炎炎夏日,,又到了大快朵頤各色水果的好時(shí)節(jié),。或許不少人和我有一樣的感覺:水果確實(shí)香甜可口,,但可惜太容易變質(zhì)了,。從拎回家的那一刻起,我仿佛就已經(jīng)加入了一場(chǎng)與腐爛賽跑的戰(zhàn)斗,。
事實(shí)上,,水果容易變質(zhì)不只是日常生活中的小煩惱,更是令全球科學(xué)家頭疼的大難題,。保質(zhì)期太短,,意味著在從果園到餐桌的整個(gè)供應(yīng)鏈上,水果的損耗巨大,,成本增加,。研究估計(jì),每年有多達(dá)一半的種植水果會(huì)被丟棄,。因此,,如果能延長(zhǎng)水果的保鮮時(shí)間,就能減少食物浪費(fèi),,這對(duì)食物緊缺的地區(qū)尤為重要,。
說到延長(zhǎng)保質(zhì)期,恐怕許多人腦海中都會(huì)立刻浮現(xiàn)出各種“惡名昭彰”的防腐劑,。有沒有既安全又高效的水果保鮮方法呢,?今年 5 月 31 日,在一篇發(fā)表于《自然·通訊》(Nature Communications)的論文中,,陜西師范大學(xué)的楊鵬課題組(馮娜,、孔佳和楊鵬)就開發(fā)了一種可食用的水果保鮮涂層,它不僅能將完整水果的室溫保質(zhì)期延長(zhǎng)至原來的 5 倍,,甚至連鮮切水果在冷藏條件下都能保鮮 10 天,。
ALP涂層可以將鮮切水果的冷藏保質(zhì)期延長(zhǎng)到10天之久,,圖中是冷藏條件(4°C,,濕度50%)下的保鮮效果,第一行為未經(jīng)處理的鮮切水果,,第二行為ALP涂層處理過的水果(圖片來源:原論文)
全方位防腐
水果之所以容易變質(zhì),,其實(shí)是多種因素共同作用的結(jié)果,。除了微生物的侵襲,水果自身的生命活動(dòng)也是一個(gè)重要原因,。比如蘋果,、香蕉、獼猴桃等呼吸躍變型水果,,在采摘后仍會(huì)釋放乙烯等氣體,,使其繼續(xù)成熟。因此,,市面上的一些保鮮手段會(huì)通過減緩水果的新陳代謝來延長(zhǎng)它們的保質(zhì)期,。此外,水果在儲(chǔ)存過程中還會(huì)損失水分和營(yíng)養(yǎng),,導(dǎo)致口感和風(fēng)味下降,。
意識(shí)到令水果變質(zhì)的幾大罪魁禍?zhǔn)缀螅瑮铢i很快意識(shí)到,,他一直研究的一類材料——蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體,,或許可以從多個(gè)層面同時(shí)應(yīng)對(duì)這個(gè)難題。
ALP涂層保鮮原理(圖片來源:原論文)
蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體是一種特殊的蛋白質(zhì)聚集形式,,在自然界中廣泛存在。人們最熟悉的例子,,可能是阿爾茨海默病患者大腦中的淀粉樣蛋白斑塊,。但楊鵬指出,淀粉樣聚集體并不都是壞的,,它們也參與了許多正常的生命活動(dòng),。例如,植物會(huì)以這種方式儲(chǔ)存蛋白質(zhì),;而在兒童換牙過程中,,新的牙齒生成也離不開蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體來引導(dǎo)羥基磷灰石再生。不同蛋白質(zhì)形成的淀粉樣聚集體,,生理性功能也千差萬別,。
這些天然的蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體有一個(gè)顯著的特性:黏附性極強(qiáng)。楊鵬團(tuán)隊(duì)設(shè)想,,如果能把它們制成薄膜,,涂在水果表面,就可以阻隔水果與外界環(huán)境的接觸,,既能隔絕氧氣進(jìn)入,,減緩新陳代謝,又能鎖住水分,延緩風(fēng)味流失,。
然而,,人工合成的淀粉樣聚集體通常不具備這樣強(qiáng)的黏附力。楊鵬指出,,用傳統(tǒng)方法制備的蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體通常比較“硬”,,黏附效果不佳,而且往往難以降解,,存在一定的生物安全隱患,。此外,用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法制備人工淀粉樣聚集體,,這個(gè)過程依賴于高溫,、有機(jī)試劑和極強(qiáng)的酸性,,效率不高(幾十小時(shí)才能形成少量納米纖維),,也與低碳、綠色化學(xué)的理念相悖,。
幸運(yùn)的是,,楊鵬課題組此前已經(jīng)開發(fā)了一種方法,能通過溫和地打斷蛋白質(zhì)分子內(nèi)的二硫鍵,,制備出一種黏附力強(qiáng),、易降解的“類淀粉樣聚集體”(ALP)。這種材料非常柔軟,,一旦與物體表面接觸,,便能迅速鋪展成一層薄薄的涂層,緊緊黏附其上,,甚至比天然蛋白質(zhì)淀粉樣聚集體的黏附力更高,。
ALP能迅速在水果的蠟質(zhì)層表面形成一層薄膜(圖片來源:原論文)
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