石墨烯量子点(GQDs)抑制Alternaria alternate和Botrytis cinerea的效应及其在草莓保鲜中的潜在应用

针对水果采后真菌污染导致的巨大经济损失问题，新疆大学生命科学与技术学院团队创新性地开发了具有高效广谱抑菌特性的石墨烯量子点(GQDs)@海藻酸钠(SA)复合涂层。研究发现2 mg/mL GQDs对Alternaria alternate和Botrytis cinerea的抑制率分别达80.23%和82.61%，通过破坏细胞膜完整性实现抑菌。该涂层可显著降低草莓表面腐败菌属丰度，维持果实品质指标，为果蔬绿色保鲜提供了新策略。

　　

水果在采后流通过程中面临的最大威胁之一是真菌污染，这不仅造成巨大的经济损失，还威胁消费者健康。传统化学杀菌剂虽然有效，但耐药性和残留问题日益突出；物理保鲜技术如低温处理则存在能耗高、成本大的缺陷。草莓作为典型易腐水果，其工业化发展严重受限于采后腐败问题。面对这些挑战，新疆大学生命科学与技术学院、新疆生物资源与基因工程重点实验室的研究团队将目光投向了一种新型纳米材料——石墨烯量子点(GQDs)。这项发表在《Journal of Functional Foods》的研究，揭示了GQDs在果蔬保鲜领域的突破性应用价值。

研究人员采用化学氧化法制备GQDs，通过原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征其特性；利用扫描电镜(SEM)观察真菌形态变化；测定碱性磷酸酶(AKP)活性、丙二醛(MDA)含量等指标解析抑菌机制；开发GQDs@SA复合涂层，结合高通量测序技术分析草莓表面微生物群落变化，系统评估其对果实品质参数的影响。

研究结果部分，3.1节显示制备的GQDs具有1.5 nm单层厚度，表面富含-COOH和-OH等活性基团。3.2节证实GQDs对Alternaria alternate和Botrytis cinerea的抑制率分别达80.23%和82.61%，呈现剂量依赖性。3.3节通过SEM观察到GQDs导致菌丝体断裂、内容物泄漏，AKP活性最高提升11.81倍，MDA含量显著增加，证实膜损伤是主要抑菌机制。3.4节显示GQDs_0.5@SA涂层使草莓贮藏10天后的失重率降至8.08%，维生素C(Vc)和可溶性固形物(TSS)保持率显著优于对照组。3.5节高通量测序发现涂层处理组的Pseudomonas、Botrytis等腐败菌属相对丰度明显降低。

这项研究创新性地将GQDs抗菌特性与SA成膜性能相结合，系统阐明了GQDs通过破坏细胞膜结构实现抑菌的分子机制。GQDs@SA涂层不仅能有效抑制腐败微生物生长，还能维持草莓采后品质，为解决果蔬保鲜领域的关键技术难题提供了新思路。该成果的突出价值在于：首次证实GQDs对果蔬主要致病真菌的抑制效果；创建了安全可降解的纳米复合保鲜体系；通过微生物组学揭示了涂层调控表面菌群的机制。这种绿色保鲜技术有望替代传统化学处理方法，推动果蔬采后产业的可持续发展。