点评：氢气具有水果等植物保鲜作用，但是保鲜作用类似延缓生长的作用，这和氢气促进植物生长，增加农作物产量存在矛盾。也许是植物生长周期造成，但研究能从表型到机制提供解释，所谓自圆其说，就可以发表。但背后的基本道理，仍然值得考虑和揣摩。

研究亮点：

l 富含氢气的水（富氢水）处理能延迟了荔枝果实的果肉分解。

l 富氢水加速了淀粉降解、TCA循环、脂质合成、酯合成和氨基酸合成。

l 富氢水减缓了细胞壁降解、糖酵解和倍半萜合成。

l 富氢水处理在贮藏初期诱导挥发性醇和烯烃的产生。醛类、酮类和氨基酸在富氢水延缓果肉分解中发挥重要作用。

论文摘要

以往的研究表明，富氢水（富氢水）处理可以延缓果实成熟和衰老。然而，关于富氢水延缓果肉分解的研究却知之甚少。在本研究中，通过八种生理特征揭示了富氢水处理延缓了荔枝果实的果皮褐变和果肉分解。为了全面了解荔枝果肉的变化，进行了多种代谢组学和基因表达分析的组合研究，评估了67种初级代谢物、103种挥发物、31种氨基酸和13个关键代谢物相关基因。结果显示，富氢水处理促进了淀粉降解，减缓了细胞壁降解和糖酵解，并保持了荔枝果实的风味和品质。此外，富氢水处理刺激了挥发性醇、醛、酮、烯烃和氨基酸的产生，这些可能在富氢水延缓果肉分解中发挥重要作用。本研究通过调查小分子代谢物和代谢途径，为富氢水延缓果肉分解的机制提供了新的见解。

图1 氢水处理后荔枝果实采后贮藏后物理特性的变化。A: 对照组第7天时的果实。B: 氢水处理组在7天。C: 褐变指数和市场价值。D、E和F：果皮颜色。G: 呼吸率H：总可溶性固体（TSS）。I：酸度（TA）。

研究背景介绍

作为珍贵的热带和亚热带水果，荔枝以其美味和诱人的外观吸引着消费者。然而，其短暂的货架期仍是一个重大挑战，常温下仅能保存2-6天。在采后贮藏期间，果肉逐渐分解，而果皮出现褐变，这些都严重阻碍了国际贸易。果肉分解的典型迹象包括质地软化和溶解、风味恶化、营养流失以及霉菌侵染的增加。这些因素不仅损害了荔枝的市场价值，也降低了其营养价值。因此，迫切需要开发创新的保鲜技术，以有效延缓荔枝果肉的分解。

在过去二十年中，已经设计了各种采后保鲜处理方法来延长荔枝果实的货架期。冷藏仍然是储存、运输和销售荔枝的流行选择，主要是因为它有效地减缓了代谢过程、应激反应和能量供应，从而延缓了果肉分解。然而，由于成本高昂，冷藏在所有地区都不可行，而且冷藏的荔枝一旦暴露于室温下货架期就很短。褪黑素作为一种对人体健康安全的治疗方法，也被证明能够延缓采后水果的衰老，包括各种荔枝品种。尽管如此，其高昂的成本限制了在农业生产中的广泛使用。多功能生物纳米复合材料涂层在保持新鲜荔枝的品质和减少采后损失方面显示出希望。然而，微生物涂层的安全性仍需进一步评估。迄今为止，尽管取得了这些进展，荔枝产业仍然没有商业上可行的采后处理方法。因此，开发安全、低成本、简单且环保的采后处理方法仍然是一个高价值的目标。

近年来，氢气作为一种植物信号分子出现，提供了绿色、清洁和成本效益的好处。它参与了miRNA和DNA表达、激素变化、蛋白质修饰调节和活性氧物种（ROS）清除。然而，由于其易燃易爆的特性，氢气通常以富含氢的水（富氢水）的形式在农业中使用。由于氢气在水中的低溶解度，需要使用纳米气泡、高压或添加共溶剂等方法来制备富氢水。这种形式的氢气对于运输、灌溉、施肥和采后处理等农业应用是安全和方便的。以往的研究确实证明了外源性富氢水处理对植物的各种生物学过程有益影响，包括诱导气孔关闭、增强冷害应激反应以及延缓乙烯的合成，乙烯是一种与果实成熟密切相关的激素。此外，外源性富氢水处理已被证明能有效延缓荔枝果实的果皮褐变并维持整体品质。这是通过诱导早期过氧化氢（H2O2）的积累，随后在采后贮藏的中期和后期减少活性氧物种（ROS）的积累来实现的。然而，尽管在理解富氢水处理在植物生物学中的作用方面取得了显著进展，但关于其对延缓荔枝果实果肉分解的影响的研究明显不足，特别是从小型分子代谢物的角度来看。

小分子代谢物在决定果实品质方面发挥着关键作用，包括味道（受可溶性糖和有机酸影响）、鲜味（受氨基酸影响）、颜色（由色素决定）、香气（来源于挥发性化合物）和营养价值。

随着净化和鉴定技术的不断进步，代谢组学已经成为全面分析这些小分子代谢物的有力工具。它架起了表型观察与遗传基础之间的桥梁。每种代谢组学分析方法都为特定的应用提供了独特的优势。例如，顶空固相微萃取（HS-SPME）结合气相色谱-质谱（GC–MS）特别适合于检测和识别在各种水果中丰富的挥发性化合物。另一方面，氨基酸分析仪专门用于氨基酸的检测、识别和定量分析。此外，液相色谱-质谱（LC–MS）能够定性和定量测定苦味酚类和单宁类物质，这些物质为许多水果带来苦涩和收敛的味道。通过选择合适的代谢组学分析方法，我们可以更深入地了解植物性状与其底层代谢物之间复杂的关系。

以往的研究已经探索了荔枝果实在采后贮藏期间果皮褐变和果肉分解的各个方面。这些研究包括富氢水延缓果皮褐变的能力的研究，以及在冷藏过程中对果肉分解进行的综合转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析。此外，还使用单分子长读测序技术研究了荔枝果实的转录组，提供了关于果实成熟和衰老过程中复杂基因表达模式的见解。然而，尽管取得了这些进展，我们在理解小分子代谢物在富氢水延缓果肉分解中的具体作用方面仍存在差距。代谢物在调节植物生理过程中扮演着关键角色，其分析可以为维持果实品质和延缓衰老的机制提供宝贵的见解。

在本研究中，我们旨在通过分析经富氢水处理的荔枝果实中的主要代谢物、挥发性化合物和氨基酸来填补这一知识空白。我们采用了GC–MS和氨基酸分析仪等技术来检测、识别和量化这些代谢物。通过比较和分析富氢水处理和非处理果实的代谢物图谱，我们旨在阐明小分子代谢物在富氢水延缓果肉分解中的作用。本研究的最终目的是从小分子代谢物的角度更深入地理解富氢水延缓荔枝果肉分解的调控机制。

本文参考内容

The role of hydrogen-rich water in delaying the pulp breakdown of litchi fruit during postharvest storage - ScienceDirect