《Food Chemistry》：Mechanisms of low-intensity hydrostatic pressure pretreatment on nutrition accumulation in fresh kiwifruit: Integrated physiological, widely targeted metabolomics, and transcriptomics analysis
编辑推荐：
•低强度静水压力（LHP，50–200 MPa）提高了猕猴桃中的酚类物质含量。•LHP有效激活了ROS水平，从而诱发了氧化应激反应。•LHP增强了多酚代谢物（如咖啡酸和槲皮素）的相对含量。•LHP通过上调相关基因的表达，促进了营养物质的富集。引言猕猴桃（Actinidia s
- •
低强度静水压力（LHP，50–200 MPa）提高了猕猴桃中的酚类物质含量。
- •
LHP有效激活了ROS水平，从而诱发了氧化应激反应。
- •
LHP增强了多酚代谢物（如咖啡酸和槲皮素）的相对含量。
- •
LHP通过上调相关基因的表达，促进了营养物质的富集。
引言
猕猴桃（Actinidia spp.）因其独特的风味和高营养价值而受到全球消费者的青睐（Li et al., 2026），中国被公认为全球主要生产国（Lan et al., 2022）。猕猴桃中多种生物活性成分（多酚、膳食纤维、维生素等）的健康促进作用已被广泛证实，包括抗氧化、抗炎、抗菌、降胆固醇以及缓解便秘的能力（Pinto et al., 2020; Qiao, Guo, et al., 2025; Zhang, Li, et al., 2023）。除了鲜食之外，猕猴桃还被广泛加工成各种产品，如果汁、葡萄酒和干制品，其价值直接取决于原料果的营养品质。然而，鲜猕猴桃，尤其是为了采后管理或长途运输而在早期采收的果实，可能并不总是保持生物活性化合物的最佳水平。此外，传统的热处理方法也可能导致热敏性营养物质的显著降解，包括多酚（Jacobo-Velázquez et al., 2017）。这导致了对开发适当的非热预处理技术以增强或保持水果营养品质的兴趣日益增长。因此，了解鲜猕猴桃中营养物质积累的机制并确定有效的预处理策略，对于鲜食和加工都至关重要。
根据压力强度，静水压力技术通常可分为高压静水压力（HHP，通常>200 MPa）和低强度静水压力（LHP，≤200 MPa）。HHP的应用已被认可为一种成熟的非热加工技术，能够有效灭活腐败微生物和酶，同时保持食品的感官和营养特性（Zhang, Feng, et al., 2023）。此外，证据表明HHP显著提高了生物活性成分的含量（Sawicki et al., 2025; Wang et al., 2022）。其潜在机制主要归因于HHP诱导的植物细胞结构破坏，包括细胞破裂、膜蛋白变性以及膜通透性增加，最终促进了胞内化合物的释放并有效提高了其可提取性。Olmo-Cunillera等人（2024）表明，HHP（300–600 MPa/3–6 min）增加了橄榄果实的花青素含量，这是由于果实组织完整性的破坏。与HHP的机制相比，LHP通常不会导致不可逆的细胞结构破裂（Kim & Pyee, 2025; Luo et al., 2018）。例如，200 MPa的静水压力处理代表了新鲜芦笋即时致死性细胞损伤和严重生理紊乱的阈值（Yi et al., 2016）。有趣的是，Gómez-Maqueo等人（2020）比较了不同静水压力（100 MPa、350 MPa、600 MPa）对仙人掌果的影响。该研究发现，350–600 MPa导致细胞壁/细胞膜破裂并显著降低了呼吸速率，而100 MPa/5 min保持了细胞活力和细胞膜的完整性，并增加了呼吸速率和乙烯产生。因此，该研究认为，仅在100 MPa下发生了非生物胁迫，这可能触发了导致生物活性成分合成的代谢过程。Ramos-Parra等人（2019）也发现，LHP处理（50–100 MPa）导致细胞壁变形和松动，植物细胞感知机械扰动并做出防御反应，从而触发氧化应激导致活性氧（ROS）的产生。ROS作为第二信使诱导了编码类胡萝卜素合成酶的基因表达，从而显著提高了类胡萝卜素含量。此外，文献已证明，ROS的激活诱导了苯丙氨酸氨裂解酶（PAL）和黄酮合酶（CHS）的基因表达，这两种酶被认为是苯丙烷类和黄酮类途径中的关键酶，从而提高了酚类物质的积累（Li et al., 2019）。
这些研究表明，LHP可能作为一种新的物理"信号"触发氧化应激反应，激活生物活性成分的生物合成（Navarro-Baez et al., 2022; Viacava et al., 2020），而不仅仅是通过细胞破坏来提高可提取性。然而，关于使用LHP预处理积累生物活性物质以增强水果原料营养品质的系统性研究，特别是从代谢和转录调控的角度，仍然缺乏。这提出了一个关键问题：LHP在保持细胞完整性的同时影响鲜猕猴桃中营养物质积累的机制对于优化低强度压力处理以保护甚至改善营养品质而不造成结构损伤至关重要。
因此，本研究调查了LHP处理（50–200 MPa）后猕猴桃中营养成分、抗氧化活性和生理指标的变化，既包括LHP处理后的即时变化，也包括随后储存期间的变化。使用广泛靶向代谢组学方法结合超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）对代谢谱进行了表征。基于多组学分析，阐明了LHP对猕猴桃营养富集的调控机制。这些发现构成了从分子生物学角度理解LHP处理对水果质量调控机制的理论基础。
章节片段
材料与试剂
于2025年8月25日从当地市场（中国武汉）挑选了成熟度相似、果皮颜色和重量（约60–80 g）相近且无机械损伤和可见病害的新鲜"翠香"猕猴桃。Folin-酚试剂和2,2-二苯基-1-苦基肼基（DPPH）试剂分别由北京百拓生物科技有限公司和上海麦克林生化有限公司生产。HPLC级乙腈、甲酸、甲醇和聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）
营养成分含量（TPC、VC和总糖）
猕猴桃含有包括酚类物质、VC和糖类在内的丰富生物活性化合物，预计这些化合物在预处理后会得以保留甚至改善。
图1A显示，LHP处理后猕猴桃的TPC随静水压力强度的增加而增加。此外，所有组的TPC随储存时间的延长总体呈显著上升趋势，表明存在后期积累效应。在200 MPa处理下，TPC的最大值达到
结论
本研究广泛调查了LHP处理（50–200 MPa）对猕猴桃营养价值的影响。结果表明，LHP显著提高了猕猴桃的TPC、VC和总糖含量，从而在LHP处理后即时及随后6天的储存期间明显增强了抗氧化活性。研究发现，LHP处理显著提高了呼吸速率并刺激了ROS的产生，诱发了氧化
CRediT作者贡献声明
Qin Chen：撰写——审阅与编辑、撰写——原稿、方法学、调查、形式分析、数据整理。Dan Rao：撰写——审阅与编辑、调查、形式分析。Xiaoyu Mei：撰写——审阅与编辑、调查。Muhammad Muntaqeem Arain：撰写——审阅与编辑、撰写——原稿。Zainab Zahoor：撰写——审阅与编辑、调查。Xiaoyun Xu：监督、项目管理。Siyi Pan：监督、项目管理。Fengxia Liu：
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本研究得到了中央高校基本科研业务费（项目编号2662025SPPY002）和国家自然科学基金[批准号32572621]的支持。
Qin Chen|Dan Rao|Xiaoyu Mei|Muhammad Muntaqeem Arain|Zainab Zahoor|Xiaoyun Xu|Siyi Pan|Fengxia Liu
