT+UV–C使O₂^?低25.5%、H₂O₂低92.7%、MDA约低两倍，DPPH-RSA高20.5%；O₂^?、H₂O₂和MDA随贮藏增加，对照DPPH-RSA下降而处理增加。在SOD、CAT、POD和APX酶活性方面，通过酶活测定发现，HWT+UV–C在21 d时分别较对照高34.4%、15%、36.2%和23.5%；贮藏期间酶活下降，但处理仍保持较高水平。在总酚、总叶绿素、抗坏血酸和总类胡萝卜素方面，通过分光光度法等测定发现，HWT+UV–C使总酚高13.4%、叶绿素高82.4%、抗坏血酸高18.7%，总类胡萝卜素低80%；贮藏期间酚类、叶绿素和抗坏血酸下降，类胡萝卜素增加。在一般外观和商品果实百分比方面，通过视觉评分和称重表明，HWT+UV–C评分8.2、商品率87.7%，交互作用下外观和商品率分别高24.7%和30%；二者随贮藏下降。在感官属性方面，通过30名评价员 hedonic 评分发现，HWT+UV–C保持 taste、texture、flavor 和 overall acceptability，21 d时感官评分约70%，对照约50%，在14 d和21 d优势最明显，风味和总体可接受性响应最强。

讨论总结：研究人员认为，HWT+UV–C联合处理可延迟柿果实采后劣变，保持理化品质，并诱导协调的生理反应。与单独HWT或UV–C不同，该研究证明联合处理在跃变型果实中的优势，提供了替代化学防腐剂的实用环保方案。硬度保持和失重降低与细胞壁降解延迟、膜完整性保持有关；UV–C可抑制多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲酯酶等细胞壁修饰酶，促进细胞壁聚合物交联和酚沉积。低剂量UV–C可抑制呼吸和乙烯产生，影响ACC氧化酶和线粒体代谢。电解质渗漏降低反映膜稳定性增强和抗氧化防御提升。TSS和TA保持说明代谢进程延迟，呼吸和乙烯降低表明代谢通量下降。真菌腐烂受到抑制，可能因HWT抑制孢子萌发和病原发展，UV–C提供表面去污并刺激宿主防御，二者互补。ROS降低与SOD、CAT、POD和APX活性增强相关，说明处理激活酶促抗氧化网络、维持氧化还原稳态并延迟氧化衰老，而非完全阻止衰老。酚类较高与苯丙烷代谢和UV诱导防御有关；叶绿素保持、类胡萝卜素积累降低和抗坏血酸保留均与延迟成熟衰老一致。外观和商品率提高源于衰老延迟、膜完整性增强和微生物增殖受抑。该技术无需化学物且适合小规模处理，对缺乏冷链的柿产区有实际意义；未来需分子验证和商业规模验证。

结论翻译：本研究证明，热水处理（45°C 15 min）联合UV–C照射（13.5 kJ m^?2）有效延迟柿（Diospyros kaki L. cv. Fuyu）在21 d常温贮藏期间的成熟和衰老。HWT+UV–C保持果实硬度，降低失重、电解质渗漏、呼吸速率和乙烯产生，同时保持可滴定酸、酚类化合物、叶绿素和抗坏血酸含量。此外，HWT+UV–C通过抑制超氧阴离子、过氧化氢和丙二醛积累显著缓解氧化应激，这与超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性增强相关。这些生理和生化反应改善了柿果实在非冷藏条件下的商品性、感官品质和整体贮藏性能。HWT+UV–C代表一种可持续、无残留和环境友好的采后技术，能够延长柿果实常温贮藏寿命并保持消费者期望的品质属性。该方法对发展中国家和冷链基础设施有限的出口导向供应链尤其有前景。