每年，全球有近一半种植出来的水果还未走进消费者的厨房，就已在运输和储存过程中悄然腐烂。甜美多汁的草莓、切开的苹果、刚熟透的芒果——它们的命运往往是迅速失水、氧化、变色、发霉，最终被丢弃。

人们早已注意到，水果表皮那层果皮并不是万能的护盾。虽然天然果蜡能一定程度上抵御细菌入侵和水分蒸发，但面对复杂的储存运输环境和微生物压力，它远不够坚韧。为了让水果储存时间长一些，人们尝试过各种保鲜方式：低温冷藏、涂蜡、喷防腐剂、甚至转基因……然而这些方法或成本高昂、或存在健康隐忧，始终难以成为理想答案。

水果防腐的黑科技（图片来源：作者使用AI生成）

有没有一种既安全、环保，又便捷、低碳的水果防腐的办法？最近，科学家们找到了一个灵感来自蛋白质的新思路。他们设计出一种“淀粉样蛋白涂层”，就像为水果披上一层智能又可食用的隐形盔甲，不但能牢牢贴合果皮、抵御微生物、锁住水分，还能在室温下显著延长水果寿命，而碳排放却比冷藏低90%。

蛋白质变身盔甲，牢牢贴在果皮上

想让水果多保鲜几天，说起来容易，做起来却没那么简单。别看水果外表光滑，但它们表面的天然蜡质层其实是疏水性的，就像荷叶一样不易沾东西。这意味着大多数水溶性保鲜剂很难在上面形成均匀的保护膜，喷上去容易滑落，留下涂了跟没涂一样的局面。

为了解决这个问题，科学家把目光投向了一种蛋白质——相变溶菌酶（Phase-Transitioned Lysozyme, PTL）。这是一种特殊处理后的蛋白，它能像蜘蛛丝一样在纳米尺度上自我组织，形成富含β-折叠结构的“淀粉样蛋白”（amyloid-like protein, ALP）涂层，具备极强的表面黏附力。

通过计算机模拟，研究人员发现这种相变蛋白能在短短1纳秒内快速铺展并牢牢吸附在水果表皮的蜡质层上，比天然溶菌酶的附着力提升31%。蛋白分子中的正电荷基团能与果皮上带负电的结构发生强烈的静电作用，而蛋白质在相变过程中暴露出的疏水基团，又进一步增强了它与果蜡之间的亲和力。最终形成的，是一层 “第二层果皮”的微观蛋白薄膜。

模拟展示了水果表皮蜡质与天然溶菌酶及其淀粉样变体之间的界面黏附行为（图片来源：参考文献[1]）

但这还不够稳固——于是，科学家们在这个基础上又加入了两位“搭档”，海藻酸钠和纤维素纳米晶体。前者是一种从褐藻中提取的天然多糖，能帮助涂层成膜并增强柔韧性，我们常吃的果冻、布丁中就含有海藻酸钠；后者则是微观尺度下的植物纤维结构，像钢筋一样强化整个果皮的机械强度和阻水阻氧性能。三者协同，就像打造了一件轻薄却坚韧、抗菌又透气的盔甲。

更妙的是，这层蛋白涂层不仅能自动贴合各种形状的水果表面，形成均匀膜层，而且是可食用的，甚至在用水冲洗后还能完全去除，不留残余。因此，它既适合保鲜运输阶段，也能放心送上餐桌。

防腐涂层的制备过程（图片来源：参考文献[1]）

胜过冷藏的“隐形衣”，还能低碳环保

理论听起来很美好，但这层蛋白盔甲在实战中的表现，同样也远超预期。研究团队将这款淀粉样蛋白（ALP）涂层应用到17种水果上，包括草莓、芒果、圣女果、香蕉、冬枣、金桔、猕猴桃等，既有不熟后不再变甜的如草莓、枣子，也有采摘后还会继续呼吸成熟的芒果、香蕉。结果令人瞩目，草莓的保鲜期从4天延长到了20天，香蕉从2天延长到8天，冬枣从12天延长到21天，金桔甚至可保鲜30天——延长幅度在2至5倍之间。

不同水果的ALP涂层防腐效果实验（图片来源：参考文献[1]）

而且这不是在冰箱里实现的，而是在常温下！要知道，水果在储存中最怕三件事：微生物、失水、氧化。而ALP涂层几乎一一击破。它阻隔水汽，降低呼吸强度，延缓营养流失——比如实验中，经过ALP涂层处理的水果，其维生素C流失量比未处理组少了42%~92%，口感中的总可溶性固形物也就是甜度指标保留得也更多。而在抗氧化方面，ALP涂层能有效清除自由基，减少褐变现象，切开的苹果5小时后依然洁白如新。

抗菌方面，溶菌酶本身就具有杀菌能力，而相变过程还让它结构上暴露出更多有利于破坏细菌细胞膜的氨基酸残基。数据显示，ALP涂层对导致水果腐败的多种细菌和真菌具有超过90%的抑制率。

结尾

一层微不可见的蛋白质涂层，延长的不只是水果的寿命。比起冰箱，这层隐形盔甲更节能，比起化学涂层，它更安全。未来，若这项技术能广泛普及，也许我们每一口吃下的水果，既新鲜，也更环保。

参考文献：

[1] Feng, Na, et al. "Preserving fruit freshness with amyloid-like protein coatings." Nature Communications 16.1 (2025): 5060.

[2] Wu, Weijie, et al. "Structures and functions of cuticular wax in postharvest fruit and its regulation: A comprehensive review with future perspectives." Engineering 23 (2023): 118-129.

[3] Otoni, Caio G., et al. "Recent advances on edible films based on fruits and vegetables—a review." Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 16.5 (2017): 1151-1169.

[4] Patel, Ashok R. "Functional and engineered colloids from edible materials for emerging applications in designing the food of the future." Advanced Functional Materials 30.18 (2020): 1806809.

[5] Chang, Huibin, et al. "High-throughput coating with biodegradable antimicrobial pullulan fibres extends shelf life and reduces weight loss in an avocado model." Nature Food 3.6 (2022): 428-436.

[6] Zhao, Wen-Bo, et al. "Highly antibacterial and antioxidative carbon nanodots/silk fibroin films for fruit preservation." Nano Letters 23.24 (2023): 11755-11762.

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本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品丨中国科协科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨Denovo科普团队（张玮杰 中国科学院大学博士）

审核丨赵宝锋 博士、辽宁生命科学学会

阮光锋 科信食品与健康信息交流中心副主任、中华预防医学会健康传播分会委员

来源: Denovo