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的“真菌入侵(rùqīn)”。

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等真菌的“杰作”。它们通过分泌胞外酶破坏(pòhuài)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，每年在全球范围内造成价值(jiàzhí)千亿元的农产品损失，这个数字足以(zúyǐ)让每个水果爱好者扼腕。

“要是水果的(de)新鲜期再长一点就好了……”“怎么才能延长(yáncháng)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！

大自然的“抗菌(kàngjūn)战士”——伊枯草菌素 A

过去，为了(le)(wèile)让水果“活”得久一点，果农和(hé)商家常(cháng)喷洒化学杀菌剂使其保鲜。这些药剂(yàojì)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。

在自然界中，潜藏着一支特殊的“抗菌特工队”——伊枯草菌素 A（Iturin A，简称 IA），它(tā)是由土壤中某些芽孢杆菌(gǎnjūn)分泌的脂肽化合物(huàhéwù)。这种由氨基酸(ānjīsuān)和脂肪酸构成的环状分子，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(xìbāomó)，在其表面形成孔洞，破坏细胞膜完整性(wánzhěngxìng)，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(xiàoguǒ)。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(zài)芒果表面形成黑褐色病斑的严重真菌性病害，病果(bìngguǒ)商品(shāngpǐn)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(kàngjūnjì)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(jiàngjiě)，避免了传统化学农药残留产生的环境污染问题(huánjìngwūrǎnwèntí)。

伊枯草菌素 A 对丝状真菌和酵母细胞的(de)破坏(pòhuài) 图片来源：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(jiě)作用下容易“散架”失活。且由于基础应用研究相对滞后，截至目前，IA还(hái)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(fùhémó)盾牌”，锁住水果鲜美

近期，中国科学院成都生物研究所微生物源农药与(yǔ)制剂研发创新团队取得了一项突破性进展。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(de)壳聚糖为它打造了两套“作战装备”：一是直径(zhíjìng)只有头发丝 1/100 的纳米微胶囊(wēijiāonáng)，二是可食用(kěshíyòng)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(jùbèi)可降解的特性，达到了“以自然之道(zhīdào)，还治自然之身”的环保效果。

这种(zhèzhǒng)新型制剂有四大“超能力”：

持久保鲜：纳米胶囊(jiāonáng)如同微型“时间胶囊”，将抗菌分子封装进去后(hòu)，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(néng)保持战斗力。

双重防护：壳聚糖在减少水果水分散失的同时，也具有(jùyǒu)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(hé)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，进一步减少采后(cǎihòu)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(chéngxiàng) 图片来源：参考文献[1]

葡萄不霉(bùméi)、芒果不烂，

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

1.实验一：巨峰葡萄常温保鲜(bǎoxiān)

研究员选用(xuǎnyòng)巨峰葡萄(pútáo)进行了常温贮藏实验。结果显示，清水对照组的(de)葡萄贮藏至第 8 天就惨不忍睹(cǎnbùrěndǔ)——果梗干枯，果实(guǒshí)凹陷变形(biànxíng)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(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(hé)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/壳聚糖纳米微胶囊对(duì)巨峰葡萄常温贮藏(zhùcáng)的保鲜效果 CK、CKM、CS、IA/CS 分别为清水对照组(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(guǒlì)表面(biǎomiàn)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：台农芒果冷藏(lěngcáng)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(lěngkù)贮藏，清水(qīngshuǐ)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(duìzhàozǔ)，经 IA/壳聚糖复合膜(fùhémó)处理后的(de)台农芒果实硬度增加(zēngjiā) 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，更好地抵御外来病原侵染及不良贮运(zhùyùn)环境带来的伤害。

IA/壳聚糖(kéjùtáng)复合膜(fùhémó)对(duì)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”天然(tiānrán)防护衣

科学家们研发的“天然抗菌衣”不仅能有效延长葡萄(pútáo)、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抗菌屏障。相比传统(chuántǒng)化学杀菌剂，这种依靠土壤细菌(xìjūn)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，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(jiāng)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。从长远来看，这项技术正在推动一场绿色(lǜsè)农业革命。畅想一下，在未来(wèilái)，超市里每颗水果(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(quánchéng)绿色防护，让消费者吃得更放心！

[3]代富英,周金燕(zhōujīnyàn),谭红.捷安肽素抗真菌(kàngzhēnjūn)作用机理(jīlǐ)研究[J].成都医学院(yīxuéyuàn)学报, 2006, 1(2):5.DOI:10.3969/j.issn.1674-2257.2006.02.002.

作者(zuòzhě)丨李哲敏 中国科学院成都生物研究所