无需农药？“闪烁的UV-C”让番石榴更持久的新技术

无需农药？“闪烁的UV-C”让番石榴更持久的新技术

在超市买的水果，不知不觉间布满了黑色斑点——本来应该可以美味享用，但由于外观或损坏而不愿伸手，最终只能扔掉。这样的“浪费”代表之一就是香气浓郁的热带水果“番石榴”。由于番石榴在流通中容易受到冲击且难以处理，容易受损，从而病原菌侵入，采收后容易扩散炭疽病。据估计，在发展中国家，总产量的20%至40%可能会因此损失。


黑色病斑的真相：炭疽病在“采收后”出现是个麻烦

炭疽病的麻烦之处在于，即使在田间不明显，采收后症状也容易迅速恶化。其原因是属于Colletotrichum gloeosporioides（胶孢炭疽菌）复合体的微生物群。它们在果皮上形成暗色病斑，迅速降低商品价值。病斑通常出现在表面，但也可能通过虫害、不当处理、运输中的机械损伤等造成的微小伤口到达果肉。


迄今为止的主角是“采收后的药剂”

对策的核心是采收后立即将果实浸入药液或喷雾的“采后农药”（主要是杀菌剂）。通常是干燥后冷藏保存。然而，化学药剂的残留和环境负担的担忧始终存在。巴西农业研究公司（EMBRAPA）的研究人员指出，采收后处理使用的化学物质可能对人类健康（尤其是儿童）和环境产生负面影响，并表示他们的目标是“无残留、保持食品完整性的清洁和可持续技术”。


于是登场：“闪烁”而非“连续”的UV-C

此次研究的核心在于，不是“连续照射”UV-C（用于杀菌的短波紫外线），而是“脉冲（周期性）”照射。换句话说，不是一直照射光，而是以一定周期开关照射。通过这种方式，旨在使病原菌失活，同时减少对果皮（表皮）的过度负担，并减少能量损失。


装置的巧思：用镜子和3根灯管减少“照射不均”

研究团队使用的处理装置是在圆柱形结构的内部配置镜面和3根UV-C杀菌灯。

  • 其中一根垂直于结构表面发光，形成“光的圆柱”

  • 另一根面向镜子配置，通过反射光照射番石榴

  • 第三根直接照射果实


通过这种组合，尽可能多地让果实表面接收UV-C，减少照射遗漏。据解释，吸收的辐射在表面转化为热量，从而导致微生物失活。


不仅仅是“杀菌”：激活果实的抵抗性

有趣的是，不仅仅是“杀菌”，还深入到了果实的防御反应。研究人员表示，通过调制UV-C可以精确控制光与果实的相互作用，减少光能损失，同时将对表皮的损害最小化。结果不仅抑制病原菌，还能“激活”果实自身的自然抵抗机制，延长保质期，同时保持质量。


效果因条件而异：调制的“频率”也是关键

外部数据库的摘要信息显示，炭疽病的控制依赖于调制（调制）的条件，某些设置（例如：0.99 kJ m−2／30 Hz）特别有效。也就是说，并不是“任何UV-C都可以”，而是“闪烁的方式”可能会影响效果和质量保持的平衡。如果考虑现场引入，针对果实的成熟度、品种、表面状态、处理吞吐量（每小时的处理量）等进行优化将变得重要。


尽管如此，目前仍是“实验室中的有望”：下一步是生产线验证

然而，成果仅在实验室环境中获得。下一步需要验证在实际生产设施的“现实条件”下是否有效，并使装置适应果实处理线。在实验室和现场之间，温湿度、附着的污垢、果实的个体差异、运输时的姿态等影响效果的因素会大幅增加。只有通过这些，技术才能进化为“可用手段”。


预期的影响：减少损失与“零残留”的平衡

如果现场引入推进，预期将很大。

  • 减少食品浪费：减少因黑色病斑而无法销售、无法食用、被丢弃的情况

  • 减少对农药的依赖：减少采收后的药剂处理次数，减轻残留和环境负担的担忧

  • 加强运输与出口：延长保质期适合长途流通和出口

  • 扩展到其他水果：预计也可应用于具有类似霉菌病害的水果


作为“清洁的物理处理”的UV-C早已为人所知，但此次的重点在于通过“调制（脉冲）”和“照射效率的设计”同时追求质量和抑制效果。


社交媒体的反应

  • “如果能在没有农药的情况下延长保质期，那就太好了。尤其是给孩子吃的水果，残留问题更令人担忧。”

  • “听到UV会有些不安，但如果是表面处理且无残留，反而可能更安心。”

  • “仅仅通过闪烁就能改变效果，真有趣。频率优化什么的很有工程学的感觉。”

  • “能否在现场引入？能否跟上处理线的速度是关键。”

  • “取决于成本。如果装置昂贵，最终可能只会成为大规模农场的技术。”

  • “如果能应用于番石榴以外的芒果或草莓等水果，那就太好了。”

  • “不仅仅是‘杀菌’，还能提高水果的抵抗性，这种想法有点未来感。”


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