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水果采后损失和室温下快速成熟问题突出。研究人员从新疆沙漠节杆菌中提取细菌红素（BR）用于水果保鲜研究。结果显示，BR 有抗氧化、抗菌等活性，2% 的 BR 能使水果室温下 6 天不腐。这为水果保鲜提供新途径，具重要意义。
在水果的世界里，它们不仅是人们日常饮食中不可或缺的美味，更是营养的宝库。然而，水果在采摘之后，却面临着诸多挑战。在室温环境下，它们会迅速成熟，这不仅导致口感和品质下降，还使得水果极易受到机械损伤、腐烂和变质的威胁。就拿新疆来说，作为我国重要的水果产区，2023 年水果出口量大幅增长，但水果的快速成熟和易腐性严重阻碍了其长距离运输和市场拓展。
传统的低温储存虽然能在一定程度上缓解这些问题，但也存在着明显的弊端。比如，短期储存中的冷害以及冻融循环，会破坏水果的品质和营养价值，导致果皮褐变、果肉软化，还会使水果积累活性氧物种、有毒醛和酮，加速水果的衰老。与此同时，食品和饲料行业中抗生素和化学防腐剂的广泛使用，引发了耐药超级细菌的出现，并且这些化学防腐剂对真核细胞也存在安全隐患。在消费者对安全、营养、无化学添加剂且保质期长的食品需求日益增长的今天，寻找一种安全有效的水果保鲜方法迫在眉睫。
为了解决这些难题，中国科学院新疆生态与地理研究所的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在一种名为细菌红素（Bacterioruberin，BR）的红色类胡萝卜素色素上，这种色素提取自新疆沙漠中分离出的节杆菌（Arthrobacter sp.）。研究结果令人振奋，细菌红素展现出了强大的保鲜潜力，为水果保鲜领域带来了新的曙光。该研究成果发表在《Food Chemistry: Molecular Sciences》上，引起了广泛关注。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。通过微生物培养与筛选技术，从新疆沙漠土壤样本中成功分离出节杆菌，并对其进行纯化和鉴定。利用高效液相色谱（HPLC）、液相色谱 - 质谱联用（LC-MS）等技术，对提取的细菌红素进行分析和鉴定，确定其成分和结构。借助抗氧化、铁螯合和抗菌等生物活性检测实验，评估细菌红素的保鲜相关特性。还运用分子对接等生物信息学分析方法，探究细菌红素与相关蛋白的相互作用机制。
下面来详细看看研究结果：
- 细菌红素的提取与鉴定：研究人员从土壤样本中成功分离出 5 种具有产色潜力的菌株，最终选定 PKT - 29 菌株进行深入研究。经鉴定，该菌株为节杆菌（Arthrobacter agilis）。从该菌株中提取出的红色类胡萝卜素，经检测确定为细菌红素及其衍生物四脱水细菌红素，其最大吸收波长（λmax）为 490nm，质荷比（m/z）分别为 675 和 742（M + 1H）+1 。
- 生物活性分析：
- 抗氧化活性：通过 2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼（DPPH）自由基清除实验发现，细菌红素具有显著的抗氧化活性，其半数抑制浓度（IC50）为 22μg/mL，与标准抗坏血酸（IC50为 26μg/mL）相当。在 40μg/mL 浓度下，细菌红素的自由基清除率可达 67%。
- 铁螯合活性：利用铁嗪（Ferrozine）比色法测定细菌红素的铁螯合能力，结果显示其具有较强的铁螯合活性，螯合率可达 82%，IC50值为 27μg/mL，而标准乙二胺四乙酸（EDTA）的螯合率为 92%。
- 抗菌活性：对大肠杆菌（E. coli）、伤寒沙门氏菌（Salmonella typhi）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cerus）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）这四种食源性病原体进行抗菌实验，发现细菌红素对金黄色葡萄球菌的抑制作用最强，其半数有效浓度（EC50）为 18.35 ± 2μg/mL，对革兰氏阳性菌的抑制效果优于革兰氏阴性菌。
- 水果保鲜应用效果：将 2% 的细菌红素悬浮液喷洒在新鲜的桃子、葡萄和杏子上进行保鲜实验。结果表明，经过细菌红素处理的水果在室温下储存 6 天仍保持新鲜，无明显的腐败迹象，能够维持良好的水分含量、表面膜完整性和感官特性（如气味、质地和外观）。而未处理的水果和仅用柠檬酸钠或碳酸氢钠溶液处理的水果，在 3 天内就出现了失水、膜损伤和真菌腐败等问题。
- 生物信息学分析：通过分子对接研究发现，细菌红素与磷脂酶 D（Phospholipase D）和 VQ 基序蛋白 JVA1/VQ22 具有较高的结合亲和力，结合能分别为 - 8.5kcal/mol 和 - 9.4kcal/mol。磷脂酶 D 是膜降解的关键酶，细菌红素与它结合后，可通过疏水相互作用抑制其活性，减缓水果的衰老过程，延长水果的货架期。细菌红素与 VQ 基序蛋白 JVA1/VQ22 结合，通过疏水和亲水相互作用，可能影响植物对生物和非生物胁迫的响应，从而发挥保鲜作用。
综合研究结论和讨论部分，细菌红素从新疆沙漠节杆菌中提取而来，为水果采后保鲜提供了一种创新且可行的方法。它不仅具有显著的抗菌性能，能够有效抑制水果腐败，还能在保持水果营养完整性的同时，提升水果的整体品质。在食品工业中应用这种天然物质，有助于推动食品可持续发展，为更环保的食品保鲜技术开辟新方向。对细菌红素保鲜潜力的持续研究，有望对食品保鲜策略产生深远影响，为保障全球粮食安全贡献重要力量。这一研究成果为解决水果保鲜难题提供了新的思路和方法，具有重要的理论和实践意义，为未来水果保鲜技术的发展奠定了坚实基础。
