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，我们都在见证一场微观世界(wēiguānshìjiè)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(jiāobāo)炭疽菌等真菌的“杰作”。它们通过分泌胞外酶破坏水果表皮(biǎopí)，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(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一点就(jiù)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(zhēnduì)这一需求，中国科学院成都生物研究所微生物源农药与制剂(zhìjì)研发创新团队的科学家们已经找到了高效(gāoxiào)、安全、无污染的解决方案！

大自然的“抗菌战士”——伊枯草菌素(jūnsù) A

过去，为了让水果(shuǐguǒ)“活”得久一点，果农和商家常喷洒(pēnsǎ)化学杀菌剂使其保鲜。这些药剂虽然(suīrán)能暂时赶走真菌(zhēnjūn)，但也存在问题：化学残留可能危害人体(réntǐ)健康，长期使用还会污染环境。随着消费者对“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(zài)自然界中，潜藏着一支特殊的“抗菌特工队”——伊枯草菌素(jūnsù) A（Iturin A，简称 IA），它是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(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(shíbié)真菌细胞膜(xìbāomó)，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(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(bìngbān)的严重真菌性病害，病果商品价值可完全丧失）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优异(yōuyì)的环保特性：不仅对哺乳动物安全无害，还能(néng)在自然环境中完全降解，避免了传统(chuántǒng)化学农药残留产生的环境污染问题(huánjìngwūrǎnwèntí)。

伊枯草(kūcǎo)菌素 A 对丝状(sīzhuàng)真菌和酵母细胞的破坏 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(ruǎnlèi)——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(dǎzào)“纳米时间胶囊”

和“复合膜盾牌”，锁住水果鲜美(xiānměi)

近期，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取得了(le)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(bìng)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(èrshì)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(kějiàngjiě)的特性，达到了“以自然之道，还治自然之身(shēn)”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后，能持续(chíxù) 16 天缓慢释放抗菌成分，远超普通保鲜剂(bǎoxiānjì)的效果。

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

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

免疫诱导：IA 和壳聚糖还能协同(xiétóng)激活水果自身(zìshēn)的免疫系统，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/壳聚糖纳米微胶囊(wēijiāonáng)的扫描电镜成像 图片(túpiàn)来源：参考文献[1]

葡萄不霉、芒果不烂(bùlàn)，

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

1.实验(shíyàn)一：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，清水对照组的(de)(de)(de)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(ér)经过 IA/壳聚糖纳米微胶囊处理(chǔlǐ)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(dédào)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比清水对照组降低了 52.28%，失重率也减少了 41.2%，仍(réng)符合商业销售标准。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)纳米微胶囊对巨峰葡萄常温(chángwēn)贮藏的保鲜效果 CK、CKM、CS、IA/CS 分别为清水对照组，空载(kōngzài)壳聚糖纳米微胶囊处理组，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葡萄果粒(guǒlì)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：台农芒果(mángguǒ)冷藏保鲜

芒果冷藏保鲜实验(shíyàn)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“霸占”，病斑平均直径 22 毫米(háomǐ)，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 6.8 毫米，面积减少 90%以上，病情严重(bìngqíngyánzhòng)指数(zhǐshù)从 68.9%降到 26%，控制效率高达 62.3%！

同时，相比于清水对照组(duìzhàozǔ)，经 IA/壳聚糖复合膜(fùhémó)处理后的(de)台农芒果实硬度增加 42.8%，失重率降低 47.9%，可溶性固形物提升 27.6%，总酸含量增加了 125%，吃起来风味更(gèng)足！更厉害的是，这层膜还能“激活”芒果自身的“免疫系统”，让(ràng)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的伤害。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)复合膜对台农芒果冷库贮藏的保鲜效果 CK、CTS、IA、CTS-IA分别为清水对照组，壳聚糖溶液(róngyè)处理(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(kě)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(tǔrǎng)细菌的天然防护方法规避了农药残留风险，让(ràng)消费者吃上更安全健康水果，同时，还能显著(xiǎnzhù)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(kàngjūn)特性与纳米技术结合，让我们离(lí)既新鲜又环保的饮食生活更(gèng)近了一步。从长远来看，这项(zhèxiàng)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.捷安肽素抗真菌作用机理(jīlǐ)研究(yánjiū)[J].成都医学院学报(xuébào), 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