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，我们都在见证一场微观世界的“真菌(zhēnjūn)入侵”。

这些看似普通的腐败现象(fǔbàixiànxiàng)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表皮，消耗(xiāohào)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(zhègè)数字足以让每个水果爱好者扼腕。

“要是水果的新鲜期再长(zàizhǎng)一点就好了……”“怎么才能延长水果的保质期呢？”你(nǐ)是否也有过这样的想法(xiǎngfǎ)？针对这一需求，中国科学院成都生物研究所微生物(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！

大自然的(de)“抗菌战士”——伊枯草菌素 A

过去，为了让水果“活”得久一点，果农和商家常喷洒化学杀菌剂使其保鲜(bǎoxiān)。这些药剂虽然能暂时(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(chángqī)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(jiékàng)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），它是由土壤中某些芽孢杆菌分泌的脂肽(tài)化合物。这种(zhèzhǒng)由氨基酸(ānjīsuān)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表现出强烈的(de)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(zhēnjūnxìng)病害，病果(bìngguǒ)商品价值可完全丧失(sàngshī)）的胶孢炭疽菌，都难以招架 IA 的攻势。更(gèng)难得的是，这种生物抗菌剂具有优异的环保特性：不仅对哺乳动物安全无害，还能在自然环境中完全降解，避免了传统化学农药(huàxuénóngyào)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破坏 图片来源(láiyuán)：参考文献[3][4]

不过，这位“真菌杀手”也(yě)有自己的软肋——其分子结构在阳光直射、雨水冲刷或酶解作用下容易“散架(sǎnjià)”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“纳米(nàmǐ)时间胶囊”

和“复合膜盾牌(dùnpái)”，锁住水果鲜美

近期，中国科学院成都生物研究所微生物(wēishēngwù)源农药与制剂研发创新(chuàngxīn)团队取得了一项突破性进展。即从芽孢杆菌(gǎnjūn)发酵液中提取出天然抗菌剂 IA，并巧妙地用虾蟹壳(xièké)中提取的壳聚糖为(wèi)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(néng)精准抑制病原真菌生长(shēngzhǎng)，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：纳米胶囊如同微型“时间胶囊”，将(jiāng)抗菌分子封装进去(jìnqù)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(zhèngmíng)，即使在 230℃ 高温或长期潮湿环境下，这些纳米胶囊“战士”依然能保持战斗力。

双重防护：壳聚糖在(zài)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(shuāngjiànhé)璧”，对真菌形成双重打击。

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

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

葡萄不霉、芒果不烂(bùlàn)，

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

1.实验一：巨峰葡萄常温(chángwēn)保鲜

研究员选用巨峰葡萄(pútáo)进行(jìnxíng)了常温贮藏(zhùcáng)实验。结果显示，清水对照组(duìzhàozǔ)的葡萄贮藏至第 8 天就惨不忍睹——果梗干枯，果实凹陷变形并长出霉斑，已不能作为商品销售。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(jǐn)有约 12%的果粒出现变质，果实硬度和色泽都得到较好(hǎo)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比清水对照组降低了 52.28%，失重率也(yě)减少了 41.2%，仍符合商业销售标准(biāozhǔn)。

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(chǔcún)后葡萄果粒表面凹陷，果粒表面霉斑及腐败，果粒脱落(tuōluò)。图片来源(láiyuán)：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(zhùcáng)，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(yǐshàng)，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/壳聚糖复合膜处理后的(de)(de)台农芒果实硬度增加 42.8%，失重率降低 47.9%，可溶性(kěróngxìng)固形物提升 27.6%，总酸含量增加了 125%，吃起来风味更足！更厉害(lìhài)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，更好地抵御外来病原侵染及(jí)不良贮运环境带来的伤害。

IA/壳聚糖复合膜(fùhémó)(fùhémó)对台农芒果冷库贮藏的保鲜效果 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。图片来源：参考文献[2]

让更多水果“穿(chuān)上”天然防护衣

科学家们研发的(de)“天然抗菌衣”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，在运输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(fāngfǎ)规避了农药残留风险(fēngxiǎn)，让消费者吃上更安全健康水果，同时，还能显著减少果蔬(guǒshū)损耗带来的经济损失(jīngjìsǔnshī)。

这一创新成果(chéngguǒ)，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更近了一步(yībù)。从长远来看，这项技术正在推动(tuīdòng)一场绿色农业革命。畅想一下，在未来，超市里每颗(měikē)水果(shuǐguǒ)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,周金燕(zhōujīnyàn),谭红.捷安肽(jiéāntài)素抗真菌作用(zuòyòng)机理研究(yánjiū)[J].成都医学院学报, 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