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(mángguǒ)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(kànshì)普通的(de)腐败现象背后，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(tōngguò)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(de)(de)新鲜期再长一点就好了……”“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(yánjiūsuǒ)微生物(wēishēngwù)源农药与制剂研发创新团队的科学家们已经找到了高效、安全、无污染的解决方案！

大自然(dàzìrán)的“抗菌战士”——伊枯草菌素 A

过去，为了(wèile)让水果“活”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，但也存在问题：化学残留可能危害人体健康，长期使用还会(háihuì)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(mùguāng)转向了自然界(zìránjiè)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(zhōng)，潜藏着一支特殊的“抗菌特工队(tègōngduì)”——伊(yī)枯草菌素 A（Iturin A，简称(jiǎnchēng) IA），它是(shì)由土壤中某些芽孢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，堪称植物病原真菌(zhēnjūn)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，在其表面形成孔洞，破坏细胞膜完整性，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表现出强烈的抑制效果。不论是导致葡萄采后腐烂(fǔlàn)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(xíngchéng)黑褐色病斑的严重(yánzhòng)真菌性(zhēnjūnxìng)病害，病果商品价值可完全(wánquán)丧失）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产生的环境污染问题。

伊枯草(kūcǎo)菌素 A 对丝状真菌和酵母细胞的(de)破坏 图片来源：参考文献[3][4]

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

打造(dǎzào)“纳米时间胶囊”

和“复合膜盾牌”，锁住水果(shuǐguǒ)鲜美

近期，中国科学院成都生物研究所(yánjiūsuǒ)微生物源农药与制剂研发(yánfā)创新团队取得了一项(yīxiàng)突破性进展。即从芽孢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(dǎzào)了两套“作战装备”：一是(yīshì)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(shēngzhǎng)，还具备(jùbèi)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。

这种新型制剂有四大(sìdà)“超能力”：

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

耐受性强：实验证明，即使在(zài) 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(kéjùtáng)在减少水果水分散失的同时，也具有一定的抗菌能力，和 IA 搭配就像“双剑合璧”，对(duì)真菌形成双重打击。

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

IA/壳聚糖纳米微胶囊的扫描电镜(sǎomiáodiànjìng)成像 图片(túpiàn)来源：参考文献[1]

葡萄不霉(bùméi)、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(hé)芒果(mángguǒ)做了两场实验，答案让人惊喜！

1.实验一：巨峰葡萄(pútáo)常温保鲜

研究员选用巨峰葡萄进行了常温贮藏实验(shíyàn)。结果显示(jiéguǒxiǎnshì)，清水对照组的(de)(de)葡萄贮藏至第 8 天就惨不忍睹——果梗干枯，果实(guǒshí)凹陷变形并长出霉斑，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%的果粒出现变质，果实硬度和色泽都得到较好的保持。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(lǜ)比清水对照组降低(jiàngdī)了 52.28%，失重率也减少了 41.2%，仍符合商业(shāngyè)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(wèi)清水对照组，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(guǒlì)表面凹陷(āoxiàn)，果粒表面霉斑及腐败，果粒脱落(tuōluò)。图片来源：参考文献[1]

2.实验二：台农(táinóng)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(de)冷库贮藏，清水对照组的芒果被炭疽病斑“霸占”，病斑平均直径 22 毫米，果肉品质严重下降。而经 IA/壳聚糖复合膜处理的芒果，病斑直径缩小(suōxiǎo)到(dào) 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(kòngzhì)效率高达(dá) 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(de)台农芒果实(shí)硬度增加 42.8%，失重率降低 47.9%，可溶性固形物提升 27.6%，总酸含量(hánliàng)增加了 125%，吃起来风味更足！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(huóxìng)大幅提高，更好地抵御外来病原侵染及不良贮运环境带来(dàilái)的伤害。

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

让更(gèng)多水果“穿上”天然防护衣

科学家们研发的“天然抗菌衣”不仅能有效延长葡萄、芒果的保鲜期(bǎoxiānqī)，还可推广到草莓(cǎoméi)、柑橘等易腐水果，在运输储存过程(guòchéng)中形成抗菌屏障。相比传统化学(huàxué)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(tóngshí)，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(de)抗菌特性与纳米技术结合，让我们离既新鲜又环保(huánbǎo)的饮食生活更近了(le)一步。从长远来看，这项技术正在推动一场绿色农业革命。畅想一下，在未来，超市里每颗水果都穿上这层隐形“防护(fánghù)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(chī)得更放心！

[3]代富英,周金燕,谭红.捷安肽(jiéāntài)素抗真菌作用机理研究(yánjiū)[J].成都(chéngdū)医学院(yīxuéyuàn)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