夏天怕水果放坏？科学家的新发现让保鲜期延长

每当看到新鲜葡萄渗出酒味，或是(huòshì)芒果表皮浮现黑斑，我们都在见证(jiànzhèng)一场微观世界的“真菌入侵”。

这些看似普通的(de)腐败现象(fǔbàixiànxiàng)背后，是灰葡萄孢霉、酿酒酵母和胶孢炭疽菌等真菌的“杰作”。它们通过分泌胞外酶破坏水果(shuǐguǒ)表皮，消耗水果营养物质，劣化感官品质甚至产生毒素，每年在全球范围内(nèi)造成价值千亿元的农产品损失，这个数字足以让每个水果爱好者扼腕。

“要是水果的新鲜期再长一点(yìdiǎn)就好了……”“怎么才能延长水果的保质期呢？”你是否也有过这样的想法？针对这一需求，中国科学院成都(chéngdū)生物研究所微生物源农药与制剂研发创新团队的科学家们(men)已经找到了高效(gāoxiào)、安全、无污染的解决方案！

大自然的“抗菌战士(zhànshì)”——伊枯草菌素 A

过去，为了让水果“活(huó)”得久一点，果农和商家常喷洒化学杀菌剂使其保鲜。这些药剂虽然能暂时赶走真菌，但(dàn)也存在问题(wèntí)：化学残留可能危害人体健康，长期使用还会污染环境。随着消费者对“零农残”需求(xūqiú)的增长，科学家将目光转向了自然界本身——那些与真菌搏斗了亿万年的微生物拮抗系统(xìtǒng)。

在自然界中，潜藏着一支(yīzhī)特殊的“抗菌特工队”——伊枯草菌素 A（Iturin A，简称 IA），它是由(yóu)土壤中某些芽孢(yábāo)杆菌分泌的脂肽化合物。这种由氨基酸和脂肪酸构成的环状分子(fènzǐ)，堪称植物病原真菌的“天敌克星”。它的杀菌原理颇具智慧：化身一把分子钥匙，精准识别真菌细胞膜，在其表面(biǎomiàn)形成孔洞，破坏(pòhuài)细胞膜完整性，导致真菌因功能障碍而死亡。

实验证明，IA 对多种常见农业致病真菌都(dōu)表现出强烈的抑制效果。不论是导致葡萄采后腐烂的酵母菌和灰葡萄孢霉菌，还是引发芒果炭疽病（是指一种在芒果表面形成黑褐色病斑的严重(yánzhòng)真菌性病害，病果商品价值可完全(wánquán)丧失(sàngshī)）的胶孢炭疽菌，都难以招架 IA 的攻势。更难得的是，这种生物抗菌剂具有(jùyǒu)优异的环保特性：不仅对哺乳动物安全无害，还能在自然环境中(zhōng)完全降解，避免了传统化学农药残留(cánliú)产生的环境污染问题。

伊(yī)枯草菌素 A 对丝状真菌和酵母细胞的破坏 图片(túpiàn)来源：参考文献[3][4]

不过，这位“真菌杀手”也有自己(zìjǐ)的软肋——其分子结构在(zài)阳光直射、雨水冲刷或酶解作用下容易“散架”失活。且由于基础应用研究相对滞后，截至(jiézhì)目前，IA还未在具体场景中实现商业化应用。

打造“纳米时间胶囊(jiāonáng)”

和“复合膜盾牌(dùnpái)”，锁住水果鲜美

近期，中(zhōng)国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)成都生物研究所微生物源农药(nóngyào)与制剂研发创新团队取得了(le)一项突破性进展。即(jí)从芽孢杆菌发酵液中提取(tíqǔ)出(chū)天然抗菌剂 IA，并巧妙地用虾蟹壳中提取的壳聚糖为它打造了两套“作战装备”：一是直径只有头发丝 1/100 的纳米微胶囊，二是可食用复合膜。在“外挂”装备的加持下，这种保鲜剂不仅能精准抑制病原真菌生长，还具备可降解的特性，达到了“以自然之道，还治自然之身”的环保效果。

这种新型制剂有(yǒu)四大“超能力”：

持久保鲜：纳米胶囊(jiāonáng)如同微型“时间胶囊”，将抗菌分子(fènzǐ)封装进去后，能持续 16 天缓慢释放抗菌成分，远超普通保鲜剂的效果。

耐受性(nàishòuxìng)强：实验证明，即使在 230℃ 高温或长期(chángqī)潮湿环境下，这些纳米胶囊“战士”依然能保持战斗力。

双重(shuāngchóng)防护：壳聚糖在减少水果水分散失的同时，也具有一定(yídìng)的抗菌能力，和 IA 搭配就像“双剑合璧”，对真菌形成双重打击。

免疫诱导：IA 和壳聚糖还(hái)能协同激活水果自身的免疫系统，增强(zēngqiáng)对病原真菌抗性，进一步减少采后病原真菌侵染带来的损失。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)纳米微胶囊(wēijiāonáng)的扫描电镜成像 图片来源：参考文献[1]

葡萄(pútáo)不霉、芒果不烂，

那么，这种新型保鲜剂的实际效果如何呢？研究员用葡萄和芒果做了两场实验(shíyàn)，答案让人惊喜(jīngxǐ)！

1.实验一：巨峰葡萄(pútáo)常温保鲜

研究员选用巨峰葡萄(pútáo)进行了常温(chángwēn)贮藏实验。结果显示，清水对照组的(de)葡萄贮藏至第 8 天(tiān)(tiān)就惨不忍睹——果梗干枯，果实凹陷变形并长出霉斑，已不能作为商品销售(xiāoshòu)。而经过 IA/壳聚糖纳米微胶囊处理的葡萄，即使到了第 16 天，表面依然光滑，仅有约 12%的果粒出现变质，果实硬度和色泽都得到较好的保持(bǎochí)。数据显示，经 16 天常温贮藏，IA/壳聚糖纳米微胶囊处理的葡萄腐烂率比清水对照组降低了 52.28%，失重率也减少了 41.2%，仍符合商业销售标准(biāozhǔn)。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)纳米(nàmǐ)微胶囊(wēijiāonáng)对巨峰葡萄常温贮藏的保鲜效果 CK、CKM、CS、IA/CS 分别(fēnbié)为清水对照组(zǔ)，空载壳聚糖纳米微胶囊处理组，高浓度壳聚糖溶液处理组、IA/壳聚糖纳米微胶囊处理组。A、B、C 箭头分别指示储存后葡萄果粒表面凹陷，果粒表面霉斑及腐败，果粒脱落。图片来源：参考文献[1]

2.实验二(èr)：台农芒果冷藏保鲜

芒果冷藏保鲜实验更让人眼前一亮。经 20 天的冷库贮藏，清水对照组的芒果被炭疽病斑(bān)“霸占”，病斑平均直径(zhíjìng) 22 毫米，果肉品质严重下降。而经 IA/壳聚糖(kéjùtáng)复合膜处理(chǔlǐ)的芒果，病斑直径缩小到 6.8 毫米，面积减少 90%以上，病情严重指数从 68.9%降到(jiàngdào) 26%，控制效率高达 62.3%！

同时，相比于清水对照组，经 IA/壳聚糖复合膜(fùhémó)处理后的台农芒果(mángguǒ)实硬度增加(zēngjiā) 42.8%，失重(shīzhòng)率降低 47.9%，可溶性固形物提升 27.6%，总酸含量增加了 125%，吃起来(qǐlái)风味更足！更厉害的是，这层膜还能“激活”芒果自身的“免疫系统”，让果肉里的抗逆酶活性大幅提高，更好地抵御外来病原侵染(qīnrǎn)及不良贮运环境带来的伤害。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)复合膜对台农芒果冷库(lěngkù)贮藏的保鲜(bǎoxiān)效果 CK、CTS、IA、CTS-IA分别为清水对照组(duìzhàozǔ)，壳聚糖溶液处理组、IA 溶液处理组，IA/壳聚糖复合膜处理组。图片来源：参考文献[2]

让更多水果“穿上(shàng)”天然防护衣

科学家们研发的“天然(tiānrán)抗菌衣”不仅能有效延长葡萄、芒果的保鲜期，还可推广到草莓、柑橘等易腐水果(shuǐguǒ)，在运输储存过程中形成(xíngchéng)抗菌屏障。相比传统化学杀菌剂，这种依靠土壤细菌的天然防护方法规避了农药残留风险，让消费者吃上更(gèng)安全健康水果，同时(tóngshí)，还能显著减少果蔬损耗带来的经济损失。

这一(zhèyī)创新成果，巧妙地将土壤(tǔrǎng)细菌的抗菌特性与纳米技术结合，让(ràng)我们离既新鲜(xīnxiān)又环保的饮食生活更近了一步。从长远来看，这项技术正在推动一场绿色农业革命。畅想(chàngxiǎng)一下，在未来，超市里每颗水果都穿上这层隐形“防护服”，不仅可以延长水果的保鲜期，更能实现从田间到餐桌的全程绿色防护，让消费者吃得更放心！

[3]代富英(dàifùyīng),周金燕,谭红.捷安肽素(sù)抗真菌作用(zuòyòng)机理研究[J].成都(chéngdū)医学院学报, 2006, 1(2):5.DOI:10.3969/j.issn.1674-2257.2006.02.002.

作者丨李哲敏(lǐzhémǐn) 中国科学院成都生物研究所