新型涂層把水果裝進“智能保鮮艙”

炎炎夏日，正是各種水果上市的好時節(jié)。然而，水果易腐的特性卻導(dǎo)致了巨大的供應(yīng)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，陜西師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授楊鵬課題組成功開發(fā)了一種可食用的蛋白質(zhì)基水果保鮮涂層。它不僅能將完整水果的室溫保質(zhì)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(guān)研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。

具有較強黏附性

水果變質(zhì)是多種因素共同作用導(dǎo)致的。除了遭受微生物侵襲外，水果自身的生命活動也是關(guān)鍵因素。以蘋果、香蕉、獼猴桃等呼吸躍變型水果為例，它們在采摘后仍會釋放乙烯等氣體，這些氣體會促使水果持續(xù)成熟。在儲存過程中，水果還會損失水分和營養(yǎng)成分，進而導(dǎo)致口感和風(fēng)味變差。因此，人們借助各種保鮮技術(shù)來減緩水果的新陳代謝速度，從而延長其保質(zhì)期。

楊鵬意識到，自己一直潛心研究的蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體，或許能夠解決上述難題。

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

一般而言，天然的蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體黏附性極強。楊鵬設(shè)想，如果能把蛋白質(zhì)淀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(fēng)味流失。

既透氣又防水

為此，研究團隊巧妙地“解”開了蛋白質(zhì)分子的二硫鍵，基于人工合成的蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體，成功制備出了一種名為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，并牢牢地黏附在水果表面，其黏性比天然蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體更強。

更神奇的是，在制備過程中，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，使涂層附著于果皮的蠟質(zhì)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，后者則既能保持薄膜強度，又能阻擋氧氣透過。這就仿佛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被制成了ALP保鮮涂層，它具備更強的成膜能力和氣體屏障性能。”團隊成員孔佳說，“ALP保鮮涂層中的各種成分協(xié)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(nèi)的17種常見水果進行了全面測試。實驗結(jié)果令人興奮：這種神奇的保鮮涂層能讓水果在室溫下的保鮮期延長2—5倍。

以草莓為例，在常溫環(huán)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(zhì)，而經(jīng)過ALP保鮮涂層處理后的草莓，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(xiàn)在使用ALP保鮮涂層后能保鮮10天，且色澤和口感幾乎與剛制作時無異。值得一提的是，即便處于高溫環(huán)境，ALP保鮮涂層依舊能保持穩(wěn)定的保鮮效果。在37℃的條件下，采用ALP保鮮涂層，芒果和草莓的保質(zhì)期分別延長了3天和4天；而在42℃的高溫下，它們的保質(zhì)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制成，進入人體后能夠被安全分解。楊鵬表示：“我們通過動物實驗充分驗證了ALP保鮮涂層的食用安全性。”這種保鮮涂層原料簡單且天然，制備過程僅需中性水溶液，無需額外添加任何化學(xué)成分，既不會對環(huán)境造成污染，也不會對人體產(chǎn)生危害。

與傳統(tǒng)依賴?yán)洳剀囘\輸水果的方式相比，ALP保鮮涂層優(yōu)勢明顯。它不僅能節(jié)省大量能源，還能減少90%的碳排放。初步估算表明，使用ALP保鮮涂層儲存水果，每公斤水果的保鮮成本僅需0.65元，而且隨著保鮮涂層規(guī)模化生產(chǎn)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涂覆ALP保鮮涂層的更新鮮、更安全的水果。”

【責(zé)任編輯:吳艷】