新鲜果蔬富含维生素、无机盐、碳水化合物、膳食纤维等人体所必需的营养物质,摄取足量果蔬对于维持人体健康具有重要意义。然而果蔬是一个完整的生命体,采后贮藏过程中仍然会发生各种生理活动,这会导致其品质发生一定的变化,从而影响整体品质。据联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)统计,我国是世界上蔬菜生产和消费的第一大国,也是主要的水果生产和消费国,蔬菜和水果的年产量和人均消费量呈逐年升高的趋势,蔬菜、水果产量自2018年的7.03、2.57亿t增加至2023年的8.29、3.27亿t,分别增加了17.9%、27.2%;人均消费量自2018年的96.1、47.4 kg增加至2022年的108.2、54.7 kg,分别增加了12.6%、15.4%,如图1和图2所示。我国国土面积广阔,南北方气候、土壤资源迥异,果蔬生产具有明显的季节性、地域性等特点,使得果蔬在采摘、贮藏、流通等过程中存在不同程度的品质劣变,因此需要采用一定的措施对果蔬进行保鲜处理,从而延长贮藏时间,减缓果蔬营养品质的下降速率,降低果蔬在贮藏过程中腐败变质造成的经济损失。
图1 2018—2023年我国蔬菜和水果产量
Fig.1 China’s vegetable and fruit output from 2018 to 2023
图2 2018—2022年我国人均蔬菜和水果消费量
Fig.2 China’s per capita consumption of vegetables and fruits from 2018 to 2022
果蔬的保鲜技术主要分为物理措施、化学措施和生物措施等,由于化学保鲜常存在化学物残留,生物保鲜剂的生产和使用成本比较高,因此物理保鲜技术应用最为广泛[1]。物理保鲜技术主要通过调节贮存环境中的温度、湿度等条件来达到抑制果蔬呼吸作用、减缓水分蒸发和控制微生物活动等目的,从而有效延长果蔬的贮藏时间[2]。然而,贮藏过程中果蔬所受光照情况也是影响其生理活动的重要物理因素之一[3]。光照处理具有来源广泛、操作方便、绿色安全等优势,且植物能够选择性吸收光,基于这些特性,冷藏过程中辅助光照对果蔬品质产生不同程度的影响,该技术近些年来得到了人们的广泛关注并且迅速发展起来[4]。本文旨在阐述果蔬在冷藏过程中不同发光二极管(light-emitting diode,LED)照射下果蔬营养品质变化,并从果蔬保鲜机制方面分析LED光照处理对果蔬采收后冷藏过程中品质的影响,为进一步发展光照技术在果蔬冷藏过程中的应用提供参考。
1 LED光源
LED是一种固态(即基于半导体的)系统,能够将电能转换为电磁辐射,从而发出多种颜色的单色光,同时具有电压低、体积小、寿命长、操作简单、成本低廉、无有害残留物等优点,因此应用于食品保鲜中可以满足消费者对于食品安全的基本需求[5]。LED光源的辐射波长在420～780 nm,范围较广,根据波长不同主要分为6种类型的光:红色,橙色,黄色,绿色,蓝色和紫色[6]。近年来,红外LED技术和紫外LED技术得到了迅速发展,在果蔬保鲜中也有应用[7]。由于果蔬能够选择性吸收光,在贮藏过程中辅助不同波长的光会触发不同的光受体,进而影响果蔬的光合作用、次生代谢等生理活动,因此,果蔬利用光照保鲜可以采用单色光源,也可以采用多种光组合形成复合光[8]。LED是由P型和N型半导体材料组成P-N结构,N型载流子是电子,P型载流子是空穴,当电流通过LED时,电子从N型半导体移动到P型半导体。在P型半导体中,电子与空穴重组,通常以光的形式释放出能量,这就是LED灯的原理[9]。光的强度与电流有关,半导体的带隙能量决定了LED光源可以发射的波长范围。应用于果蔬保鲜的光源有LED、紫外(ultra violet,UV)、荧光和脉冲光等,由于LED发光效率较高,发光过程中产生的热量较少,可以在较低温度下有较高的工作效率,在果蔬冷链运输和低温贮存过程中具有广阔的应用前景和价值,并且已成为冷藏保鲜中最常用的光源[10]。果蔬保鲜常用的LED光主要有蓝光、红光、白光等[11]。
2 LED光照处理对果蔬营养品质的影响
在采后贮藏期间,果蔬仍存在着多种生理活动,细胞内贮藏物质氧化分解,使果蔬经历快速老化和品质劣化的过程,例如呼吸作用造成的质地软化、组织破坏和脂质过氧化的增加,失水率的增加,以及采后品质特征的下降,例如绿叶蔬菜黄化、水果表皮褶皱、风味变异、香气损失和营养物质的流失[12]。因此,果蔬采后贮藏的主要目的是延缓衰老,保持其贮藏期间的品质。光照是影响植物生长发育最重要的环境因素之一,对果蔬采后贮藏过程中物质代谢、营养积累、色素合成起到关键的调控作用[13]。其中LED红光和蓝光是蔬菜叶绿素吸收最多的光质,是蔬菜进行光合作用最主要的光源,能够有效维持蔬菜贮藏品质[14]。目前色素物质、维生素C、酚类物质和糖类物质是研究光照影响采后果蔬品质变化较为集中的营养、功能物质。
2.1 LED光照处理对果蔬维生素C的影响
维生素C是植物体内重要的抗氧化剂,在植物逆境生理中起重要作用,如清除活性氧、促进细胞生长和分裂等,主要以还原型形态存在于新鲜的果蔬中[15]。维生素C是人体所必需的营养物质之一,它对人体的健康状况具有重要的影响,在预防人体坏血病症状方面至关重要[16]。维生素C含量是评定蔬菜营养价值的重要指标。LED复合光和单色光均能显著增加采后蔬菜中维生素C含量。研究表明,冷藏条件下红光能够延缓西兰花中维生素C的降解,贮藏4 d后红光处理组维生素C相对下降率为8.47%,对照组达到28.65%[17]。类似的情况在白菜、苋菜、西芹和草莓等果蔬中都存在,详见表1。
表1 不同波长的LED光照射对果蔬采后维生素C含量的影响
Table 1 Effects of LED light irradiation at different wavelengths on vitamin C content in fruits and vegetables
光源波长光强或功率果蔬种类贮藏条件品质变化参考文献红光642nm(100±5)lx西兰花4℃;RH>95%在冷藏过程中,维生素C含量逐渐降低,红光处理能够延缓维生素C降解速率[17]蓝光、白光、红光、绿光436nm、—、665nm、524nm1.52W、1.38W、1.07W、1.46W白菜4～5℃冷藏过程中,白菜维生素C含量呈下降趋势,光照组含量整体增加,并且在贮藏15d时含量达到最大值,其中提升效果蓝光>白光>绿光>红光[18]蓝光460nm30μmol/(m2·s)苋菜4℃;RH90%不同强度的蓝光处理能够提高苋菜的维生素C含量,其中光强为30μmol/(m2·s)的蓝光处理效果最好[19]红蓝光—10μmol/(m2·s)西芹4℃,12d光照组维生素C含量损失21%,对照组维生素C含量损失39%[20]白蓝光—20μmol/(m2·s)西兰花5℃,42d贮藏末期,维生素C含量显著高于对照组[21]红光、绿光620～650nm、—(385.2±45.4)lx、(1411.1±86.9)lx鲜切生菜4℃,5d红光和绿光有利于鲜切生菜中维生素C含量的提高[22]红光(660nm)、黄光(595nm)660nm、595nm3000lx香椿4℃,13d贮藏期间,红光、黄光处理组维生素C含量均高于其余组;贮藏结束时,红光处理组的维生素C含量最高,是对照组的9倍[23]蓝光—18W鲜切番茄4℃,7d贮藏3d内,维生素C含量没有明显变化,之后蓝光处理组显著高于避光对照组[24]红光、绿光、蓝光630nm、525nm、470nm—草莓5℃均能提升维生素C的含量,绿光、蓝光提升效果较好[25]蓝光470nm40μmol/(m2·s)草莓5℃,12d维生素C含量升高,清除DPPH自由基的能力提高[26]红光、白光620nm、450nm2μmol/(m2·s)蓝莓4℃维生素C含量下降速度减缓,红光保留效果最好,白光次之[27]
注:相对湿度(relative humidity,RH)(下同)。
2.2 LED光照处理对果蔬色素物质的影响
颜色是消费者选择购买果蔬时的重要感官指标,采后果蔬的色泽变化主要与花青素、叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素等物质相关[28]。多种色素物质存在共同构成果蔬特有的颜色,颜色的变化是果蔬后熟衰老的重要标志之一。花青素、叶绿素、类胡萝卜素和番茄红素等是果蔬中重要的天然色素,是影响果蔬外观品质的重要因素。绿色蔬菜呈绿色主要是由于组织内含有丰富的叶绿素,叶绿素的流失会导致绿叶蔬菜黄化衰老。研究发现,红光、绿光以及白蓝光照射可以延缓西兰花中叶绿素的降解,并且白蓝光照射能够使采后西兰花在冷藏过程中保持较高水平的类胡萝卜素含量[21, 29-30]。其他果蔬中色素的变化情况详见表2。不同波长的LED光对不同种果蔬颜色的影响机理不同,对维持果蔬采后冷藏过程中外观品质发挥了重要作用。
表2 不同波长的LED光照射对果蔬采后色素含量的影响
Table 2 Effects of LED light irradiation at different wavelengths on the pigment content in postharvest fruits and vegetables
光源波长光强或功率蔬菜种类贮藏条件品质变化参考文献红光625nm(100±5)lx西兰花5℃;RH>95%冷藏期20d内,西兰花叶绿素含量逐渐降低,红光处理组叶绿素含量始终高于黑暗对照组[29]蓝光、绿光、黄光、红光、白光467nm、522nm、587nm、625nm、—21、24、27、66、40μmol/(m2·s)西兰花(4±0.5)℃在冷藏20d内,叶绿素a和叶绿素b的含量整体上升,绿色LED照射显著增加了叶绿素a、b的含量,总叶绿素含量在第10天达到最大值;白光仅在第5天提高了叶绿素b的含量,其他光的提升作用不明显[30]白蓝光—20μmol/(m2·s)西兰花5℃,42d白蓝光照射使西兰花保持了较高的类胡萝卜素含量和叶绿素含量[21]红光—2.0μmol/(m2·s)芦笋(4.5±0.5)℃冷藏过程中芦笋的叶绿素含量不断下降,光照处理能够减缓其下降速率,贮藏12d后光照组的叶绿素含量较非光照组提高38%[31]蓝光460nm30μmol/(m2·s)苋菜4℃;RH90%黑暗对照组叶绿素含量随时间延长逐渐下降,蓝光处理后叶绿素含量在6d内提高,之后下降,整体均高于对照组[19]蓝光—48W/m2辣椒4℃,50d辣椒中的叶绿素和类胡萝卜素含量在贮藏10d内增加,之后迅速降低。蓝光能短时间提高辣椒生物活性化合物,如叶绿素和总类胡萝卜素的含量[32]蓝光、白光、红光、绿光436nm、—、665nm、524nm1.52、1.38、1.07、1.46W白菜(4.5±0.5)℃黑暗处理组中白菜叶绿素含量没有明显波动,绿光、白光、红光蓝光在贮藏6d后能提高白菜中的总叶绿素含量[18]白光610nm35μmol/(m2·s)红甜菜5℃;RH85%白光处理使类胡萝卜素含量增加[33]白光35μmol/(m2·s)610nm芝麻菜5℃;RH85%维持叶绿素含量,降低其降解速率[33]红光、白光620～650nm、—(385.2±45.4)lx、(2187.9±264.4)lx鲜切生菜4℃,5d红光和白光处理减缓鲜切生菜叶绿素含量降低,减缓其黄化现象发生[22]红光、绿光、蓝光620～650nm、510～530nm、450～470nm(1104.7±55.7)lx、2(977±181.5)lx、(155.1±15.3)lx鲜切芹菜4℃,5d与白光对照组相比,红光处理组含量升高,绿光和蓝光照射使叶绿素含量降低[34]蓝光、白光—18W鲜切番茄4℃,7d单一蓝光照射延缓番茄红素含量的增加,白光处理7d后,番茄红素显著高于避光组[24]蓝光470nm40μmol/(m2·s)杨梅10℃蓝光处理使花色苷含量增加。在储存结束时,水平约为黑暗对照果实的1.8倍[35]蓝光444nm23W/m2苹果8℃;RH80%～85%蓝光处理促进花青素积累[36]蓝光444nm3.6W/m2樱桃0.5℃;RH80%～85%蓝光处理促进花青素积累[37]红光、蓝光、白光620nm、460nm、450nm2.241μmol/(m2·s)蓝莓4℃蓝光能够有效延后花青素含量高峰的出现,增加含量;红光处理初期也会增加蓝莓花青素含量,但最终花青素含量与白光组、黑暗组无明显差异[27]红光、蓝光、绿光630nm、525nm、470nm40μmol/(m2·s)草莓5℃经4d的各色LED光处理后,未成熟草莓的花青素含量均有所增加 [25]
2.3 LED光照处理对果蔬酚类物质的影响
酚类化合物是果蔬中存在的重要生物活性物质和天然抗氧化成分,不仅赋予果蔬促进人体健康的功能,而且作为植物自身响应生物和非生物胁迫而产生的次生代谢产物,在植物体内发挥着至关重要的作用[38]。光照处理作为一种非生物因素诱导果蔬采后多酚类物质富集,可增强果蔬的抗氧化力[39]。研究发现,LED绿光照射有利于白菜合成多酚类物质[18]。类似的情况在红甜菜、芝麻菜、番茄、草莓等果蔬中都有存在,详见表3。现如今,研究LED光照对果蔬贮藏期间营养成分的影响仍主要集中在红光和蓝光中,其他波长的LED光研究较少[40],且多集中于围绕果蔬的生长发育期,对于采后冷藏过程的研究较少,这方面的研究有待进一步加强。
表3 不同波长的LED光照射对果蔬采后多酚类物质含量的影响
Table 3 Effect of LED light irradiation at different wavelengths on the content of polyphenols in fruits and vegetables
光源波长光强蔬菜种类贮藏条件变化参考文献绿光524nm1.46W白菜 (4.5±0.5)℃绿光能刺激白菜生成多酚类物质[18]蓝光465nm35μmol/(m2·s)红甜菜5℃;RH85%蓝光能够刺激红甜菜合成总酚[33]蓝光465nm35μmol/(m2·s)芝麻菜5℃;RH85%蓝光能够刺激芝麻菜合成总酚[33]蓝光—24μmol/(m2·s)西兰花2℃非光照组冷藏过程中总酚含量基本保持不变,光照组总酚含量显著增加,在贮藏7d时达到峰值,增加了近1.6倍[41]蓝光450nm100μmol/(m2·s)甜椒 7℃;RH85%蓝光处理能够保持酚类化合物的含量,防止冷藏中多酚类物质的损失[42]黄光590nm48W/m2红番茄10℃黄光处理使总酚类化合物含量更高[43]白光—17.28W/m2秋葵 4℃白光能够提高秋葵中总酚的含量[44]蓝光470nm40μmol/(m2·s)草莓 5℃,12d蓝光处理在贮存2d后保持显著较高的总酚水平[26]红光、白光620nm、450nm2μmol/(m2·s)蓝莓 4℃维生素C含量下降速度减缓,红光保留效果最好,白光次之[27]
2.4 LED光照处理对水果糖类物质的影响
蔬菜糖含量较低,且消费者在食用蔬菜过程中并不重点关注甜度,因此关于LED光照影响蔬菜中糖含量的研究较少。水果的甜度是消费者评价水果品质优劣的关键指标之一,甜度与水果中所含的总糖量有较大关系,并且糖类是果蔬可溶性固形物的主要组成部分,因此LED光照对水果中糖类和可溶性固形物的影响关系到水果的采后冷藏品质。因此LED光照对水果中糖类物质的影响关系到水果的采后冷藏品质。研究发现,在5 ℃的贮藏条件下,草莓中的糖含量呈现增加的趋势,但红光、蓝光和绿光处理草莓后,可溶性固形物的含量提升幅度明显,甜度提升显著[25]。蓝莓、甜瓜、桃、杨梅的糖含量也不同程度地受到光照影响,具体变化情况见表4。
表4 不同波长的LED光照射对水果采后糖类物质含量的影响
Table 4 Effect of LED light irradiation at different wavelengths on the content of sugars in postharvest fruits
光源波长光强水果种类贮藏条件变化参考文献红光、蓝光、绿光630nm、525nm、470nm—草莓5℃对照组和试验组在贮藏4d内都表现出糖含量持续增加的趋势,与对照组相比,光照处理组的糖含量增加幅度更大,贮藏末期可溶性固形物含量显著高于对照组[25]蓝光470nm40μmol/(m2·s)草莓5℃;RH80%～85%蓝光使草莓贮藏期间总糖含量以及可滴定酸度显著增加[26]红光、蓝光、白光620nm、460nm、450nm2.241μmol/(m2·s)蓝莓4℃冷藏期间,蓝莓果实的可溶性固形物含量整体呈下降趋势,蓝光照射组可溶性固形物含量始终高于其他组,能有效延缓可溶性固形物降低[27]蓝光470nm40W/m2杨梅10℃经过8d的蓝光LED处理后,杨梅中的总可溶性糖(包括果糖、蔗糖和葡萄糖)的含量显著增加[35]红光、蓝光、白光—30lx甜瓜7℃;RH70%～80%光照组在冷藏期间内可溶性固形物的含量先降低后升高,非光照对照组则是先降低后升高再降低。贮藏第35天,白、红、蓝光的实验组可溶性固形物含量较贮藏前的增幅为6.2%、6.46%、7.14%,非光照组的降幅为1.8%[45]红光、蓝光、绿光—(208±26.40)lx、(128±17.10)lx、(747±201)lx鲜切甜瓜5℃,5d红光、蓝光与绿光处理使甜瓜中的可溶性固形物分别比对照组提高了27.10%、3.47%、22.10%,避光组降低了3.03%[46]蓝光470nm40μmol/(m2·s)桃10℃在10℃下贮藏15d后,蓝光照射使桃子的可溶性固形物含量增加,酸度降低[47]
3 LED光照处理影响果蔬营养物质变化的机理
综上所述,LED光照对果蔬贮藏过程中维生素C、色素物质以及酚类物质的含量具有一定的影响。因此,探寻LED光照射影响果蔬营养品质的机制有利于更好的将LED光照分情况应用于果蔬采后贮藏过程中。到目前为止,有较多的研究分析了光照作为非生物因素在果蔬采后贮藏过程中影响其主要营养物质含量的通路。
3.1 LED光照处理影响果蔬中维生素C含量的机理
果蔬等植物体一般通过4种方式合成维生素C:L-半乳糖途径、半乳糖醛酸途径、古洛糖途径以及肌醇途径,其中L-半乳糖途径是合成维生素C最主要的途径[48]。果蔬在光照条件下通过光合作用增加组织内可溶性糖含量,可溶性糖如己糖、D-葡萄糖是维生素C合成的前体物质,进而促进维生素C合成[49]。红色LED光可显著提高抗坏血酸-谷胱甘肽(ascorbic acid-reduced glutathione,AsA-GSH)循环中关键酶L-半乳糖苷-1,4-内酯脱氢酶(LGalactono-1,4-lactone,GalLDH)、维生素C过氧化物酶(aseorbateper oxidase,APX)、脱氢维生素C还原酶(dehydroascorbate reductase,DHAR) 和谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)等的活性,及相应基因的表达水平,同时抑制单脱氢维生素C还原酶(monodehydroascorbate reductase,MDHAR)活性及相应基因MDHAR的表达量,由此维持果蔬较高的维生素C含量[50]。相比之下,蓝色LED光处理对青花菜采后的衰老过程没有显著影响,白色LED光通过增加红光比例,降低蓝光比例,可上调抗坏血酸生物合成基因(BO-VTC2和BO-GLDH)和抗坏血酸再生基因(BO-MDAR1和BO-MDAR2)的表达,减缓西兰花贮藏期间抗坏血酸含量的降低[51]。并且研究发现,UV-A 通过提高 L-半乳糖合成途径中包括GalLDH在内的关键基因的表达量以及GalLDH和APX酶活性从而提高维生素C含量[52]。
3.2 LED光照处理影响果蔬中色素物质含量的机理
叶绿素合成和降解过程需要多种酶参与,包括叶绿素合成酶、叶绿素酶、叶绿素过氧化物酶和叶绿素氧化酶等[53]。LED蓝红光的照射促进了叶绿素合成酶的活性,同时抑制了叶绿素酶、脱镁螯合酶、脱镁叶绿素酶和脱镁叶绿酸a加氧酶等叶绿素降解关键酶的活性,结合光照处理使果蔬具有较低的呼吸消耗,使得叶绿素降解速度减慢。同时呼吸作用释放的CO2既能作为暗反应固碳的原料,促进叶绿素的合成,又能与光照协同抑制叶绿素降解酶的活性[54]。有研究发现随着CO2体积分数的增加,叶绿素还原酶和脱镁叶绿素酶活性均受到明显抑制,有效阻止了蔬菜的黄化进程[55]。
LED光照对花色苷的影响机理表现在通过促进苯基苯乙烯酮异构酶(chalcone isomerase,FaCHI)、黄烷酮-3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase,FaF3H)和花青素合酶(anthocyanidin synthase,FaANS)相关的基因表达和酶活性导致花青素增加[25]。此外,当光感受器响应光信号时,它们协调花青素苷的生物合成。与绿色和红色LED相比,向光素如(phototropin,FaPHOT2)对LED蓝光的响应主要涉及诱导类黄酮途径基因表达,用于花青素苷和其他类黄酮的积累[56]。同样,与未处理的对照样品相比,蓝光照射后杨梅的红色果实颜色指数(color index of red grape,CIRG)值显著增加,花青素含量增加1.8倍,主要与蓝光诱导杨梅中花色苷合成相关基因MrCHI、MrF3H、MrF3’H、MrDFR1、MrDFR2和MrANS的表达有关[35]。
LED光照可以提高类胡萝卜素的含量是因为LED红光和蓝光提高了类胡萝卜素生物合成途径中Psy、Lcyb、CrtZ和Ccs基因的表达水平。蓝光具有上调Psy和CrtZ基因的表达作用,之后Lcyb和Ccs基因的表达水平也略有增加。而红光也具有增加CrtZ和Ccs基因的表达水平以及Lcyb基因的表达水平的能力,多种相关基因的表达水平提高使得游离辣椒红素、β-胡萝卜素和总类胡萝卜素含量增加[57]。例如,蓝光诱导CitPSY、CitPDS、CitZDS、CitLCYB2和CitHYb基因的表达,并促进柑橘中类胡萝卜素的积累[58]。番茄红素是番茄果实中主要的类胡萝卜素。红光增强红光受体光敏色素(PHY)活性,导致光敏色素相互作用因子(PIFs)蛋白降解,进而诱导Psy表达,蓝光显著增加成熟期番茄果实内PDS、PSY1和ZDS等番茄红素合成关键基因的表达量,使得果实中番茄红素含量上升[59]。
3.3 LED光照处理影响果蔬中总酚含量的机理
总酚的生物合成是由苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)通过苯丙氨酸途径催化的,生物降解是由多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)催化氧化[60]。因此,果蔬中总酚的含量取决于生物合成和氧化降解之间的平衡。LED光照作为一种非生物因子可诱导PAL活性增加,从源头增加多酚类物质的合成量[61]。酶活性取决于蛋白质的天然结构,由于光氧化的发生,蛋白质的天然结构会受到光照射的影响[62]。因此,光照射会导致酶的结构变化,光照显著抑制贮藏期间PPO和POD活性,因为较高强度的光(12.7 W/m2)可以通过PPO氨基酸的吸收残基的直接光氧化形成自由基来抑制PPO活性[63],进而使总酚降解速度减慢。例如,蓝色LED结合姜黄素处理马铃薯,使PPO和POD活性分别降低了59.7%、47.8%,并增加了PAL的活性[64];蓝色LED照射鲜切菠萝,PPO和POD活性分别降低了7.8%、17.9%[65]。因此,LED照射通常会导致果蔬中总酚含量增加。
3.4 LED光照处理影响果蔬中糖类物质含量的机理
贮藏过程中,糖作为呼吸基质为果实提供能量,而大多数果蔬采后呼吸代谢旺盛,水分含量急剧下降,可溶性糖等营养物质损失严重[66]。果实所含糖类以葡萄糖和果糖为主,而蔗糖含量较少,蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)是调节蔗糖合成的关键酶之一,蔗糖合成酶(sucrose synthetase, SS)低能耗地催化蔗糖的分解与合成,且果实生长发育过程中SS分解方向活性比较占优势,因此成熟期可溶性糖含量与蔗糖含量显著正相关[67]。LED补光处理能调控SS合成的SS1基因表达,进而增强果实SPS和SS活性[68]。
4 结论与展望
本文重点总结了在冷藏过程中LED光照对果蔬中重要营养物质的影响,如维生素C、色素物质、酚类物质和糖类等。LED光照处理可以有效延缓采后果蔬衰老,提高果蔬采后品质。更重要的是,部分果蔬通过LED光照还可以提高果蔬中有益的代谢产物,增加果蔬营养价值,有利于在冷藏条件下延长果蔬贮藏时间的同时保持或提升果蔬的商业价值,为采后果蔬的冷藏保鲜以及品质提升提供了新的思路。
现阶段对光照技术的研究多集中在果蔬前期的生长发育过程中,对于果蔬采后,尤其是冷藏保鲜过程中应用光照技术的研究仍然较少;保鲜机制的研究还不够深入;设置光照强度和照射频次的优化研究较少,与实际应用要求仍有一定差异。后续应关注LED光照处理对果蔬贮藏保鲜的影响,以及结合其他保鲜模式如冷藏、气调等对果蔬贮藏过程中营养素的保留情况。并重点研究LED光波长、光配比、光强度、光照模式等因素对于果蔬品质的影响,以期探索出保持各种果蔬贮藏品质的最优光照条件,为LED应用于果蔬采后冷藏保鲜提供科学参考。深入研究光照处理与冷藏保鲜相结合的贮藏模式,对提升果蔬采后贮藏品质具有重要现实意义,例如在冰箱、冷库、冷藏车以及售卖冷柜中安装可调节波长的LED灯板,不仅起到照明作用,还能够保持或提升果蔬运输或贮藏期间的品质,延长果蔬保质期,降低果蔬运输、销售过程中的损耗,更好地满足消费者的需求。
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