《Food Chemistry》：Ultrasound stress stimulated volatile biosynthesis of postharvest tomatoes during low-temperature storage: A strategy for improving the aroma quality of postharvest fruits
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•超声波胁迫增强采后番茄挥发性有机化合物的积累和冷耐受性。•超声波改变了苯丙氨酸、脂肪酸和支链氨基酸衍生挥发性物质的代谢途径。•低强度、短时间的超声处理有效维持了其基本品质并改善了风味质量。引言番茄（Solanum lycopersicum）是全球重要的果蔬作物，在170多个
• 超声波胁迫增强采后番茄挥发性有机化合物的积累和冷耐受性。
• 超声波改变了苯丙氨酸、脂肪酸和支链氨基酸衍生挥发性物质的代谢途径。
• 低强度、短时间的超声处理有效维持了其基本品质并改善了风味质量。
引言 番茄（
Solanum lycopersicum ）是全球重要的果蔬作物，在170多个国家的年产量超过1.88亿吨（联合国粮食及农业组织（FAO），2024。
https://www.fao.org/faostat ），作为新鲜农产品、加工产品或功能配料被广泛食用，因其营养成分、植物化学物质和独特风味而受到青睐。然而，现代番茄的风味损失已成为消费者关注的一个突出问题。
这种劣化主要归因于以下几个因素：选择性育种优先考虑更高产量、更好的外观和更长的货架期，而牺牲了感官属性；遗传多样性降低；以及栽培方式的改变（Goff & Klee, 2006; Klee & Tieman, 2018）。此外，采后处理和储存条件进一步导致挥发性物质的损失，从而造成整体风味质量的下降（Baldwin等，2008; Maul等，2000）。特别是，低温储存被广泛用于维持采后品质和延长水果货架期。然而，它可能通过改变挥发性有机化合物（VOCs）的生物合成和降解来影响香气特征。研究发现，低温储存会选择性降低甜瓜（Cucumis melo L.）中挥发性酯类的生物合成（Zhang等，2023），并且低温会抑制脂氧合酶（LOX）、醇脱氢酶（ADH）和醇酰基转移酶（AAT）的活性，导致新鲜番茄中包括3-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-丁醇、己醛、Z-3-己烯醛和E-2-己烯醛在内的关键VOCs的合成减少，整体风味强度降低（Wang等，2020; Zhang等，2016）。
水果中的风味化合物以游离和结合两种形式存在。游离形式通常被称为挥发性有机化合物（VOCs），可以根据其浓度、气味阈值和与食品基质的相互作用直接贡献于水果香气。相比之下，糖苷结合的挥发性物质（GBV）是非挥发性、无气味的糖苷，可以作为成熟、加工或应激诱导代谢过程中香气释放的重要储库。在果实中鉴定出的糖苷主要是O-β -D-葡萄糖苷或O-二糖苷，而三糖糖苷结合物很少见。已有多个基因被功能验证对其合成至关重要。除了这些代谢途径中涉及的合成酶外，β- D-葡萄糖苷酶和糖基转移酶等水解酶和转移酶也会影响游离和结合VOCs之间的相互转化。VOCs在番茄风味中起着至关重要的作用，因为它们主要贡献于香气，并可能通过感官相互作用影响甜度和酸度等味觉属性的感知强度（Goff & Klee, 2006）。在番茄果实中已鉴定出400多种VOCs，然而，只有少数部分的浓度超过其气味阈值（OAV?>?1），因此被认为是番茄香气的主要贡献者，而其他挥发性物质可能共同贡献于背景香气和整体香气特征（Klee & Tieman, 2018; Martina等，2021）。其中，Z-3-己烯醛、己醛、E-2-己烯醛、1-戊烯-3-酮、2-异丁基噻唑、β-紫罗兰酮、β-大马树脂酮、苯乙醛、2-苯乙醇、水杨酸甲酯及相关化合物被反复报道为番茄香气特征性VOCs（Baldwin等，2000）。这些VOCs主要来源于苯丙氨酸、脂肪酸、类胡萝卜素和氨基酸代谢途径（补充图1）。
近年来，一些研究者尝试使用几种采后非生物胁迫技术，如控制气氛（CA）（Lehner & Siegmund, 2020; Lu等，2018）、气调包装（MAP）（Fagundes等，2015; Lin等，2017）、热处理、紫外线（UV）照射（Abdipour等，2019; Eichholz等，2011）、脉冲光照射（Liu, Ding等，2023; Sotelo等，2015）和化学试剂（Jia等，2022; Liu, Li等，2023; Wang等，2015），以减少园艺作物中的风味损失。作为非生物诱导物，它们通过改变植物呼吸速率、刺激植物组织的应激反应以及调节初级和次级代谢来显著增强风味质量。然而，大多数现有方法缺乏清洁、杀菌或酶促调节能力，因此无法在新鲜番茄的整体质量和安全性之间取得平衡。
超声也是一种具有简单、高效和环保特点的潜在非生物胁迫。它已被广泛用于包括番茄、食用菌、生菜、西兰花、黄瓜、草莓和葡萄在内的果蔬采后清洁。它能有效去除杂质、抑制微生物生长、减少腐败和农药残留、抑制褐变，并促进多酚等生物活性化合物的合成。这些功能有助于品质保持和货架期延长，凸显了超声在果蔬采后保鲜中的潜力（Azam等，2021; Ganjdoost等，2021; Mustapha等，2019; Wang等，2015; Zhang等，2022）。
然而，超声是否能改善采后新鲜果蔬的风味质量却鲜有报道。虽然有一些关于超声对食品香气影响的研究，但它们主要关注加工过的惰性产品，如葡萄酒的陈化、加工果汁或腌肉的风味增强（García Martín & Sun, 2013; Guo等，2025; Sun等，2021; Zhang等，2025）。在加工食品体系中，超声引起的风味变化主要归因于声化学效应。相比之下，在采后仍保持活性的新鲜果蔬组织中，超声可能作为非生物诱导物触发生物学效应。除了作用机制的不同外，超声处理条件也有显著差异。加工食品需要高强度、长时间的暴露，而新鲜食品可能需要温和、低强度、短时间的应用。关于低强度超声是否能影响采后新鲜果蔬的香气质量，特别是从挥发性物质生物合成的角度来看，现有信息非常有限。
尽管超声具有诸多优势，但它仍然是一把双刃剑。不合适的处理条件可能导致细胞壁破坏，从而影响产品质量。因此，选择温和但有效的超声处理参数对于确保质量和安全性至关重要。本研究的目标是研究低强度超声对新鲜番茄由应激反应诱导的风味成分的影响，并探索超声诱导风味增强背后的挥发性物质生物合成和转化相关的潜在生理调节机制。本研究为应对新鲜番茄风味损失提供了一种参考策略，并加深了对采后作物中超声胁迫生理机制的理解。
分节摘要 化学试剂和试剂 以下化学试剂和试剂（分析纯级）购自国药化学试剂有限公司（中国上海）：氯化钠、柠檬酸、磷酸氢二钠、碳酸钠和磷酸盐缓冲液（PBS）。环己酮和甲醇（色谱纯）购自上海麦克林生化有限公司，中国上海；n -戊烷、p -硝基苯酚和β -D-葡萄糖苷酶（标准品）购自源叶生物科技有限公司。
超声预处理对低温储存期间番茄挥发性物质的影响 图1展示了超声处理后低温储存期间新鲜番茄游离、结合和总挥发性物质的变化。超声处理组与对照组之间在游离和结合挥发性物质部分均观察到显著差异（
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结论 总之，适度超声处理通过增加挥发性有机化合物（VOCs）的积累，增强了采后番茄的风味。本研究首次报道了低强度、短时间的超声处理作为非生物诱导物刺激采后番茄游离和结合挥发性物质生物合成的作用。超声胁迫显著提高了低温储存期间新鲜番茄的总挥发性物质水平和关键VOCs。短期超声诱导的VOCs
CRediT作者贡献声明 郭静通： 撰写–初稿，方法学，调查，数据管理。吴丽红： 验证，调查，数据管理。卢东平： 软件。叶兴前： 撰写–审阅与编辑，监督。孙宇晶： 撰写–审阅与编辑，验证，监督，项目管理，方法学，获取资金，概念化。
伦理声明 已获取所有参与者或其法定代表参与本研究并发表文章的书面知情同意。参与者的隐私权已得到尊重。
本研究遵循了研究所在地相关法律、法规框架和指南。根据相关法律和机构指南，无需伦理委员会批准。根据相关规定，本感官评估无需伦理批准。
致谢 本研究得到了国家自然科学基金 （31771982）和浙江省"三农三事和九个党"科技协作计划项目 （2025SNJF067）的资助。
郭静通|吴丽红|卢东平|叶兴前|孙宇晶
