氫氣（hydrogen gas,H2;也稱為分子氫）是一種新型生物氣體信號(hào)分子,最近的研究表明其在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境等領(lǐng)域均發(fā)揮著多種生理學(xué)效應(yīng)。例如,H2可以調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育、提高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)以及對(duì)非生物/生物脅迫的耐受性。由于具有獨(dú)特的低碳性和環(huán)保性,分子氫也被應(yīng)用于調(diào)控農(nóng)副產(chǎn)品的采后和貯藏品質(zhì)。目前,氫氣在保鮮方面的應(yīng)用研究主要集中在水果和花卉保鮮,而對(duì)于葉菜類蔬菜以及水產(chǎn)品的保鮮應(yīng)用研究尚少。因此,本研究以韭菜和中國(guó)明對(duì)蝦蝦米為試驗(yàn)材料,通過(guò)藥理學(xué)和生物化學(xué)的研究手段,探究氫氣氣調(diào)對(duì)韭菜（Allium tuberosum Rottler ex Sprengle）和中國(guó)明對(duì)蝦（Fenneropenaeus chinensis）蝦米貯藏品質(zhì)的影響,并初步探析了其生物學(xué)機(jī)制,具體研究結(jié)果如下: 1.與對(duì)照組（添加空氣）相比,H2氣調(diào)處理能延緩韭菜（貯藏于4℃）的腐爛和失重現(xiàn)象,從而延長(zhǎng)貨架期,其中3%H2處理能將其貨架期由4天延長(zhǎng)至8天。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,對(duì)照組韭菜的營(yíng)養(yǎng)成分逐漸流失,但是H2對(duì)韭菜貯藏過(guò)程中可溶性蛋白、總酚、黃酮以及維生素C含量的下降均具有一定程度的延緩作用,從而維持了韭菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。 激光共聚焦顯微鏡熒光染色結(jié)果顯示,H2處理還延緩了韭菜貯藏期間活性氧（reactive oxygen species,ROS）的積累,且呈劑量依賴性效應(yīng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),H2處理能有效緩解韭菜脂質(zhì)過(guò)氧化損傷,降低了過(guò)氧化氫（hydrogen peroxide,H2O2）和硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)（thiobarbituric acid reactive substances,TBARS）的含量,提高了2,2-二苯基-1-吡啶酰肼（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical,DPPH）自由基清除活性。 抗氧化酶活性測(cè)定結(jié)果顯示,貯藏期間,H2處理能維持較高水平的抗氧化酶活性,包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、過(guò)氧化物酶（peroxidase,POD）、過(guò)氧化氫酶（catalase,CAT）和抗壞血酸過(guò)氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）。同樣的,非酶類抗氧化物質(zhì),例如還原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）含量及其代謝酶谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase,GR）活性也保持在較高的水平。以上結(jié)果表明,H2可以重建韭菜保鮮過(guò)程中的氧化還原平衡。


綜上提出,分子氫通過(guò)提高韭菜的抗氧化能力來(lái)維持其貯藏品質(zhì);4℃貯藏環(huán)境下,韭菜的最佳氫氣氣調(diào)濃度為3%。 2.實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)置中國(guó)明對(duì)蝦蝦米加速貯藏的處理（溫度45℃,相對(duì)濕度85%）,發(fā)現(xiàn)H2氣調(diào)（0.03%、0.1%和1%H2）可以維持中國(guó)明對(duì)蝦蝦米的感官品質(zhì);此外,色差儀和電子鼻的檢測(cè)結(jié)果也顯示,H2還減輕了蝦米貯藏期間色澤和氣味的劣變,其中0.1%H2處理效果最為有效。 反映蝦米新鮮度指標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果表明,分子氫能減緩貯藏期間揮發(fā)性鹽基氮（total volatile base nitrogen,TVB-N）含量的上升趨勢(shì),并將達(dá)到TVB-N含量可接受限度（30 mg/100 g）的時(shí)間由4天（對(duì)照組）延長(zhǎng)至6天;鐵離子還原/抗氧化能力（ferric ion reducing antioxidant power,FRAP）、2,2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽(2,2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid）,ABTS)自由基清除活性、過(guò)氧化值（peroxide value,POV）和TBARS含量變化趨勢(shì)也說(shuō)明H2氣調(diào)處理能在一定程度上維持蝦米的抗氧化能力,從而減輕氧化損傷。 為了研究氫氣氣調(diào)對(duì)蝦米貯藏期間代謝物的影響,選取貯藏第8天的對(duì)照組與0.1%H2處理組樣品,進(jìn)行非靶向代謝組學(xué)檢測(cè)。多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示,兩組樣本區(qū)分顯著。根據(jù)差異倍數(shù)（fold change）和P值相結(jié)合的方法進(jìn)行篩選,在負(fù)離子模式下共鑒定出23個(gè)表達(dá)顯著的差異代謝產(chǎn)物;在正離子模式下共鑒定出10個(gè)表達(dá)顯著的差異代謝產(chǎn)物。差異代謝物的注釋和通路富集結(jié)果顯示,與對(duì)照處理相比,氫氣處理組的嘌呤代謝（與腐敗顯著相關(guān)的代謝通路）在兩種離子模式下均顯著下調(diào);嘌呤代謝的差異代謝物是次黃嘌呤、鳥苷和肌苷,分子氫氣調(diào)處理可以顯著減少這三種代謝物的產(chǎn)生,從而維持蝦米的貯藏品質(zhì)。綜上提出,H2氣調(diào)可以有效維持中國(guó)明對(duì)蝦蝦米的原有品質(zhì),在45℃、相對(duì)濕度85%的條件下,蝦米的最佳氫氣氣調(diào)濃度為0.1%。 上述研究為今后氫氣氣調(diào)在食品保鮮中的可能運(yùn)用提供了初步的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。