更關(guān)鍵的是,,在制備過程中,ALP表面會(huì)暴露出多種活性官能團(tuán),,它們一方面能增強(qiáng)涂層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,,另一方面也可以提升涂層的黏附力,使涂層既能附著于果皮的蠟質(zhì)表面,,也能穩(wěn)定結(jié)合在鮮切水果的果肉表面,。
為了讓ALP涂層在延緩水果代謝的同時(shí)具備殺菌能力,楊鵬團(tuán)隊(duì)選用了人體內(nèi)天然存在的一種抗菌蛋白——溶菌酶,。它可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁,,從而起到抑菌作用。研究人員將半胱氨酸和溶菌酶混合,,使溶菌酶變成扁平的ALP結(jié)構(gòu)的同時(shí),,也保持了部分殺菌活性。而ALP表面的正電荷和疏水基團(tuán),,也進(jìn)一步增強(qiáng)了它的殺菌能力,。此外,半胱氨酸本身也具有抗氧化特性,,也有利于水果保鮮,。
楊鵬團(tuán)隊(duì)還在這種溶菌酶涂層中加入了兩種安全可食用的天然物質(zhì)——海藻酸鈉和纖維素納米晶體,進(jìn)一步增強(qiáng)了涂層的成膜能力和氣體屏障性能,。其中,,海藻酸鈉能增強(qiáng)涂層的柔韌性和附著力,纖維素納米晶體則在保證涂層強(qiáng)度和柔韌性的同時(shí),,還能保持低透氣性,,有效地延緩了水果的呼吸強(qiáng)度和水分流失,實(shí)現(xiàn)了多重防護(hù),。
果切10天不壞
楊鵬團(tuán)隊(duì)對17種水果進(jìn)行了測試,,其中既包括草莓,、枇杷、冬棗,、金橘等非呼吸躍變型水果,,也包括圣女果、芒果,、油桃,、香蕉、獼猴桃,、無花果,、枸杞等呼吸躍變型水果。無論是哪一類,,涂層都表現(xiàn)出了良好的保鮮效果,。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種涂層顯著延長了水果的保質(zhì)期,,最長可延長至原來的5倍。例如,,在常溫條件(23°C,,濕度50%)下,未處理的草莓在第4天就已經(jīng)開始腐爛,,到第10天已然完全腐爛,,但過了這么久,涂有ALP的草莓仍無明顯變化,。
類似地,,ALP涂層對其他水果也展現(xiàn)出了顯著的保鮮效果:枇杷的保質(zhì)期從4天延長至16天,冬棗從12天延長至21天,,金橘從15天延長至30天,,圣女果從6天延長至16天。即使是極易腐爛的芒果,、油桃,、香蕉和獼猴桃,保質(zhì)期也從短短2天延長至8天,,保質(zhì)期只有1天的無花果和枸杞,,則分別延長至3天和5天。
ALP涂層可以極大程度延長不同水果的保質(zhì)期,,圖中是常溫條件(23°C,濕度50%)下的保鮮效果(圖片來源:原論文)
令人驚喜的是,,即使在高溫環(huán)境下,,ALP涂層依然能維持穩(wěn)定的保鮮效果,。在37°C條件下,芒果和草莓的保質(zhì)期分別延長了3天和4天,;而在更極端的42°C下,,其保質(zhì)期也分別延長了2天和3天。
研究團(tuán)隊(duì)還測試了ALP涂層對鮮切水果的保鮮效果,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,,在冷藏條件(4°C,濕度50%)下,,未經(jīng)處理的果切拼盤在第4天就開始出現(xiàn)褐變和腐爛,,而使用ALP涂層處理的果切拼盤直到第10天依然色澤鮮亮、質(zhì)地良好,。而且,,即使在42°C的極端高溫下,ALP涂層也能使鮮切蘋果的保質(zhì)期延長2倍,。
ALP涂層在不同溫度下的保鮮效果,圖中以鮮切蘋果作為示例(圖片來源:原論文)
更重要的是,,電子鼻和電子舌等測試結(jié)果顯示,,ALP保鮮涂層不僅延長了水果的保質(zhì)期,還能有效保留其營養(yǎng),、風(fēng)味和質(zhì)地,,整體口感和新鮮度更持久。
楊鵬表示,,這種保鮮涂層原料簡單且天然,,制備過程僅需中性水溶液,無需額外添加其他任何化學(xué)成分,,因此十分安全,。他們也通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了ALP涂層的食用安全性。而且無論是在人體內(nèi)還是自然環(huán)境中,,這種涂層都易于分解,,降解的產(chǎn)物也無毒無害,不會(huì)造成環(huán)境污染與人體危害,,可以實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)利用,。此外,ALP涂層也可以輕易地被水洗掉,。
除了保鮮效果顯著,,這種涂層在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性方面都具備顯著優(yōu)勢。與高成本,、高能耗的冷鏈運(yùn)輸相比,,ALP涂層不僅便于常溫儲(chǔ)存,,還能顯著減少碳排放。以圣女果為例,,傳統(tǒng)冷鏈存儲(chǔ)下,,圣女果的保質(zhì)期僅為4天,每千克產(chǎn)生約0.055千克碳排放,;而使用ALP涂層處理后,,圣女果可在室溫下保存10天,碳排放僅為冷藏保鮮的十分之一,。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的初步計(jì)算結(jié)果,,使用ALP儲(chǔ)存水果的成本非常低,小試規(guī)模下每千克水果的保鮮費(fèi)用僅為0.65元,,未來擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模還可進(jìn)一步大幅降低保鮮經(jīng)濟(jì)成本,。
或許在不遠(yuǎn)的將來,我們在安心享受水果甘甜的同時(shí),,就再也不需要與腐爛賽跑啦,!
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