園藝產品易腐的特性以及貯藏過程中的不利因素，導致了采后損失和保質期的限制。富氫水 （HRW）作為一種有效的氫氣（H?）供應體，被視為園藝產品采后保鮮的新型綠色策略。這篇綜述全面概述了富氫水在園藝產品保鮮方面的應用進展，包括植物中氫氣的潛在產生機制、富氫水的制備和應用方法，以及富氫水改善采后園藝產品品質的潛在機制。研究結果表明，富氫水能夠通過調節代謝途徑和分子響應來維持園藝產品的品質和抗逆性，這些調節作用涉及氧化防御、能量穩態、呼吸作用、細胞壁完整性、乙烯生物合成、相關基因表達以及植物信號的相互作用。這篇綜述中所獲取的信息，有望為富氫水在采后園藝產品保鮮中的應用提供科學依據。 “氫”助鄉村振興
引言 作為一種多功能的有益且環保的氣體，分子氫（H?）在過去幾年里一直是人們關注的話題，并且在生物科學領域，如生物醫學、植物生理學和農業實踐中都發揮著至關重要的作用。在生物醫學領域，越來越多的研究表明，基于氫氣的治療方法對多種人類疾病具有優勢，這是因為分子氫具有抗氧化和的作用。此外，大量研究表明，氫氣在植物生理學方面具有重要影響，并且在農業實踐中具有應用價值。氫氣處理能夠促進種子萌發、幼苗生長、根系伸長、生物功能化合物的積累、氣孔關閉，以及植物對多種生物和非生物脅迫的共生抗性。分子氫參與了植物體內多種生理代謝過程，包括抗氧化反應、花青素合成、光合作用、能量代謝，以及分子響應和信號通路。近年來，氫氣處理不僅被應用于農業生產中以促進植物生長和提高作物產量，還被應用于園藝產品的采后保鮮，以保持產品品質并延長保質期。 富氫水（HRW）是一種穩定且有效的氫氣供應體，通過特定操作將氫氣溶解在純水中制備而成。大澤等人報道了將富氫水作為氫氣研究的載體。近年來，富氫水已發展成為外源性氫氣輸送的重要來源，并在農業應用、植物生長、抗逆性、食品儲存以及運輸鏈保鮮等方面顯示出積極的影響。富氫水具有促進種子萌發和根系生長的潛力，能夠增強植物對金屬、鹽分、寒冷、高溫以及生物脅迫的抗性，并延長食品的保質期。作為一種常用的氫氣供體，富氫水參與植物生理過程的機制也是基于氫氣分子的作用，這涉及到抗氧化反應、糖代謝、光合作用、基因表達的調控，以及與植物和其他信號分子（如一氧化氮和一氧化碳）的相互作用。 園藝產品，包括水果、蔬菜和花卉，具有很高的營養價值、觀賞價值和眾多的健康益處。由于生物現象和不適當的儲存因素，它們極易發生品質劣化、衰老、采后病害和生理失調等問題，這對供應鏈和經濟發展構成了重大挑戰。保鮮技術的發展對于減少采后損失和保持園藝產品的品質至關重要。近年來，大量研究表明，富氫水是一種有效的措施，可用于保持園藝產品的采后品質并延長其保質期，例如獼猴桃、刺梨果實、小白菜、荔枝、黃秋葵、切花洋桔梗等。此外，研究人員對富氫水在采后儲存期間參與園藝產品生理代謝和分子響應的生化機制越來越感興趣（圖1）。 盡管最近的研究表明，由于其安全性和便利性，富氫水是一種新興的園藝產品綠色保鮮技術，但在總結富氫水對采后園藝產品的影響方面仍存在空白。本文旨在概述富氫水在園藝產品保鮮應用方面的最新進展，以及富氫水影響采后園藝產品生理代謝和分子響應的可能機制。
植物中氫氣的潛在產生機制 已證實低等植物中氫氣的產生和利用是由藻類葉綠體中的氫化酶介導的，氫化酶與光和硫氧還蛋白環蛋白 （Fd）相互作用，并進一步接受電子以產生氫氣。然而，高等植物中氫氣的產生機制效率相對較低。近年來，在水稻、苜蓿和擬南芥等高等植物中觀察到了內源性氫氣的產生，并且在高等植物的基因組中已經鑒定出了幾個同源氫化酶基因。曾等人發現，水稻幼苗中假定氫化酶基因的表達與氫化酶活性一致，并進一步影響了植物體內內源性氫氣的積累。此外，獼猴桃和番茄的果肉以及切花洋桔梗的莖也表現出了產生氫氣的能力。莫帕爾蒂和哈格霍爾發現線粒體復合物I 與鎳-鐵氫化酶之間存在同源性。這些結果表明，氫化酶可能在高等植物中廣泛存在，并且葉綠體可能是高等植物中產生氫氣的關鍵部位。 曾等人提出，植物體內內源性氫氣的產生是由某些誘導的，包括脫落酸、茉莉酸和乙烯，以及干旱和鹽脅迫。曹等人發現萘乙酸能觸發番茄幼苗中內源性氫氣的產生。王等人報道，由氫化酶1介導的氫氣產生伴隨著植物中植物褪黑素的增加。這些報道表明，植物中氫氣的產生可能受到信號通路的調節，并與脅迫信號相關。高等植物中內源性氫氣代謝的完整機制仍需要進一步探索。
富氫水的制備和應用方法 作為一種環保的替代品，氫氣是一種理想的生物調節劑，可應用于農業領域以促進植物生長、發育和抗逆性。傳統利用氫氣的方法通常是將氣體引入封閉環境中。然而，運輸和應用中缺乏純氫氣可能會增加整體風險水平，并限制氫氣在相關研究中的應用。（44）因此，有必要開發一種安全有效的外源性氫氣供體。與氫氣相比，富氫水在生產和應用中是一種相對廉價且安全的策略，在實際應用中更具可行性。 大澤等人首先通過在0.04兆帕的壓力下，在2小時內將飽和氫氣溶解在改良的伊格爾培養基中制備了富氫水，該富氫水表現出細胞保護和清除羥基自由基的能力，并被應用于醫學領域。先前的研究表明，富氫水制備的技術難點在于通過控制氫氣的溢出速率來實現氫氣在水中的富集。氫氣在水中的飽和度約為1.6ppm，這很難達到。最常見的富氫水制備方法是通過鼓泡將氫氣直接引入水中，以產生氫氣飽和溶液（1.6ppm，0.78毫摩爾）。蘇等人通過將氫氣發生器產生的純化氫氣（99.99%，體積分數）以150毫升每分鐘的速率鼓泡并溶解在1000毫升營養培養基中約30分鐘，制備了飽和富氫水。關等人使用富氫水制備設備，在高壓（0.4兆帕）下將分子氫溶解在水中，制備出了過飽和度為2ppm的富氫水。此外，還開發了氫納米氣泡水（HNW），通過將氫氣破碎成納米級氣泡，然后使用氫納米氣泡水發生器將其注入蒸餾水中，以提高氫氣在水中的保留率和有效性。這些納米氣泡具有直徑小于500納米、內部壓力高、表面積大以及表面帶負電荷等特點，極大地增加了水中氫氣的含量和穩定性。此外，李等人提出，特殊配方或涂層的氫化鎂（MgH?）可以在溶液中更長時間、更持續地釋放氫氣。考慮到氫化鎂作為氫氣供體可能會產生鎂等副產物，以及用于鈍化反應的化學涂層可能會引起不良反應，氫化鎂的應用需要進一步完善。然而，值得一提的是，富氫水的濃度取決于所使用的設備類型和方法，并且用于檢測氫氣濃度的方法各不相同，這使得精確測定每項研究中富氫水的濃度具有挑戰性。因此，實際有效氫氣濃度的不確定性限制了富氫水應用的商業可行性。 富氫水處理在農業中提供了一種比其他氫氣供體更簡單、更安全、更可行的實用方法。富氫水在水果、蔬菜和切花等采后園藝產品上的應用方法主要是浸泡和噴灑。新鮮水果和蔬菜或鮮切產品可以通過浸泡在富氫水中來接觸氫氣。對于采后花卉的應用，富氫水可以添加到供水中，或者噴灑在葉子或花瓣上。先前的研究表明，富氫水對不同植物物種的影響是不同的，在采后園藝產品中也是如此，這是由于個別園藝產品的植物毒性反應不同所致。此外，富氫水在不同新鮮農產品中的有效應用濃度差異很大，并且觀察到報道的結果存在一些差異。例如，有報道稱，保持切花洋桔梗、百合、康乃馨采后品質的富氫水濃度分別為10%、5%和1%；對于獼猴桃、刺梨、小白菜，有效濃度分別為80%、60%和50%。因此，針對個別園藝產品保鮮的富氫水具體處理方案需要進一步研究。
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