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，或是芒果表皮(biǎopí)浮现黑斑(hēibān)，我们都在见证一场微观世界的“真菌入侵”。

这些看似普通的腐败现象背后，是灰葡萄孢霉、酿酒酵母和胶孢炭疽菌(tànjūjūn)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(yíngyǎngwùzhì)，劣化感官品质(pǐnzhì)甚至产生毒素，每年在全球范围内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，中国科学院成都生物研究所微生物源农药(nóngyào)与制剂研发创新团队的科学家们已经(yǐjīng)找到了高效、安全、无污染的解决方案(jiějuéfāngàn)！

大自然的“抗菌战士”——伊枯草(kūcǎo)菌素 A

过去，为了让(ràng)水果“活”得久一点(yìdiǎn)，果农和商家常喷洒化学杀菌剂使其保鲜。这些(zhèxiē)药剂虽然能暂时(zànshí)赶走真菌，但也存在问题：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(xiāofèizhě)对“零农残”需求的增长，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。

在自然界中，潜藏着一支特殊的(de)“抗菌特工队”——伊枯草菌素 A（Iturin A，简称 IA），它是(shì)由土壤中某些芽孢杆菌分泌的脂(zhī)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(kèxīng)”。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，在其表面形成孔洞，破坏细胞膜完整性，导致真菌因功能障碍而(ér)死亡。

实验证明，IA 对多种常见(chángjiàn)农业致病真菌都表现出强烈的抑制效果。不论是导致葡萄(pútáo)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真菌性病害(bìnghài)，病果商品价值可(kě)完全丧失）的胶孢炭疽菌，都难以招架(zhāojià) IA 的攻势。更难得的是，这种生物抗菌剂具有优异的环保特性(tèxìng)：不仅对哺乳动物安全无害，还能在自然环境中完全降解，避免了传统化学农药残留产生的环境污染问题(huánjìngwūrǎnwèntí)。

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

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

打造“纳米时间(shíjiān)胶囊”

和(hé)“复合膜盾牌”，锁住水果鲜美

近期，中国科学院成都(chéngdū)生物研究所微生物(wēishēngwù)源农药与制剂研发创新团队(tuánduì)取得了一项突破性进展。即(jí)从芽孢(yábāo)杆菌发酵液中提取出天然抗菌剂 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(wàiguà)”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(huánbǎo)效果。

这种新型制剂有四大“超能力(chāonénglì)”：

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

耐受性强：实验(shíyàn)证明，即使在 230℃ 高温或长期潮湿(cháoshī)环境下，这些纳米胶囊“战士”依然能保持战斗力。

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

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

IA/壳聚糖纳米(nàmǐ)微胶囊的扫描电镜成像 图片来源：参考文献(cānkǎowénxiàn)[1]

葡萄不霉、芒果不烂(bùlàn)，

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

1.实验一(yī)：巨峰葡萄常温保鲜

研究员选用巨峰葡萄进行了常温贮藏(zhùcáng)实验。结果显示，清水(qīngshuǐ)对照组的(de)葡萄贮藏至第 8 天(tiān)就惨不忍睹——果梗干枯，果实(guǒshí)凹陷变形并长出霉斑(méibān)，已不能作为商品销售。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(guǒlì)出现变质，果实硬度和色泽都得到较好的保持。数据(shùjù)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。

IA/壳聚糖纳米微胶囊(wēijiāonáng)对巨峰葡萄常温贮藏的保鲜效果 CK、CKM、CS、IA/CS 分别为清水对照组，空载壳聚糖纳米微胶囊处理(chǔlǐ)组，高浓度壳聚糖溶液(róngyè)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(hòu)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(cānkǎowénxiàn)[1]

2.实验二(èr)：台农芒果冷藏保鲜

芒果(mángguǒ)冷藏保鲜实验更让人(gèngràngrén)眼前一亮。经 20 天的冷库贮藏，清水对照组的芒果被(bèi)炭疽病斑“霸占”，病斑平均直径(zhíjìng) 22 毫米，果肉(guǒròu)品质严重下降。而经 IA/壳聚糖复合膜处理的芒果，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 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)处理后的台农芒果实硬度增加 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(jīhuó)”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(gènghǎo)地抵御外来病原侵染及不良(bùliáng)贮运环境带来的伤害。

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

让更(gèng)多水果“穿上”天然防护衣

科学家们研发(yánfā)的“天然抗菌(kàngjūn)衣”不仅能有效延长葡萄、芒果的保鲜期，还可(kě)推广到草莓、柑橘等(děng)易腐水果，在运输(yùnshū)储存过程中形成抗菌屏障。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，让消费者吃上更安全健康水果，同时，还能显著减少果蔬损耗带来的经济损失。

这一创新成果，巧妙地将土壤细菌的抗菌特性与纳米技术结合，让我们离既新鲜又环保的饮食生活(shēnghuó)更近了一步(yībù)。从长远来看，这项技术正在推动一场绿色农业革命。畅想一下，在未来，超市里每颗(měikē)水果都穿上这层隐形“防护服”，不仅可以延长水果的保鲜期(bǎoxiānqī)，更能实现从田间到餐桌(cānzhuō)的全程绿色防护，让消费者吃得更放心！

[3]代富英,周金燕(zhōujīnyàn),谭红.捷安肽(jiéāntài)素(sù)抗真菌作用机理研究[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 中国科学院(zhōngguókēxuéyuàn)成都生物研究所