氢气用于保鲜的研究进展【综述】

氢气(H2)，作为一种气态信号分子，在动植物生物学中扮演着至关重要的角色。本文汇总了新兴的证据，表明H2通过关键生物化学过程调节园艺产品的采后衰老，包括改善抗氧化系统、激活细胞壁代谢、促进能量代谢、抑制乙烯生物合成以及调节细菌群落。此外，文章还讨论了H2与其他信号分子之间的相互作用。通过结合关于生物效应和H2信号传导的分子机制研究结果，本文呈现了H2在采后产品中生物效应和安全性的研究现状。同时提出了H2在采后保鲜中的作用机制，反映了所涉及的途径的复杂性和多样性。此外，越来越多的证据发现了大量的下游途径或靶点，这些是H2医学效应的作用目标。因此，提出了将H2生物学的科学和实用方面应用于园艺产品的采后保鲜。

本综述作者来自甘肃农业大学廖伟彪教授团队。

Fang, Hua, et al. "Hydrogen gas: A new fresh kee** agent of perishable horticultural products." Food Chemistry (2024): 139476.

氢气(H2)，一个小型气态分子，在动物和植物生物学中发挥着至关重要的作用。H2在医学上的应用早于农业。Dole等（1975年）将患有肿瘤的小鼠置于氢氧混合气体空间中两周，鳞状细胞癌显著消退。2007年研究发现，吸入少量的H2（2%）能有效防护缺血再灌注引起的脑损伤。目前为止，H2被发现对众多氧化应激和炎症相关疾病具有显著的生物效应，具有广谱、安全有效的抗炎/抗癌/抗衰老特性。Dong, Wu, Kettlewell, Caldwell和Layzell（2003年）发现H2能提高土壤肥力，并因此引入了“H2肥”的概念。随后，大量研究确定了H2在植物生长和发育以及植物抗逆性方面的积极作用，如促进黄瓜（Cucumis sativus）（Lin, Zhang, Qi, Cui, Xie & Shen, 2014年）和番茄（Lycopersicon esculentum）（Cao等人，2017年）的根系发展，提高萱草（Hemerocallis fulva L.）的产量和品质（Hu等人，2021年）。外源应用富氢水（HRW）减少了镉胁迫下白菜（Brassica campestris spp. chinensis L., Dongfang 2）的净镉吸收和积累（Wu, Su, Cai, Shen & Cui, 2015年）。此外，HRW大大逆转了盐胁迫对大麦（Hordeum vulgare L. cv CM72）根生长和细胞活力的损害（Wu, Su, Shabala, Huang, Yu & Shabala, 2020年）。

近年来的研究表明H2对采后保鲜具有积极影响（Ren等人，2017年；Su等人，2019年；Wang等人，2019年）。例如，我们的研究表明，富氢水（HRW）可以改善切花玫瑰的瓶插寿命并保持其观赏品质（Ren, Jin等人，2017年；Wang等人，2019年）。由于H2作为气体使用时具有无毒且无副产品残留的优点，因此可能为园艺产品提供一种安全、环保、高效的保鲜技术。因此，H2在农产品的采后保鲜中应用越来越广泛。近年来，H2在采后生理调节和信号转导功能方面受到了广泛关注。因此，我们提出氢气可以用作农产品的防腐剂。

此外，尽管H2在采后保鲜中的积极作用已得到证实，但关于H2如何发挥其生物效应仍存在分歧。采后H2保鲜的具体机制以及更高效的H2制备技术是需要进一步解决的挑战。因此，接下来的部分将重点讨论目前有关H2在采后园艺产品应用的研究现状。系统地讨论和总结了H2在园艺产品采后衰老中的生物效应和分子机制，以更深入地了解H2缓解采后衰老的机制。迄今为止，关于H2在园艺产品采后保鲜应用方面的研究尚未进行系统综述。在本综述中，我们关注了H2在采后产品的生物效应和安全性研究现状。

Fig. 1. Methodological model for the application methods of H2 in postharvest preservation of horticultural products .