新型塗層把水果裝進“智能保鮮艙”

◎本報記者 王禹涵

炎炎夏日，正是各種水果上市的好時節。然而，水果易腐的特性卻導致了巨大的供應鏈損耗。倘若能夠有效延長水果保鮮期，將顯著減少食物浪費，意義重大。

近日，陝西師範大學化學化工學院教授楊鵬課題組成功開發了一種可食用的蛋白質基水果保鮮塗層。它不僅能將完整水果的室温保質期延長至原來的2—5倍，甚至連鮮切水果在冷藏條件下都能保鮮10天。相關研究成果日前發表在《自然·通訊》上。

具有較強黏附性

水果變質是多種因素共同作用導致的。除了遭受微生物侵襲外，水果自身的生命活動也是關鍵因素。以蘋果、香蕉、獼猴桃等呼吸躍變型水果為例，它們在採摘後仍會釋放乙烯等氣體，這些氣體會促使水果持續成熟。在儲存過程中，水果還會損失水分和營養成分，進而導致口感和風味變差。因此，人們藉助各種保鮮技術來減緩水果的新陳代謝速度，從而延長其保質期。

楊鵬意識到，自己一直潛心研究的蛋白質澱粉樣聚集體，或許能夠解決上述難題。

蛋白質澱粉樣聚集體是一種在自然界中廣泛存在的特殊蛋白質聚集形式。由不同蛋白質形成的澱粉樣聚集體，其生理功能也千差萬別。楊鵬舉例説，植物會以蛋白質澱粉樣聚集體的方式儲存蛋白質；兒童換牙時，新牙的生成也離不開蛋白質澱粉樣聚集體引導羥基磷灰石再生……

一般而言，天然的蛋白質澱粉樣聚集體黏附性極強。楊鵬設想，如果能把蛋白質澱粉樣聚集體制成薄膜覆蓋在水果表面，就能阻隔氧氣、抑制水果的新陳代謝，同時又能鎖住水分、延緩水果的風味流失。

既透氣又防水

為此，研究團隊巧妙地“解”開了蛋白質分子的二硫鍵，基於人工合成的蛋白質澱粉樣聚集體，成功製備出了一種名為PTL的新型薄膜材料。這種材料如同“分子膠水”一樣，能自動鋪展成超薄保護膜，並牢牢地黏附在水果表面，其黏性比天然蛋白質澱粉樣聚集體更強。

更神奇的是，在製備過程中，PTL的兩面會自然形成兩種特性：一面具有“疏水”特性，能牢牢抓住果皮，使塗層附着於果皮的蠟質表面；另一面有“親水”特性，能讓薄膜有效黏附其他保護成分。

為進一步提升保護膜的性能，團隊在PTL中加入了兩種天然成分：從海藻中提取的海藻酸鈉，從植物纖維中提取的納米晶體。前者可使薄膜更柔韌，後者則既能保持薄膜強度，又能阻擋氧氣透過。這就彷彿為水果穿上了一件既透氣又防水的“防護衣”。為了讓這層“防護衣”具備殺菌、抗氧化功能，研究人員還加入了溶菌酶和半胱氨酸。

“通過以上操作，PTL被製成了ALP保鮮塗層，它具備更強的成膜能力和氣體屏障性能。”團隊成員孔佳説，“ALP保鮮塗層中的各種成分協同作用，就像給水果打造了一個‘智能保鮮艙’，既能抑制呼吸作用，又能防止水分流失。”

保鮮效果顯著

楊鵬團隊對包括草莓、枇杷、芒果、香蕉等在內的17種常見水果進行了全面測試。實驗結果令人興奮：這種神奇的保鮮塗層能讓水果在室温下的保鮮期延長2—5倍。

以草莓為例，在常温環境，即23℃、濕度50%的情況下，普通草莓放置2天后便會開始逐漸腐爛變質，而經過ALP保鮮塗層處理後的草莓，其保鮮期可延長至10天。即便是保存難度極大的鮮切水果拼盤，在冷藏條件下原來能保鮮4天，現在使用ALP保鮮塗層後能保鮮10天，且色澤和口感幾乎與剛製作時無異。值得一提的是，即便處於高温環境，ALP保鮮塗層依舊能保持穩定的保鮮效果。在37℃的條件下，採用ALP保鮮塗層，芒果和草莓的保質期分別延長了3天和4天；而在42℃的高温下，它們的保質期也分別延長了2天和3天。

更令人驚喜的是，這層“防護衣”完全由天然可食用材料製成，進入人體後能夠被安全分解。楊鵬表示：“我們通過動物實驗充分驗證了ALP保鮮塗層的食用安全性。”這種保鮮塗層原料簡單且天然，製備過程僅需中性水溶液，無需額外添加任何化學成分，既不會對環境造成污染，也不會對人體產生危害。

與傳統依賴冷藏車運輸水果的方式相比，ALP保鮮塗層優勢明顯。它不僅能節省大量能源，還能減少90%的碳排放。初步估算表明，使用ALP保鮮塗層儲存水果，每公斤水果的保鮮成本僅需0.65元，而且隨着保鮮塗層規模化生產的推進，成本還會進一步降低。

“我們正在加快推進市場化進程。”楊鵬充滿信心地表示，“相信消費者很快就能買到塗覆ALP保鮮塗層的更新鮮、更安全的水果。”