《食品科学》：中国农业大学劳菲副教授等：光调控番茄辣椒采后感官品质及风味干预机制

茄科作物是全球重要的营养来源与经济支柱产业，其中番茄和辣椒作为代表性种类，其采后品质的维持尤为关键。然而，这两种作物在采后常因品质迅速劣变而遭受严重损失，不仅影响商品价值，也限制了产业链的延伸。番茄作为典型的呼吸跃变型果实，采后伴随呼吸速率和乙烯合成量的激增，易引发果实软化、糖酸比失衡及风味物质降解，同时代谢紊乱加剧了逆境胁迫敏感性，为病原微生物侵染创造了条件，加速营养流失与腐烂；青椒受季节性生产限制，集中上市增加了采后保鲜压力，其果实虽为非跃变型，但持续的呼吸作用使细胞代谢保持活跃，高温诱导的呼吸高峰、冷害造成的膜损伤、机械损伤引发的伤口反应以及病原菌侵袭，均会显著提升腐烂率，导致商品性丧失。

低温与气调是番茄和辣椒采后常用的贮藏保鲜技术。低温技术虽能延缓代谢，但易诱发冷害。墨茄在6～8 ℃贮藏时，10～20 d内即出现果面水渍状、褐变等冷害症状，冷害指数高达47.50～52.50，且伴随硬度下降8.13%～12.96%，导致商品价值显著降低。香瓜茄在4 ℃贮藏21 d后，尽管维持了较高硬度与VC含量，但果实表面出现褐色斑点，冷害现象难以避免。采用聚氯乙烯膜气调包装高唐紫茄并在9 ℃条件下贮藏时，能有效维持果实硬度，减少57.6%的质量损失；鲜切茄子通过2% O2+5% CO2气调结合壳聚糖涂膜处理，可降低褐变度和细菌总数。但目前低温和气调表现出的效果仍然有限，亟需发展新型保鲜辅助方式。

近年来，光调控作为一种物理保鲜手段，在部分园艺产品的采后品质维持中展现出保鲜潜力，然而，光暴露对番茄、辣椒采后风味、色泽、硬度与抗氧化性的影响规律尚不明确，其品质干预的生理与分子机制也有待系统解析。因此，中国农业大学食品科学与营养工程学院的詹嘉琪、苏比努尔·艾合买提、劳菲*等聚焦不同光质对番茄与辣椒采后关键感官指标的影响，重点解析光调控其风味品质的形成与维持机制，旨在为开发基于光调控的采后保鲜新策略提供理论依据。

1 番茄辣椒采后品质劣变机理

采收后，果实持续的呼吸作用成为消耗风味物质的主要途径。作为呼吸底物，可溶性糖（如葡萄糖、果糖）和有机酸（如柠檬酸、苹果酸）被大量消耗，直接导致果实甜味和酸味的减弱。同时，重要的风味物质降解或产生异味化合物，进一步削弱了果实的风味；风味前体物质的合成途径也可能因能量供应不足或代谢紊乱而受阻。

果实外观颜色的变化主要由关键色素的代谢引起。对于辣椒、番茄等茄科蔬菜，成熟过程伴随着叶绿素降解与类胡萝卜素生成。采后叶绿素主要通过酶促途径 （如叶绿素酶的作用）降解，导致绿色褪去。与此同时，番茄红素、β-胡萝卜素等类胡萝卜素的合成可能被激活（如番茄转红），类胡萝卜素种类多样，其不同组成比例赋予果蔬独特的颜色。

果实采后面临脱水、机械伤、病原侵染等多种胁迫，导致超氧阴离子自由基、过氧化氢H2O2等活性氧（ROS）过量产生。辣椒、番茄采摘前，超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等抗氧化酶和VC、谷胱甘肽、酚类化合物、类胡萝卜素等生物活性成分协同清除ROS。采后蔬菜脱离母体营养供应，加之胁迫加剧，导致ROS积累超过清除能力，VC、酚类等抗氧化物质被大量消耗，最终表现为抗氧化能力显著衰退。

果实软化是采后品质劣变的直观表现之一，细胞壁多糖的酶促降解、关键水解酶活性升高是导致果实硬度降低的主要原因。多聚半乳糖醛酸酶（PG）通过水解果胶中的半乳糖醛酸直接降解果胶，果胶甲酯酶（PME）通过去甲基化使果胶更易被PG降解，纤维素酶则通过水解纤维素破坏纤维素微纤维。这些酶的协同作用导致果胶溶解、半纤维素解聚和微纤丝网络结构松散化，细胞间黏连力减弱，胞壁机械强度下降，果实整体硬度降低。

2 光对番茄辣椒采后品质的影响

2.1 风味

光照作为关键环境因子，通过调控风味代谢途径显著影响番茄辣椒采后风味品质（表1）。研究表明，白光、蓝光、短波紫外线（UV-C）等不同波长的光可调节果实中挥发性物质、呈味化合物及生物活性成分的合成与积累，影响其感官属性与健康价值。白光照射可促进番茄果实谷氨酸（鲜味）、木糖、半乳糖醛酸和肌醇等物质的积累，同时显著降低苹果酸（酸味）含量，其调控幅度可达黑暗处理的2.6 倍以上，有效改善了番茄的酸甜平衡与风味感知。蓝光处理能显著提升γ-氨基丁酸（GABA）含量（峰值时较初始值提高23.4%，较黑暗处理提高54.8%），可促进游离亮氨酸、苯丙氨酸等必需氨基酸的积累；蓝光处理也能显著提升辣椒胎座中辣椒素、二氢辣椒素及总辣椒素含量。UV-C处理导致甜椒果实山柰酚-6-C-己糖基黄酮醇O-己糖苷等黄酮醇苷类物质含量下降，松柏酚、芥子醇、对香豆醇等木质素单体前体显著增加。其分子机制涉及对苯丙氨酸解氨酶（PAL）、丙酮酸脱羧酶1（PDC1）等关键基因表达的抑制，从而调控苯丙氨酸代谢和丙酮酸脱羧途径，最终影响风味化合物的合成与积累。

综上所述，光照通过调节番茄辣椒关键风味物质或其相关代谢路径，显著影响其采后风味特性，这些实验证据为优化番茄辣椒采后处理技术提供了富有价值的实践参考。

2.2 颜色

光对番茄辣椒采后颜色的影响如表2所示。温和UV-C处理（254 nm、0.25 kJ/m2）能显著抑制甜椒果实的转红进程，使其在7 d贮存期内维持绿色，而对照组已开始变红。适宜剂量UV-C处理（254 nm、3.7 kJ/m2）能够显著延缓成熟绿番茄的颜色变化，但高剂量处理（254 nm、24.4 kJ/m2）则诱导果实异常褐变。研究表明，UV-C主要通过延缓叶绿素分解、抑制类胡萝卜素的生物合成从而延缓采后番茄辣椒的颜色变化。 蓝光处理呈现类似的果实成熟延迟效应。经蓝光（440～450 nm）处理的成熟绿番茄贮存7 d后仍呈现黄色，而同期接受红光（650～660 nm）或黑暗处理的果实则已转红。将上述蓝光处理的番茄转入黑暗中贮存21 d，其番茄红素含量可逐渐恢复至与红光处理相当的水平，表明蓝光可通过延迟成熟关键步骤从而延长贮存期，且不阻断果实最终色素合成和积累。红光（650～660 nm）处理可加速类胡萝卜素，尤其是番茄红素的合成，促进果实成熟。红光和远红光的组合处理（84.48 µmol/（m2·s）、1 h/d）能显著提升番茄果实番茄红素含量，其中高红光/远红光比（R/FR）为7.60的色素积累提升效果最显著。经红光处理的番茄贮存21 d后的番茄红素含量是对照的10 倍。白光作为广谱光源，对类胡萝卜素积累具有广泛而强烈的促进作用。Ntagkas等利用多光谱发光二极管（LED）研究发现，白光处理显著加速了成熟绿番茄中番茄红素、叶黄素、α-胡萝卜素及β-胡萝卜素的积累，并伴随叶绿素的快速降解，表明白光通过协同调控多条色素代谢途径，高效驱动果实成熟。

不同光质对番茄辣椒采后成熟和色泽发育呈现差异调控效应，一般来说，短波长光照处理可延缓叶绿素降解和类胡萝卜素合成，长波长或白光处理促进指示番茄辣椒成熟相关的色素积累。因此，调控光质、光强、光周期等采后光照条件或可实现番茄辣椒采后品质优化、保鲜期延长或色泽定向调控。

2.3 硬度

果实硬度作为衡量采后保鲜效果的关键指标，其维持与细胞壁结构的完整性密切相关。研究表明，采后UV-C辐照和红光与远红光组合的LED照射，能有效调控果实生理代谢，显著延缓软化进程，延长货架期（表3）。适宜剂量UV-C处理（3.7 kJ/m2）的番茄果实硬度显著高于未处理的对照组，0.25 kJ/m2的UV-C处理显著提高了甜椒贮存7 d后的硬度，7 kJ/m2的UV-C处理能够较好维持辣椒贮存18 d后的硬度。UV-C维持硬度的作用机制主要在于调控细胞壁代谢，UV-C处理能显著抑制PME、PG、纤维素酶等关键细胞壁降解酶的活性，延迟其活性峰值出现，并通过显著降低水溶性果胶含量、增加酸溶性果胶和纤维素含量维持细胞壁结构。利用透射电子显微镜观察发现UV-C处理有效维持了贮存期间果实细胞壁结构的完整性，而对照组则出现明显解体。除UV-C外，高R/FR的辐射能显著延缓红熟番茄果实硬度下降趋势，说明光调控能够一定程度影响果实软化过程。故适宜的采后光照处理是延缓番茄辣椒果实软化的有效物理手段。

2.4 抗氧化能力

如表4所示，光调控可提高番茄辣椒采后抗氧化性。254 nm UV-C处理（254 nm、7 kJ/m2）有效提升了辣椒抗氧化能力，减少18 d贮存期内的腐烂情况。高剂量的UV-C处理（254 nm、12.2 kJ/m2）后的番茄水相铁离子还原抗氧化能力（FRAP）最高，与总酚含量增加相关；而较低剂量（1.0、3.0 kJ/m2）则显著提高了脂相Trolox等效抗氧化能力（TEAC），这与番茄红素含量的显著增加密切相关。Esua等通过253.7 nm UV-C与超声波联合处理，将番茄中番茄红素含量显著提升了48%、总酚含量提升了50%、抗坏血酸含量提升了70%，且在28 d贮存后仍显著高于对照；亲水性和疏水性抗氧化活性在处理后立即显著增强，并在贮存期间持续提升，表明UV-C不仅激活即时抗氧化代谢响应，还能通过诱导持续合成维持长期抗氧化能力。经UV-C处理（254 nm、10 kJ/m2）的辣椒，其过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性显著提升，在第7天左右超氧化物歧化酶活性显著高于对照，在贮存后期保持了略高的抗坏血酸水平和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除能力。蓝光与白光在提高番茄中类胡萝卜素、生育酚、黄酮类、酚酸和抗坏血酸方面均具有显著作用。665 nm红光处理可有效提高番茄中番茄红素和β-胡萝卜素含量，增强FRAP和TEAC，黄酮类浓度在采后10 d和15 d最高。Pérez-Ambrocio等通过复合光处理（3 min蓝光+0.43～0.92 min UV-C）显著促进了辣椒中类胡萝卜素、黄酮类、酚类化合物及辣椒素的合成。绿熟果和转色期的番茄经红蓝复合光处理后（660 nm红光与450 nm蓝光光合光子通量密度（ PPFD）比＝9∶1），绿熟果抗坏血酸含量显著提升，且此效应在黑暗条件下仍能维持。

3 采后光干预调控番茄与辣椒品质的关键代谢途径

3.1 风味调控作用

番茄辣椒的风味品质主要由香气与滋味物质共同决定，其合成与积累涉及多条代谢途径，构成一个复杂而精细的调控网络。图1总结了番茄辣椒中主要香气与滋味成分的关键代谢途径。

3.1.1 挥发性香气

1 ）脂肪酸衍生青果香

脂氧合酶（LOX）途径是赋予番茄辣椒青草香、果香的风味特征的C6、C5挥发物的主要来源。LOX催化游离不饱和脂肪酸（如亚油酸、亚麻酸）生成氢过氧化物，经裂解酶转化为己醛（青草香）、顺式-3-己烯醛（果香）、反式-2-己烯醛（绿叶香）等挥发性醛类，最终经醇脱氢酶还原为相应的顺-3-己烯醇（草本香）等醇类物质；LOX还参与1-戊烯-3-酮、1-戊烯-3-醇、反式-2-戊烯醛、戊醛和戊醇等C5挥发物的生物合成。

光照通过调节脂代谢基因表达影响该途径。脂肪酶（Lip）能够将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。黑暗条件可以显著上调Lip基因LIP2和LOX2的表达，加速脂肪降解，导致脂肪酸含量下降；特定光谱光源可抑制脂代谢基因表达，红光与蓝光贮藏能显著降低LIP2和LOX2的转录水平，减少脂肪氧化，维持更高脂肪含量；而绿光则促进基因表达，加速脂质损失。

2） 类胡萝卜素裂解花果香

类胡萝卜素不仅与番茄辣椒色泽相关，也是风味形成的前体物质。类胡萝卜素裂解双加氧酶（CCD）家族催化β-胡萝卜素、番茄红素等双键特异性裂解，生成β-紫罗兰酮（花香、热带果香）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（柑橘、苹果香）等特征香气，茄属植物的CCDs基因高表达可显著提升风味强度。

光照信号可以调节CCD活性。相较于黑暗环境，恒定的光照可以使矮牵牛的CCD1基因维持更高的转录水平，促进β-紫罗兰酮生成量的增加。16 h/8 h（明/暗）周期性的白光处理诱导了越橘CCD1和9-环氧类胡萝卜素双加氧酶基因的表达，在此基础上增强其中的红光和远红光，可显著提升CCD1基因的表达，间接控制风味物质生成速率进程。

3） 苯丙氨酸衍生花木香

苯丙氨酸代谢通过脱羧途径与解氨途径的分支转化，生成具有花香、果香及辛香特征的关键挥发性物质。在脱羧途径中，苯丙氨酸在芳香族氨基酸脱羧酶家族和苯乙醛还原酶家族的共同催化下，生成苯乙醛（玫瑰香）、2-苯乙醇（果香）等赋予番茄等果实花果香气的关键挥发性风味物质。解氨途径则由PAL催化第1步限速反应，其下游产物通过甲基化、还原等修饰形成挥发性酚类：如乙酸针叶酯在丁香酚合酶的作用下生成丁香酚（木香、辛香），儿茶酚经O-甲基转移酶甲基化生成愈创木酚（木香、烟熏味），水杨酸通过水杨酸甲基转移酶生成水杨酸甲酯（冬青药草香）。

光照动态调节两条代谢途径的核心机制在于光信号通过中波紫外线（UV-B）的紫外辐射抗性蛋白8（UVR8）等光感知受体及下游下胚轴伸长因子5（HY5）等转录因子构成的信号级联，精准调控PAL等关键基因的表达。尤其是PAL催化的苯丙烷途径，对环境信号高度敏感，多种番茄辣椒PAL基因上游普遍存在光响应元件。25 ℃环境中贮存的甜椒，经0.25 kJ/m2的UV-C处理能显著抑制其PAL基因表达，阻断苯丙烷代谢主链，减少甜椒苯丙氨酸的代谢通量。

3.1.2 滋味成分

1） 糖代谢途径

番茄辣椒采后品质的维持与糖代谢密切相关，其中蔗糖代谢是核心环节。在果实成熟过程中一系列酶协同完成蔗糖的合成与降解，蔗糖磷酸合成酶（SPS）是蔗糖合成的关键限速酶，蔗糖降解则依赖于蔗糖转化酶将蔗糖不可逆地水解为葡萄糖和果糖，这些过程直接影响果实甜度。

光信号通过调控糖代谢间接影响滋味品质。在遮光处理的辣椒果实中，光信号因子组成型光形态建成蛋白1 （COP1）和光敏色素互作因子4（PIF4）显著下调、蔗糖合成酶和蔗糖转化酶等糖代谢关键基因表达被显著抑制，二者呈现高度正相关表明光信号通路（COP1-PIF4）可能是连接环境光强与果实糖分积累的重要桥梁，参与调控果实甜味形成与积累。LED照射能促进采后果蔬继续进行光合作用合成糖类物质，补充因呼吸作用消耗的糖，提高或维持果蔬中的糖含量。4 kJ/m2的UV-C处理能够较好地维持贮藏期SPS和蔗糖合成酶的活性，显著诱导采后番茄在13 ℃、相对湿度95%条件下贮藏28 d内总糖的积累，遮光处理则会降低番茄果实中葡萄糖和果糖水平。HY5是将光信号传递到光感下游的关键调节因子，可直接激活细胞壁转化酶LIN5和LIN6、液泡转化酶VI、蔗糖合成酶SS1和SS7等蔗糖代谢基因，进而影响果实甜度。

2） 有机酸代谢途径

以柠檬酸和苹果酸为代表的有机酸是番茄辣椒果实酸度的物质基础，通过三羧酸（TCA）循环生成。柠檬酸主要通过柠檬酸合酶合成，乌头酸酶可将柠檬酸转化为异柠檬酸；苹果酸是TCA循环的中间产物，其与草酰乙酸的转化受NADH的NAD+的影响。

对转色期番茄分别施以红光或蓝光处理，番茄有机酸含量较无光照的对照组分别高34.5%和22.4%，蓝光处理还有利于抗坏血酸合成，为苹果酸合成提供还原力。相较于黑暗环境，光照使TCA循环中的丙酮酸、异柠檬酸、苹果酸、延胡索酸和琥珀酸含量上调，光照下加速了糖类代谢为风味形成的次生代谢奠定了更好的物质基础。可溶性糖为有机酸合成提供碳骨架，并与有机酸共同决定糖酸比这一关键风味指标。

3） 鲜味物质代谢途径

鲜味主要与氨基酸和蛋白质相关，是番茄辣椒果实的重要风味属性。光照可能通过影响蛋白质降解、氨基酸合成和关键酶活性调控鲜味物质代谢。24 ℃、蓝光（450 nm、50 μmol/（m2·s））处理48 h使采后辣椒中总氨基酸、鲜味氨基酸含量达到或接近黑暗处理的2 倍。

GABA也与鲜味与柔和口感相关。GABA以谷氨酸为前体，经谷氨酸脱羧酶（GAD）催化生成GABA。UV-C（254 nm、0.25 kJ/m2）能强烈诱导甜椒GAD基因表达，使GABA合成量达对照组6.2 倍；无光贮存抑制GAD及相关调控因子的表达，阻碍GABA积累。GABA代谢的激活常与多酚转化、糖代谢等过程交织，协同提升植物中鲜味、甜味等感官特性。

4） 辣味与涩味成分

苯丙烷途径是合成辛辣与涩味物质的关键代谢途径。该途径以PAL为限速酶，不仅调控着辣椒素类辛辣物质的合成，同时也参与生成绿原酸、咖啡酸等酚酸类物质，以及槲皮素、山柰酚衍生物等构成涩味的类黄酮的合成。辣椒素的合成直接依赖于苯丙氨酸提供的香草胺与以(E)-8-甲基-6-壬烯酸为代表的支链脂肪酸衍生物，通过缩合反应得到辣椒素类成分，前体脂肪酸链结构的多样性使得辣椒素类物质具有多样性。

与花木香的调控路径类似，光通过调控PAL基因的活性，干预苯丙烷途径，实现果实涩味和辣味的调控。不同波长的光通过激活不同光受体与信号路径，对苯丙烷代谢产生差异化调控效应。16 h/8 h（明/暗）周期的光照通过诱导茄科植物（烟草）中光信号通路中HY5蛋白的表达，激活具有光依赖性的MYB转录因子，促进PAL表达；蓝光贮藏则激活樱桃番茄酚类代谢，7 d后绿原酸、咖啡酸、芦丁等酚类化合物含量显著增加。遮光薄膜处理辣椒通过下调光信号转导基因COP1和PIF4的表达，抑制PAL基因的转录，减弱辣椒的苯丙烷代谢；UV-C处理显著抑制甜椒中PAL基因的表达，抑制类黄酮生物合成途径中黄酮醇合成酶、黄烷酮3β-羟化酶等相关基因的表达，导致山柰酚衍生物、槲皮素衍生物等黄酮类化合物含量下调，而2,3-二羟基苯甲酸等其他酚酸含量上调。

3.2 颜色调控作用

类胡萝卜素代谢是果实显色的分子基础，其合成与裂解受光照影响。类胡萝卜素合成途径为八氢番茄红素合酶（PSY）催化香叶基焦磷酸，生成番茄红素，再由番茄红素β-环化酶和β-胡萝卜素羟化酶等修饰显色表型，生成β-胡萝卜素和玉米黄素等。裂解途径则依赖CCDs，其中CCD4能够催化色素降解影响果肉着色。

光信号被光敏色素、隐花色素等光受体感知，通过COP1-HY5和光敏色素互作因子家族（PIFs）等蛋白信号及其通路的传递整合，影响PSY活性。在PIF家族中，PIF1作为PSY基因的强效抑制因子，通过直接结合PSY启动子抑制类胡萝卜素的积累，光暴露则引发PIF水平下降。HY5是PIFs的拮抗剂，通过竞争性结合促进色素合成。在红光和蓝光照射下，番茄PIF表达下调，HY5水平显著升高，表明LED光诱导胡萝卜素积累存在双重调控机制，通过PIFs和HY5分别抑制和增强激活PSY。UV-C照射是延缓茄科果实采后转色的有效手段，UV-C处理显著下调PSY基因Psy1的表达，导致番茄红素等类胡萝卜素前体积累减少。同时，UV-C能选择性调控环化酶基因，改变类胡萝卜素的组成。例如，0.25 kJ/m2的UV-C抑制了甜椒中β-胡萝卜素羟化酶基因BCH1的表达，减少β-胡萝卜素的羟化。4.2 kJ/m2的UV-C显著下调了番茄红素β-环化酶基因Lcy-β的表达，阻碍番茄红素向β-胡萝卜素的转化，导致β-胡萝卜素积累显著降低，果实颜色偏粉红色而非橙红。这些基因表达的下调共同阻碍了类胡萝卜素代谢通路的正常进行，有效保持了果实的绿色或延缓了红色、橙色的显现。

3.3 硬度维持作用

果实软化源于以纤维素、半纤维素、果胶为代表的细胞壁多糖网络的酶促解体。UV-C照射能抑制细胞壁降解相关酶类的基因表达和酶活性，有效延缓果实软化，维持硬度。研究表明，UV-C显著抑制了细胞壁结构蛋白扩展素基因Exp1的表达，导致其mRNA丰度在贮藏前期显著降低，削弱了扩展素破坏纤维素与半纤维素间氢键的能力，从而延缓细胞壁的扩展和软化。同时，UV-C显著推迟并抑制了纤维素酶基因Cel1的表达峰值，使其对应的纤维素酶活性维持在低水平。对于果胶代谢，UV-C处理在贮藏早期显著抑制PME2.1的表达及其酶活性，使处理组在贮藏期中期无酶活峰值且活性持续较低。此外，UV-C处理能显著降低PG、β-D-半乳糖苷酶、木聚糖酶等多种细胞壁水解酶和蛋白酶活性，延迟其活性峰值的出现。

3.4 抗氧化性提升作用

光照能够促进抗坏血酸的生物合成，增强果实的抗氧化能力。抗坏血酸的生物合成主要通过D-甘露糖/L-半乳糖途径。研究发现，经较高光强（300、 600 μmol/（m2·s））处理的番茄中，该途径中的关键基因表达显著上调。例如，在300 μmol/（m2·s）光强下，GDP-D-甘露糖3′,5′-差向异构酶基因的表达量达到暗处理组的13 倍，从而为下游抗坏血酸的合成提供了充足的底物（GDP-L-半乳糖）。同时，限速酶基因GGP以及终端酶基因GalDH的表达也显著升高，共同促进了抗坏血酸的积累。此外，光照还诱导了一系列非酶抗氧化剂合成相关基因的表达上调，进一步增强了抗氧化防御体系。这些基因包括参与氧化还原平衡的叶绿体NADP依赖型苹果酸脱氢酶、参与甲硫氨酸循环的腺苷同型半胱氨酸酶、编码具有单线态氧猝灭功能的VB6合成基因SlPDX1.2，以及参与脯氨酸合成的Δ1-吡咯啉-5-羧酸还原酶。上述多途径的协同作用共同提升了果实的整体抗氧化能力。

3.5 代谢协同作用

番茄辣椒的采后贮运过程中，光调控并非孤立影响单一品质性状，而是通过干预核心物质的初级代谢，调控次级代谢网络的多种反应。苯丙烷代谢途径是连接香气、辣味、涩味与抗氧化性的关键节点，以光敏性限速酶PAL活性调控为中心，采后光照干预可影响流向辣椒素等辛辣物质、类黄酮和酚酸等涩味物质，以及苯乙醛和丁香酚等挥发性花香物质的碳通量，实现对番茄辣椒采后风味品质的调控；蓝光可进一步提升辣椒素前体苯丙氨酸和绿原酸等抗氧化酚类含量，提升蔬菜的抗氧化性。类胡萝卜素代谢具有色香调控双重功能，类胡萝卜素既是显色色素，又是风味香气前体。此外，红光促进番茄红素积累的同时，也可通过激活CCDs裂解途径，促进β-紫罗兰酮等香气物质生成。但这也意味着色香难两全，因为颜色积累与香气合成存在对共同前体的代谢竞争。此外，LED补光促进光合作用，为采后代谢提供额外的能量（ATP/NADPH）和碳骨架基础，直接支撑糖、有机酸的积累，影响甜酸滋味体验，也为需要大量还原力的酚类转化等合成过程提供动力。因此，光合作用产物通过能量代谢途径串联了滋味调控和抗氧化性等功能活性。硬度的维持主要通过抑制细胞壁降解实现，完好的细胞结构不仅能够维持质地，也能够保护细胞内风味成分、抗氧化物质和色素，为其他品质性状的保持提供物理屏障。

4 结 语

光照对番茄辣椒采后品质的调控涉及多种代谢途径的协同作用，其机制与光信号感知、转录调控、酶活性调节及次级代谢物合成密切相关。本文从风味、颜色、硬度和抗氧化能力4 个维度，系统总结了UV-C、蓝光、红光、白光等不同光质对番茄辣椒果实采后品质的调控作用，并整合了相关代谢路径与物质基础。

在采后贮藏阶段，不同波长的光照通过特异性调控番茄和辣椒的生理代谢途径，显著影响其风味、颜色、硬度和抗氧化性能，体现出光质依赖的调控效应。UV-C通过抑制类胡萝卜素合成关键基因Psy1表达与延缓叶绿素降解、抑制果实转红、减少扩展素和PME等细胞壁降解相关酶类的基因表达，维持果实硬度，同时提升酚类、抗坏血酸含量及过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、超氧化物歧化酶等酶活，激活抗氧化系统。蓝光抑制番茄红素积累，延迟果实成熟，促进GABA、游离氨基酸与酚类物质的合成，增强风味复杂度与健康价值，并能够提升类胡萝卜素、黄酮与抗坏血酸等抗氧化成分含量。红光可以加速类胡萝卜素尤其番茄红素的生物合成，促进果实转红与抗氧化能力提升；红光还通过上调糖代谢与抗氧化相关基因，提高果实甜度与脂相抗氧化能力，高R/FR的复合光更能维持果实硬度。白光作为广谱光源，不仅能促进番茄红素、β-胡萝卜素等色素的快速积累，还能维持糖含量，增加谷氨酸等鲜味物质水平，提升风味品质，同时提升类胡萝卜素、生育酚与抗坏血酸等抗氧化物质含量。光信号通过光受体介导的转录调控网络，影响次生代谢、色素合成、细胞壁降解与抗氧化代谢，为采后番茄与辣椒的品质保持与调控提供了有效的物理手段。

未来研究需深入解析光信号与成熟代谢网络的互作机制，聚焦光质、光强与多环境因子协同调控模型。需开发高效低耗的复合光谱与非热联合技术，同步优化色泽、质地、营养与风味。同时应推动低成本、智能化的光照设备产业化，平衡品质提升效益与能源成本，实现果实采后品质精准调控。

第一作者：

詹嘉琪 硕士研究生

詹嘉琪，目前就读于中国农业大学食品科学与营养工程学院，研究方向为食品风味化学与加工技术。

通信作者：

劳菲 副教授

劳菲，美国俄亥俄州立大学博士，中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授，农业农村部果蔬加工重点实验室秘书。研究方向为现代食品风味加工理论与技术。主持“十四五”国家重点研发计划项目课题1 项、国家自然科学基金项目1 项、省级重点研发计划项目课题2 项，农业行业标准制修订项目5 项，地方/企业合作项目10余项；参编“十三五”“十四五”规划教材《果蔬加工学》《食品加工新技术》；入选2024年度Wiley威立中国高贡献作者，获神农中华农业科技奖优秀创新团队奖1 项。

引文格式：

詹嘉琪, 苏比努尔·艾合买提, 吴继红, 等. 光调控番茄辣椒采后感官品质及风味干预机制[J]. 食品科学, 2026, 47(8): 411-420. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250924-191.

ZHAN Jiaqi, Subinuer AIHEMAITI, WU Jihong, et al. Light regulation of postharvest sensory qualities and flavor modulation in tomatoes and peppers: a review[J]. Food Science, 2026, 47(8): 411-420. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250924-191.

实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

为了帮助食品及生物学科科技人员掌握英文科技论文的撰写技巧、提高SCI期刊收录的命中率，综合提升我国食品及生物学科科技人员的高质量科技论文写作能力。中国食品杂志社拟定于2026年8月13—14日在安徽合肥举办“第13届食品与生物学科高水平SCI论文撰写与投稿技巧研修班”，为期两天。

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为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、皖西学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。

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为对标农业农村部2035年科技规划及“十四五”“十五五”发展方向，推动农产品加工与储运的工程化、智能化、绿色化升级，由湖南省农业科学院、湖南农业大学、北京食品科学研究院、国际食品科技联盟（IUFoST）、中国农业大学、岳麓山工业创新中心主办，湖南大学、中南林业科技大学、长沙理工大学、湖南中医药大学、湘潭大学、岳麓山实验室协办，中国食品杂志社、洞庭实验室、湖南省食品科学技术学会、湖南省农产品加工与质量安全研究所、湖南农业大学食品科学技术学院、Springer Nature-《Agricultural Products Processing and Storage》杂志承办的“第二届农产品加工与食品制造国际学术研讨会—创新引领绿色智造，AI赋能科技进步”，将于2026年9月19-20日（9月18日会议报到）在中国 湖南 长沙召开。

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