■本报见习记者 李媛
夏天到了，西瓜、荔枝、芒果等水果格外诱人。可买回家没几天，有些水果就开始发霉变质，让人心疼又无奈。这不仅是我们的烦恼，也是全球性难题。据统计，每年约有一半的水果因为腐烂而被白白扔掉。
最近，陕西师范大学化学化工学院教授杨鹏团队开发出一种可以吃的“水果保护膜”。这种特殊的涂层能让水果保鲜时间延长5倍，就连切开的西瓜放在冰箱里也能保持10天不变质。最重要的是，这项技术完全不用化学防腐剂，安全又环保。相关成果发表于《自然-通讯》。
ALP保鲜涂层可以延长水果的保质期。陕西师范大学供图
全方位防腐 “一箭多雕”
杨鹏介绍，水果容易变质是多种因素共同作用的结果。除了微生物的侵袭，水果自身的生命活动也是一个重要原因。“比如，苹果、香蕉、猕猴桃等呼吸跃变型水果，在采摘后仍会释放乙烯等气体，使其继续成熟。”杨鹏解释说，市面上的一些保鲜手段会通过减缓水果的新陈代谢延长保质期。此外，水果在储存过程中还会损失水分和营养，使得口感和风味下降。
杨鹏在深入分析导致水果腐烂的关键因素后敏锐地发现，他长期研究的蛋白质淀粉样聚集体材料，或许能提供“一箭多雕”的解决方案。这种特殊材料具有独特的结构和性能，有望从多个维度协同解决水果保鲜难题。
蛋白质淀粉样聚集体是一种特殊的蛋白质结构，在自然界中其实很常见。人们最熟悉的例子可能是阿尔茨海默病患者大脑中的淀粉样蛋白斑块。
不过，杨鹏解释说，这类蛋白质聚集体并非都是有害的，而是在很多正常生理过程中发挥着重要作用。比如，植物会利用这种结构来储存蛋白质；儿童换牙时，新牙的生长也需要这类蛋白质聚集体引导矿物质沉积。不同蛋白质形成的聚集体，功能各不相同。
这类天然蛋白质聚集体有一个很特别的性质，那就是极强的黏附能力。杨鹏团队想到，如果将其制成薄膜覆盖在水果表面，就能像“防护服”一样隔绝空气、避免水分流失，从而延缓水果变质。
可是，传统制备方法需要高温、强酸和有机溶剂，不仅耗时长——需要几十小时才能生成少量纳米纤维，还违背了环保理念。
好在杨鹏课题组已经找到更好的解决方案。他们开发出一种新方法，通过温和处理蛋白质中的二硫键，就能制备出黏性更强、更易降解的类淀粉样聚集体（PTL）。这种材料质地柔软，能快速在物体表面铺展成膜，黏附效果比天然聚集体好。
更厉害的是，在制备过程中，PTL表面会暴露出多种活性基团。这些基团就像“小抓手”一样，既能增强涂层内部的结合力，使薄膜更牢固，又能与水果表皮的蜡质层紧密结合。这种双重作用大大提升了涂层的稳定性和保护效果，为延长水果保鲜期提供了可靠保障。
为了让PTL涂层在延缓水果代谢的同时具备杀菌能力，杨鹏团队选用了人体内天然存在的一种抗菌蛋白——溶菌酶。它可以破坏细菌的细胞壁，从而起到抑菌作用。研究人员将半胱氨酸和溶菌酶混合，使溶菌酶变成扁平的PTL结构的同时保持了部分杀菌活性，而PTL表面的正电荷和疏水基团进一步增强了杀菌能力。此外，半胱氨酸也具有抗氧化特性，有利于水果保鲜。
杨鹏团队还在PTL体系中加入了安全可食用的天然物质海藻酸钠和纤维素纳米晶，即形成ALP保鲜涂层，进一步增强了涂层的成膜能力和气体屏障性能。
涂层可降解 无毒无害
杨鹏团队在17种水果上进行了测试，既包括草莓、枇杷、冬枣、金橘等非呼吸跃变型水果，也包括圣女果、芒果、油桃、香蕉、猕猴桃、无花果、枸杞等呼吸跃变型水果。“无论是哪一类，涂层都表现出良好的保鲜效果。”杨鹏介绍。
实验结果显示，这种涂层显著延长了水果的保质期，最长可延长至原来的5倍。例如，在温度23℃、湿度50%的常温条件下，未处理的草莓第4天即出现了腐烂；涂有ALP的草莓直至第10天仍无明显腐烂，此时未处理的草莓已完全腐烂。
该涂层对其他水果也展现出显著的保鲜效果。枇杷的保质期从4天延长至16天，冬枣从12天延长至21天，金橘从15天延长至30天，圣女果从6天延长至16天。即使是极易腐烂的芒果、油桃、香蕉和猕猴桃，保质期也从短短2天延长至8天。保质期只有1天的无花果和枸杞，则分别延长至3天和5天。
令人惊喜的是，即使在高温环境下，ALP涂层依然能达到稳定的保鲜效果。在37℃下，芒果和草莓的保质期分别延长了3天和4天；在更极端的42℃下，其保质期分别延长了2天和3天。
研究团队还测试了用ALP涂层对鲜切水果的保鲜效果。实验结果显示，在温度4℃、湿度50%的冷藏条件下，未经处理的果切拼盘在第4天就开始出现褐变和腐烂，而使用ALP涂层处理的果切拼盘直到第10天依然色泽鲜亮、质地良好，整体保质期延长了4倍。而且，即使在42℃的极端高温下，ALP涂层也能使鲜切苹果的保质期延长2倍。
更重要的是，测试结果显示，ALP保鲜涂层不仅延长了水果的保质期，还能有效保留其营养、风味和质地，整体口感和新鲜度更持久。
涂层安全吗？杨鹏表示，这种保鲜涂层原料简单且天然，制备过程仅需中性水溶液，无需额外添加其他任何化学成分，因此十分安全。他们通过动物实验验证了ALP涂层的食用安全性。而且无论是在人体内还是自然环境中，这种涂层都能轻易被降解。降解的产物无毒无害，不会造成环境污染与人体危害，可以实现绿色循环利用。
除了保鲜效果显著，这种涂层在环保和经济性方面都具备显著优势。与高成本、高能耗的冷链运输相比，ALP涂层不仅便于常温储存，还能显著减少碳排放。以圣女果为例，传统冷链存储下，圣女果的保质期仅为4天，每千克产生约0.055千克碳排放；而使用ALP涂层处理后，圣女果可在室温下保存10天，碳排放仅为冷藏保鲜的1/10。
根据团队的初步计算结果，使用ALP储存水果的成本非常低，小试规模下每千克水果的保鲜费用仅为0.65元，未来扩大生产规模可进一步大幅降低保鲜经济成本。
如今，杨鹏团队计划将这款可食用的水果保鲜涂层推向市场。杨鹏表示，他们正在持续优化ALP涂层溶液的稳定性和保质期，力求让果农和食品供应商更方便地采用这一低成本、绿色环保的新型保鲜手段。《中国科学报》 (2025-07-31 第3版 综合)
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-60382-4
报道链接：https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2025/7/385733.shtm?id=385733
