近日，西北農林科技大學食品科學與工程學院果蔬貯藏與加工團隊寇莉萍副教授課題組與楊凌核盛輻照技術有限公司合作開展的項目“電子束輻照處理冬棗保鮮技術研發”取得新進展，該項目旨在探究輻照技術對冬棗品質的影響，揭示X射線延緩冬棗轉紅的分子機理，為輻照保鮮果蔬行業高質量發展提供理論和技術支持。研究成果以論文形式發表于采后領域頂級期刊《Postharvest biology and technology》（中科院一區，IF=“6.751）。   　　背景介紹   　　大荔冬棗（ Zizyphus jujuba  Mill. cv. Dalidongzao）果皮平整光潔，果肉為乳白色，口感細嫩酥脆，味甜香，內含人體所需的 19 種氨基酸以及豐富的維生素和環磷酸腺苷，食用價值及藥用價值高，被譽為”百果王“、”活維生素丸“，是中國特有的經濟樹種，也是公認最好的鮮食棗品種。然而，冬棗貯藏過程中容易被微生物污染而腐爛變質，此外失水皺縮和酒軟也導致冬棗品質惡化，供應周期縮短，嚴重制約了冬棗產業的發展，是亟待解決的瓶頸問題。   　　X射線是一種功率高、波長短、穿透力強的電磁波，由加速的電子撞擊金屬靶后突然減速而產生的，被廣泛應用于醫學診斷、材料制備、晶體形貌研究等領域。同時X射線輻照是一種非熱保鮮技術。它能夠使果蔬內部的水分和小分子物質發生電離，產生·H、·OH等自由基，殺滅有害物質；能夠促使感染的微生   　　物內部產生離子、激發態電子或分子碎片，導致細胞中的DNA、RNA破碎、錯位或缺失，細胞分裂和蛋白質合成受阻，致使微生物細胞死亡，從而延長果蔬貯藏期。與熱加工技術相比，X射線輻照能在最大程度上減少生物活性成分和感官品質損害的前提下，延長果蔬的貯藏期，且低于10 kGy的劑量不會產生毒理學危害，也不會有放射殘留，安全無污染，是一種自動化程度高、安全環保的節能型加工技術手段。   　　在利用X射線輻照冬棗時，冬棗的轉紅進程被推遲，這一現象引起了我們的高度重視。有研究表明，冬棗在成熟和貯藏過程中經歷綠熟、白熟、半紅熟和全紅熟四個階段。果皮從綠色到半紅色和全紅色的漸變過程被稱為紅變，是各種色素組分共同作用的結果，主要涉及葉綠素降解和類黃酮色素生物合成。其中，類黃酮是一類基于C6-C3-C6碳鏈的低分子量多酚衍生物，包括柚皮素、兒茶素、槲皮素、花青素等，賦予了冬棗特有的顏色。在類黃酮合成的苯丙氨酸途徑中，苯丙氨酸在苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羥化酶（C4H）和4-香豆酰輔酶A連接酶（4CL）的催化下逐漸轉化為4-香豆酰輔酶A。此外，花青素已被證明是促進冬棗紅色轉化最關鍵的類黃酮色素。在花青素的酶促合成中，查爾酮合成酶（CHS）催化4-香豆酰輔酶a生成查爾酮，查爾酮為黃酮類化合物的合成提供了基本的碳框架。查爾酮異構酶（CHI）催化分子內環化，將查爾酮異構化為（2S）-黃酮或（2S）-5-脫氧黃酮，進而衍生出黃酮、黃酮醇、異黃酮、花青素等。二氫黃酮醇還原酶（DFR）是促進白細胞黃酮類化合物生成的關鍵酶。花青素合成酶（ANS）負責無色白花青素氧化脫水成彩色花青素。而CHI、ANS、DFR、PAL、C4H、4CL等結構基因的表達水平可被調控基因編碼的轉錄因子（MYB、bHLH和WD40）直接調控，決定類黃酮合成。因此，本研究調查了冬棗轉紅過程中的色素含量，相關酶活和基因表達情況，以探究X射線抑制冬棗轉紅的機理。   　　結果概述   　　研究結果表明，0.3 kGy的X射線能保持冬棗的亮度和優良外觀，同時抑制衰老。在0.3 kGy X射線處理下，冬棗中苯丙氨酸解氨酶（PAL）和二氫黃酮醇還原酶（DFR）活性受到限制，MYB轉錄因子LOC107415776和LOC107404478和bHLH轉錄因子LOC107407443、LOC107423582和LOC107423649的相對表達量下調，導致花青素和槲皮素合成降低。與減輕的葉綠素降解水平一起延緩了輻照冬棗的轉紅。本研究證明0.3 kGy X射線在延緩冬棗轉紅方面具有潛在的應用價值。   　　原文鏈接：https://authors.elsevier.com/c/1fV6D3IS6-boVo