PLOS ONE前沿研究：模拟微重力条件可高效保鲜芽菜类蔬菜

前言

新鲜蔬菜富含维生素、矿物质等微量营养素，是日常饮食中不可或缺的食材。但果蔬采后极易出现失水萎蔫、营养流失、腐坏变质等问题，全球果蔬采后损耗问题严峻，发达国家损耗率达 18%，发展中国家更是高达 46%。目前主流保鲜手段以冷藏、气调贮藏、气调包装、乙烯抑制剂、热处理为主，各有局限，行业仍亟需全新保鲜技术。

研究发现，重力会影响植物的蒸腾作用，高重力环境会加速植物水分流失，由此科研团队提出猜想：模拟微重力环境或可降低果蔬蒸腾速率、减少水分损耗，延长保鲜期。Gravite 重力控制器是一款可在地面实验室稳定构建模拟微重力环境的设备，依靠三维旋转使环境平均重力趋近于0 m/s²，此前已广泛应用于晶体均质化、干细胞、细胞代谢等领域，但该设备用于采后果蔬保鲜的相关研究尚属空白。

本研究以毛豆、绿豆芽、白萝卜芽三种芽菜类蔬菜为对象，利用 Gravite搭建模拟微重力贮藏环境，探究其保鲜效果与作用规律，同时也为长期太空驻留任务中的生鲜蔬菜供给提供技术参考。因此，Yoshio Makino等人在PLOS ONE杂志上发表了题为“Efficient preservation of sprouting vegetables under simulated microgravity conditions”的文章。

摘要

本研究依托Gravite重力控制器构建模拟微重力环境，验证该技术作为新型果蔬保鲜方式的实际效果。实验选取毛豆、绿豆芽、白萝卜芽三种蔬菜，统一置于温度25℃、相对湿度66% 的环境中贮藏，结合Gravite设备设置模拟微重力组（重力趋近 0 m/s²）与正常重力对照组（9.8 m/s²），贮藏时长分别为 9 天、6 天、5 天。结果显示：模拟微重力环境可显著延缓绿豆芽、白萝卜芽的质量流失，保持植株形态与饱满度，对毛豆则无明显保鲜效果；基于水分扩散数学模型分析证实，模拟微重力能够有效降低两类芽菜的质量衰减系数，抑制水分蒸腾流失。

研究证实，Gravite打造的模拟微重力环境是一种区别于传统手段的新型保鲜技术，对芽菜类生鲜蔬菜保鲜效果突出，不仅为地面果蔬贮藏开辟新方向，也能助力长期航天任务中的蔬菜保供。

结果

实验全程使用Gravite重力控制器实现模拟微重力条件：设备内外框架分别以 4 r/min、2 r/min 转速 360° 旋转，配合温湿度箱维持环境恒温 25℃、相对湿度 66%。经传感器实测，对照组正常重力为标准 9.8 m/s²，Gravite处理组环境重力稳定趋近于 0 m/s。

表观形态上，以贮藏6天的绿豆芽为例：正常重力组豆芽失水严重、形态干瘪，质量留存率仅5.5%；而 Gravite模拟微重力组的绿豆芽茎秆厚度保持良好，饱满度显著更优，质量留存率达到17.8%，直观体现出微重力环境对芽菜形态的保护作用。

蔬菜质量留存率发生了变化。

毛豆：整个9天贮藏周期内，模拟微重力组与正常重力组的质量留存率无显著差异，Gravite微重力环境无法延缓毛豆的质量损耗。

绿豆芽：贮藏第3天起，模拟微重力组质量留存率显著高于对照组，失水速率明显放缓。

白萝卜芽：保鲜效果起效更快，贮藏第1天开始，微重力组就展现出明显的保水优势。

整体来看，Gravite模拟微重力的保鲜作用具有品类局限性，仅对绿豆芽、白萝卜芽这类芽菜生效，对毛豆无效。双因素方差分析也验证，重力环境仅对两种芽菜的质量留存产生显著影响。

文章链接：https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0240809