摘要：研究人员通过使用可生物降解的微针向褪黑激素注入褪黑激素，开发了一种延长蔬菜的保质期的方法。...

当水果和蔬菜变坏之前，我们都会感到内gui。现在，MIT的研究人员和新加坡MIT研究与技术联盟（SMART）表明，他们可以使用可生物降解的微针向褪黑激素注入褪黑激素，从而延长收获植物的保质期。

这很重要，因为食物浪费的问题超出了我们的沙拉。收获后，世界中有30％以上的食物丢失了 - 足以养活超过10亿人。制冷是保存食物的最常见方法，但它需要世界上许多地区负担不起或无法获得的能源和基础设施。

研究人员认为，他们的系统可以提供冷藏的替代或补充。他们方法的核心是丝绸微针的斑块。微针可以通过植物的坚韧，蜡状的皮肤而不会引起压力反应，并将精确量的褪黑激素输送到植物的内组织中。

该研究的高级作者，麻省理工学院的民用和环境工程副教授，也是MIT气候项目的通配符任务主任Benedetto Marelli说：“这是我们第一次能够应用这些微针延长新鲜农作物的保质期。” “我们认为我们可以使用这项技术来提供可以调节或控制该植物的收获后生理学的东西。最终，我们研究了荷尔蒙，植物已经使用了褪黑激素来调节此类功能。我们浪费的食物可能会喂养约16亿人。即使在美国，这种方法也可以有一天扩展到健康食品。”

为了研究，它将出现在纳米字母，Marelli和Smart的研究人员将含有褪黑激素的微针的小斑点涂在绿叶蔬菜Pak Choy的底部。应用后，研究人员发现，褪黑激素能够在室温和冷藏10天的10天的时间将蔬菜的保质期延长四天，这可能会使更多的农作物在浪费之前就可以吸引消费者。

该研究的共同培训兼Temasek Life Sciiences Laboratoration的高级首席研究员Sarojam Rajani说：“收获后废物是一个巨大的问题。这个问题在非洲和东南亚各地的新兴市场中非常重要，那里生产了许多农作物，但在从农场到市场的旅程中无法维持。

植物灾难

多年来，Marelli的实验室一直在探索丝绸微针的使用，例如为农作物提供营养和监测植物健康。由丝纤维蛋白制成的微针是无毒的和可生物降解的，而Marelli的先前工作描述了对它们进行规模制造的方法。

为了测试微针延长食品保质期的能力，研究人员希望研究他们提供已知影响衰老过程的激素的能力。除了帮助人类睡眠外，褪黑激素也是许多植物中的天然激素，可以帮助它们调节生长和衰老。

Marelli说：“我们所提供的褪黑激素剂量是如此之低，以至于它被农作物完全代谢，因此它不会显着增加食物中通常存在的褪黑激素的量；我们不会比平常摄入更多的褪黑激素。” “我们之所以选择Pak Choy，是因为这是亚洲非常重要的农作物，也是因为Pak Choy非常腐烂。”

Pak Choy通常是通过从根系中切下绿叶植物的芽料，从而使芽基底易于使用，该植物可以轻松地进入将水和养分分散到植物的其余部分的血管束。为了开始他们的研究，研究人员首先使用其微针向碱中注入荧光染料，以确认脉管系统可以在整个植物中散布染料。

然后，研究人员比较了已喷涂或浸入褪黑激素的常规Pak Choy植物和植物的保质期，发现没有差异。

随着基线保质期的建立，研究人员用手将褪黑激素填充的微锥集的小斑点涂在Pak Choy植物的底部。然后，他们将经过处理的植物以及对照组存储在室温和制冷处的塑料盒中。

该团队通过监测植物的重量，视觉外观和叶绿素浓度来评估植物，叶绿素的绿色颜料随着植物的年龄而降低。

在室温下，未经处理的对照组的叶子在两三天内开始泛黄。到第四天，泛黄加速到可能无法出售植物。相比之下，用褪黑激素的丝绸微针处理的植物在第五天保持绿色，并且泛黄过程显着延迟。在室温下，经过处理的植物的体重减轻和叶绿素的减少也显着减慢。总体而言，研究人员估计，通过微针处理的植物保留了其可售的价值，直到第八天。

Marelli说：“我们清楚地看到我们可以在没有冷链的情况下改善帕克·乔伊的保质期。”

在大约40华氏度的冷藏条件下，植物泛黄的平均延迟约五天，经过处理的植物保持相对绿色，直到第25天。

“植物的分光光度计分析表明，经过处理的植物具有较高的抗氧化活性，而基因分析表明，褪黑激素在植物内部引发了保护性链反应，保留叶绿素并调节激素以减慢衰老，” Co-First作者莫妮卡·詹吉尔（Monika Jangir）说，” Co-first作者，前曾在Temasek Life sciences Sciences Sciences实验室的博士生。

“我们研究了褪黑激素的作用，并看到了植物被切割后的压力反应，因此它基本上减轻了植物的经历的压力，并延长了保质期的压力，”联合首先作者兼研究科学家Yangyang Han说，这是颠覆性且可持续的技术，用于农业精确研究（Distap Precision Precision Precision Distristiralifial Interdibiliary Research Group）。

朝向后保存

尽管与其他应用方法（如喷洒或浸泡作物）相比，微针可以使浪费最小化，但研究人员说，需要进行更多的工作才能大规模部署微针。例如，尽管研究人员在本实验中手工应用了微针贴片，但将来可以使用拖拉机，自主无人机和其他农业设备应用贴片。

Marelli解释说：“要广泛采用这一点，我们需要达到性能与成本阈值，以证明其使用是合理的。” “这种方法需要变得足够便宜，以便定期使用农民。”

展望未来，研究小组计划使用其微针递送技术研究各种荷尔蒙对不同作物的影响。该团队认为该技术应与各种产品一起使用。

Marelli说：“我们将继续分析如何增加这种对农作物的价值和质量产生的影响。” “例如，这是否可以让我们调节作物的营养价值，如何形状，质地等？我们还将继续研究扩展技术，以便在现场可以使用。”

这项工作得到了新加坡-SIT研究与技术联盟（SMART）和新加坡国家研究基金会的支持。