酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑在荔枝保鮮中的研究

摘 要：目的：以酒糟醇溶蛋白為基本成分制備一種納米復合涂膜劑，并檢測其對荔枝的保鮮效果。

方法：從酒糟中提取醇溶蛋白，添加納米涂膜載劑（納米氧化鋅、甘油、聚乙二醇-4000、羥丙基甲基纖維素、抗壞血酸、2-羥基丙酸和70%乙醇水溶液）制備納米復合涂膜。分別使用純水、涂膜載劑、復合涂膜劑處理荔枝，觀察保留枝柄荔枝、去除枝柄荔枝在常溫下的保存情況，以荔枝外觀變化、壞果率、失重率、維生素C含量、可溶性固體物含量以及可滴定酸含量為指標評價保鮮性能。結果：復合涂膜組在荔枝保鮮中的表現顯著優于其他組別。外觀方面，去柄荔枝貯藏第3天時復合涂膜組果肉正常，第5天僅失水皺縮，而純水組和載劑組出現腐爛霉變；留柄荔枝貯藏第15天時復合涂膜組僅表皮褐變，純水組已霉變。壞果率方面，貯藏15 d時，復合涂膜組去柄/留柄荔枝的壞果率（50%/30%）顯著低于涂膜載劑組（90%/50%）和純水組（100%/90%）。失重率方面，復合涂膜組失重率始終最低。營養成分方面，在儲藏第8天時，留柄荔枝復合涂膜組維生素C（6.92 mg/100 g）、可溶性固形物（12.05%）和可滴定酸（0.107%）含量均高于載劑組和純水組，品質更優。結論：酒糟醇溶蛋白復合涂膜劑可顯著延長荔枝保鮮期，降低壞果率（與純水組相比），有效抑制失重，并延緩維生素C等關鍵營養指標的降解。表明添加酒糟醇溶蛋白可顯著提升荔枝保鮮性能。

關鍵詞：酒糟；醇溶蛋白；納米涂膜；荔枝；保鮮

Abstract： Objective： To prepare a nano composite coating agent based on prolamin from distiller’s grains and test its preservation effect on lychee. Method： Extracting prolamin from distiller’s grains and adding nano coating carrier （nano ZnO， glycerol， PEG-4000， hydroxypropyl methylcellulose， vitamin C， L（+）-lactic acid， 70% ethanol solution） to prepare nano composite coating. Treat lychee with pure water， coating carrier， and composite coating agent respectively， observe the room temperature storage of lychee with retained stem and removed stem over time， and evaluate the preservation performance based on the appearance changes， fruit failure rate， weight loss rate， vitamin C content， soluble solid content， and titratable acid content of lychee. Result： The performance of the composite coating group in litchi preservation was significantly better than that of other groups. In terms of appearance， the pulp of the composite coating group was normal on the 3rd day of storage， and only the water loss shrank on the 5th day， while the pure water group and the carrier group showed rot and mildew. On the 15th day of storage， only the epidermis was browned in the composite coating group， and the control group was mildewed. In terms of fruit failure rate， the fruit failure rate of lychee with stalk/stalk retention in the composite coating group （50%/30%） was significantly lower than that in the coating carrier group （90%/50%） and pure water group （100%/90%） after 15 days of storage. In terms of weight loss rate， the weight loss rate of the composite coating film group was always the lowest. In terms of nutrients， the contents of vitamin C （6.92 mg/100 g）， soluble solids （12.05%） and titratable acid （0.107%） were significantly higher than those in the control group on the 8th day of storage， and the quality was better. Conclusion： Distiller’s grains gliadin composite coating can significantly prolong the shelf life of lychee， reduce the rate of bad fruit （compared with the pure water group）， effectively inhibit weight loss， and delay the degradation of key nutritional indicators such as vitamin C. The results showed that the addition of distiller’s grains gliadin could significantly improve the preservation performance of lychee.

酒糟是釀酒過程中谷物經酵母發酵后產生的廢棄物，又叫丟糟，是釀酒行業最大的副產物[1]。我國每年可產生2 000萬～3 000萬t丟糟，這些酒糟一般用作肥料、燃料或豬飼料等，附加值低[2]，對環境可能造成污染。如何合理利用酒糟資源，提升其附加價值，是全國酒企業面臨的難題。醇溶蛋白是植物種子中的一種儲藏蛋白，廣泛存在于多種禾本科植物種子的胚乳中，是谷物發芽生長的營養物質。研究顯示，醇溶蛋白在高粱和小麥中含量豐富，其在高粱蛋白中的占比約為65%[3]，在小麥蛋白中的占比約為60%[4]。在白酒釀造發酵和蒸餾過程中，谷物中的糖分轉變為酒精和二氧化碳，蛋白質則殘留在酒糟中[5]。研究表明，醇溶蛋白二級結構主要為α-螺旋，具有較高的疏水性、耐熱性、耐酸性、成膜性以及自組裝性[6]。此外，醇溶蛋白因來源于植物，綠色安全，具有可持續性，是食品保鮮領域理想的材料成分之一。

荔枝是亞熱帶特有的水果，我國是世界最大的荔枝生產國，占全球荔枝總產量的70%以上[7]。荔枝果肉甜美，且富含有機酸、維生素C、礦物質等多種營養物質，具有健脾開胃和消腫解毒的功效，深受消費者喜愛[8]。然而，荔枝果實成熟期正值高溫季節，采摘后常溫下壽命不足3 d，主要表現為果皮快速褐變和霉爛，是最難以貯藏的水果之一，其短暫的貨架期成為遠銷和出口的瓶頸[9]。因此，研制綠色安全的荔枝保鮮劑對于荔枝產業的發展具有重要意義。目前，荔枝的貯藏保鮮方法有涂膜保鮮、氣調保鮮、輻射保鮮以及低溫貯藏保鮮[10]，但尚未見將酒糟醇溶蛋白復合涂膜材料應用于荔枝果實采后保鮮的研究報道。

近年來，納米涂膜技術在食品保鮮領域得到了廣泛關注。納米涂膜由于其特殊的微觀結構和特性，具有許多顯著的優點，如抗菌活性、抗氧化性能等[11]，能夠抑制微生物的生長，從而降低水果腐爛和質地變化，有助于保持水果中的營養成分。目前，納米涂膜技術已被成功應用于食品保鮮領域，如甘春梅等[12]研究CaO2納米顆粒復合涂膜對荔枝保鮮的效果，發現該涂層可有效延緩荔枝果實的衰老。趙璐玲等[13]研制了納米SiO2/聚偏二氯乙烯復合涂膜，發現其能夠很好地維持溏心蛋的色香味。

本研究以白酒酒糟醇溶蛋白為基本成分，添加由納米氧化鋅、甘油、聚乙二醇-4000（Macrogol-4000，PEG-4000）、羥丙基甲基纖維素（Hydroxypropyl Methylcellulose，HPMC）、抗壞血酸（Vitamin C，VC）、2-羥基丙酸[L（+）-Lactic Acid，LA]、70%乙醇水溶液配制而成的納米涂膜載劑，將酒糟醇溶蛋白開發為水果涂膜保鮮劑應用于荔枝常溫保鮮。納米氧化鋅具有良好的抗菌性和光催化性能，能夠有效抑制微生物生長；甘油可作為增塑劑，能夠提高涂膜的柔韌性和附著力，防止涂膜開裂；PEG-4000作為成膜助劑，能夠提高涂膜的均勻性和穩定性；HPMC作為增稠劑，能夠提高涂膜的黏度和成膜性；VC作為抗氧化劑，能夠延緩水果的氧化褐變；LA作為pH值調節劑，能夠維持涂膜的穩定性；70%乙醇水溶液作為溶劑，能夠溶解醇溶蛋白和其他成分，形成均勻的涂膜液。通過分析荔枝外觀、壞果率和失重率指標在貯藏期間的變化，評價酒糟醇溶蛋白復合涂膜對荔枝的保鮮性能，以期為白酒酒糟資源再利用提供一種可行的方案，也為荔枝的采后貯藏提供新的技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮荔枝：品種為“大紅袍”，產地為四川省瀘州市合江縣；白酒酒糟：濃香型白酒丟糟，瀘州老窖提供；甘油、聚乙二醇-4000、抗壞血酸、L-乳酸、羥丙基甲基纖維素、氫氧化鈉、鹽酸：分析純，上海麥克林生化科技股份有限公司；無水乙醇：生工生物工程（上海）股份有限公司；納米氧化鋅（≤100 nm）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器與設備

Avanti J-26XP高速離心機，美國Beckman公司；HGK-55全自動凱氏定氮儀，上海赫冠有限公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋，上海將來實驗設備有限公司；KQ-250B超聲清洗儀，上海蟻霖科學儀器有限公司；HS-DHG電熱鼓風干燥箱，上海和晟儀器科技有限公司；Millipore-Q超純水系統，美國Millipore公司；XL-02A多功能粉碎機，長沙旭眾機械設備有限公司；PHSJ-3F型實驗室pH計，上海儀分科學儀器有限公司；FA1004N分析天平，上海奧豪斯儀器有限公司；冷凍干燥機，美國LABCONCO公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 酒糟前處理

白酒酒糟原料為潮濕、40 ℃左右的濕酒糟，需將酒糟翻曬晾干，于電熱鼓風干燥箱中烘干至恒重。用1～4目的篩網篩除糠殼，再用粉碎機粉碎1～3次。

1.3.2 酒糟醇溶蛋白的提取

為提取到純度較高的蛋白質，先對酒糟粉進行脫脂脫色處理：向酒糟粉中以料液比1∶10（g∶mL）的比例加入無水乙醇，超聲輔助（250 W、50 ℃）浸提1 h后抽濾，保留濾餅。參照WANG等[14]的方法并稍作修改，按料液比1∶10（g∶mL）的比例向濾餅中加入70%乙醇水溶液，調節pH值至10.0，超聲輔助（250 W、50 ℃）浸提1 h后離心（5 000 r·min-1，15 min），保留上清液。用20%鹽酸溶液調節pH值至3.0，轉移至旋蒸瓶中，于78 ℃條件進行旋轉蒸發，將所得沉淀水洗并干燥，即得酒糟醇溶蛋白。

1.3.3 酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑的制備

參照TAYLOR等[15]的方法并稍作修改。各成分的用量均由前期預實驗結果確定。準確稱取1 g納米ZnO、1 g L-乳酸、1 g VC、3 g甘油、5 g PEG-4000和5 g HPMC，在50 ℃條件下緩慢加入100 mL 70%乙醇水溶液，勻速攪拌15 min直至溶液質地均勻分散，即制得納米復合涂膜載劑。準確稱取3 g酒糟醇溶蛋白粉末加入上述涂膜載劑中，繼續勻速攪拌15 min后，即制得酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑。

1.3.4 荔枝涂膜處理

（1）挑選30個外觀相似、大小均一、無褐斑、無病蟲害、表皮無破損的新鮮荔枝，保留枝柄，用蒸餾水洗凈后隨機分為3組，每組10個。隨機選取1組荔枝在酒糟醇溶蛋白涂膜劑中浸沒5 s后拿出，使涂膜液均勻覆蓋于荔枝表面，標記為EG1組，將荔枝放置于托盤中，碼放整齊，在室溫條件下貯藏15 d，并進行外觀觀察及壞果率、失重率測定。另外兩組采用相同方法分別使用涂膜載劑、純水進行浸沒處理，標記為CG1組、BG1組。

（2）另取上述所述標準荔枝30個，去除枝柄，裸露果肉（即破壞荔枝表皮完整性），重復上述實驗，相應處理組記為EG2組、CG2組、BG2組。

（3）另取上述所述標準的荔枝30個，保留枝柄，用蒸餾水洗凈后隨機分為3組，每組10個，處理方法同EG1組、CG1組、BG1組荔枝，在室溫條件下貯藏8 d，每隔兩天從每組荔枝中隨機選取2個荔枝進行維生素C含量、可溶性固體物含量及可滴定酸含量的測定。

1.3.5 失重率測定

采用稱重法測定荔枝的失重率。從第1天開始，每隔1 d對去柄組荔枝計重1次；從第0天開始，每隔2 d對留柄組荔枝計重1次，并按公式（1）計算荔枝的失重率。

失重率=（W0-W1）/W0×100%（1）

式中：W0為荔枝的初始質量，g；W1為稱重當天荔枝的質量，g。

1.3.6 壞果率的測定

荔枝果實在貯藏期間出現霉爛以及散發酸臭氣味時記為壞果。從第0天開始，每天統計去柄組荔枝壞果數；從第1天開始，每隔1 d統計留柄組荔枝壞果數，計算荔枝的壞果率。

壞果率=（壞果個數/荔枝數量）×100%（2）

1.3.7 果肉維生素C含量的測定

參照《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》（GB 5009.86—2016）進行果肉維生素C含量測定。

1.3.8 可溶性固體物測定

參照《柑橘鮮果檢驗方法》（GB/T 8210—2011）進行可溶性固體物（Total Suspended Solid，TSS）測定。

1.3.9 可滴定酸測定

參照《柑橘鮮果檢驗方法》（GB/T 8210-2011）進行可滴定酸（Titratable Acid，TA）測定。

1.4 數據處理

使用Excel、GraphPad Prism等軟件分析數據、制圖。測定結果以“平均數±標準差”表示，P＜0.05為顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 荔枝外觀變化

將不同處理組荔枝在25 ℃條件下貯藏并記錄期間荔枝的整體外觀，外觀變化見圖1所示。可以看出，貯藏0 d時，各組荔枝果實飽滿，表皮紅潤，無明顯差別。貯藏第3天，BG2組（去柄純水組）部分荔枝枝柄處出現腐爛、散發酸臭氣味現象；EG2組（去柄復合涂膜劑組）荔枝枝柄處果肉正常，無異味產生。貯藏第5天時，BG2組（去柄純水組）荔枝枝柄處出現大面積霉菌侵染，果肉已腐爛；EG2組（去柄復合涂膜劑組）荔枝枝柄處果肉正常無異味產生，僅果肉表皮失水皺縮。此外，在貯藏期間，BG2組有果蠅產生，而EG2組則無此現象。貯藏第15天時，BG1組（留柄純水組）大部分荔枝長滿霉菌，EG1組（留柄復合涂膜劑組）大部分荔枝僅發生表皮褐變。以上結果說明酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效抑制荔枝果實的腐爛和霉菌生長，延緩果實的褐變和失水。這可能是因為醇溶蛋白具有一定的成膜性和抗菌性，能夠在荔枝表面形成一層致密的保護膜，隔絕空氣和微生物的侵入，從而延緩果實的衰老和腐爛。在記錄期間，CG組（載劑組）的荔枝霉變時間介于EG組和BG組之間；與EG組和BG組相比，CG組的外觀變化不明顯，因此不再詳細描述及展示圖片。

2.2 荔枝失重率變化情況

荔枝果實在采摘后仍會進行呼吸和蒸騰作用，果實水分減少和干物質消耗將導致自身重量下降。貯藏期間各組荔枝果實失重率變化如圖2所示，不同組別的荔枝失重率均呈上升趨勢，但失重率始終表現為EG組＜CG組＜BG組。在第5天時，EG2組果實失重率為6.33%±0.36%，低于CG2組（P=0.006），且顯著低于BG2組（P＜0.000 1）。在第15天時，EG1組果實失重率為12.18%±0.39%，顯著低于BG1組（P＜0.01）。以上結果說明，與純水處理相比，經酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑及納米涂膜載劑涂膜保鮮后，荔枝果實的質量下降速率明顯減緩。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效減緩荔枝果實的失重速率，這可能是由于涂膜劑在荔枝表面形成了一層保護膜，減少了水分的蒸發和果實的呼吸作用，從而延緩了果實的失重。

2.3 荔枝壞果率

貯藏期間各組荔枝果實壞果率變化情況見圖3。隨著貯藏時間的延長，EG組、CG組和BG組荔枝的壞果率均呈上升趨勢；在整個貯藏期間，不同處理組的壞果率表現為EG組＜CG組＜BG。在貯藏第5天時，BG2組的壞果率達到100%，EG2組為50%，二者間差距較大，CG2組壞果率為90%，介于兩者之間；在貯藏第15天時，BG1組的壞果率達到90%，EG1組則為30%，二者間的差距同樣較大，而CG1組壞果率為50%，介于兩者間。與純水相比，經酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑及納米涂膜載劑涂膜處理后，荔枝的壞果率明顯降低。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠明顯降低荔枝的壞果率，這可能是由于涂膜劑中的納米氧化鋅和醇溶蛋白具有抗菌性，能夠抑制微生物的生長，從而延緩果實的腐爛。

2.4 維生素C含量的變化

荔枝中含有豐富的維生素C，維生素C是一種水溶性物質，對熱、光和氧氣敏感，同時作為果實生理生化的反應底物，其隨著荔枝貯藏時間的延長會被逐漸消耗。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實維生素C含量的變化情況見圖4。可以看出，貯藏期內各組荔枝果實的維生素C含量均呈下降趨勢，但下降速率始終表現為EG1組＜CG1組＜BG1組。貯藏第8天時EG1組果實維生素C含量為（6.92±0.56）mg/100 g，顯著高于CG1組[（4.67±0.74）mg/100 g]和BG1組[（2.07±0.31）mg/100 g]，且差異均有統計學意義。以上結果說明，與純水處理相比，經酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑處理后的荔枝果實中維生素C含量下降速率明顯降低，表明荔枝果實衰老進程得到減緩。這可能是由于涂膜劑中的抗壞血酸具有抗氧化性，能夠延緩維生素C的氧化分解，從而保持荔枝的營養價值。

2.5 TSS含量的變化

TSS是指果實中能夠溶解于水的各種化合物，如糖分、酸類、維生素和礦物質等，主要用于判斷水果的甜度。隨著荔枝果實的成熟，TSS含量可能會有所增加，但在荔枝果實衰老階段，果實自身的營養物質會因呼吸作用不斷被消耗，TSS含量將呈下降趨勢。因此，TSS值能夠間接反映荔枝果實的成熟度。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實的TSS含量變化見圖5。貯藏期內各組荔枝果實的可溶性固體物含量均呈下降趨勢，但下降速率始終表現為EG1組＜CG1組＜BG1組。貯藏第8天時EG1組果實可溶性固體物含量為12.05%±0.21%，高于CG1組（11.91%±0.78%）和BG1組（6.17%±0.28%），差異均有統計學意義。以上結果說明，與純水處理相比，經酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑處理的荔枝果實可溶性固體物含量的下降速率明顯減緩，表明荔枝果實衰老進程得到減緩。這可能是由于涂膜劑中的甘油和聚乙二醇-4000能夠保持果實的水分，減少營養物質的流失，從而延緩果實的衰老。

2.6 TA含量的變化

可滴定酸，即果實中酸性物質的含量。當果實酸度過高，則可能表示水果未成熟，而酸度偏低時意味著水果可能更加成熟。同樣地，隨著荔枝貯藏時間的延長，其自身的呼吸作用會使TA含量逐漸下降，通過測量荔枝的TA含量，能夠間接衡量荔枝果實的成熟度。貯藏期間保留枝柄的荔枝果實TA含量變化見圖6。貯藏期內各組荔枝果實的可滴定酸含量均呈下降趨勢，但下降速率始終表現為EG1組＜C1G組＜BG1組。貯藏第8天時EG1組果實可滴定酸含量為0.107%±0.011%，高于BG1組（0.053%±0.004%，差異有統計學意義；但與CG1組相比，差異無統計學意義。以上結果說明，與純水處理相比，經酒糟醇溶蛋白納米復合涂膜劑涂膜保鮮后，荔枝果實的可溶性固體物含量下降速率明顯減緩，表明荔枝果實衰老進程得到延緩。酒糟醇溶蛋白納米涂膜劑能夠有效延緩荔枝果實中可滴定酸的降解，這可能是由于涂膜劑中的2-羥基丙酸能夠調節果實的pH值，保持果實的酸度，從而延緩果實的衰老。

3 結論與討論

本研究從濃香型白酒釀酒丟糟中提取醇溶蛋白，制備了酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑，并將其應用于荔枝保鮮中。經過酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑處理后，荔枝果實的失重率、壞果率以及各項生化指標相較于BG組（純水處理）有了大幅改善。比較CG組（納米涂膜載劑處理）和BG組荔枝可知，納米涂膜載劑也能對荔枝果實的衰老起到延緩作用，但其保鮮性能不如添加酒糟醇溶蛋白后的納米涂膜載劑。

截至目前，已有關于荔枝復合涂膜保鮮劑的研究報道。例如，劉括等[16]將氧化石墨烯和殼聚糖復合，該復合涂膜劑的保鮮性能優于單一的殼聚糖和蒸餾水涂膜。納米涂膜由于其特殊的微觀結構和特性，具有許多優點，已成為食品科技領域的研究熱點。納米ZnO是一種新型功能性納米材料，其比表面積大、穩定性高，制備方法簡單，且價格低廉，具有良好的光催化、光化學性，能殺菌抗病毒，并且對人體無害[17]，因此本研究以納米ZnO為基本成分制備納米涂膜載劑。

研究顯示，玉米醇溶蛋白中疏水性氨基酸和含硫氨基酸含量較高，憑借豐富的疏水鍵和二硫鍵可形成致密均勻的薄膜，這種薄膜具有隔離氧氣、水蒸氣，防止水分流失，耐熱耐油等優良特性[18]，在食品和非食品領域得到了廣泛應用。本研究中的酒糟醇溶蛋白來源于高粱，本質上是高粱醇溶蛋白經糖化發酵后的產物，其與玉米醇溶蛋白在結構組成和物理特性上具有高度相似性[19]。目前，醇溶蛋白的研究主要以玉米醇溶蛋白為主，并已在食品涂層及薄膜開發領域得到了廣泛研究與應用。例如，CHO等[20]利用玉米醇溶蛋白和大豆蛋白制備了一種雙層復合膜，這種膜具有強大的阻氧性能，能有效減緩橄欖油的氧化和酸敗；ALI等[21]制備了玉米醇溶蛋白納米粒包裹的姜黃精油明膠活性包裝膜，并將其應用于雞肉保鮮中，延長了雞肉的貨架期；劉新新等[22]將海藻酸鈉與玉米醇溶蛋白結合，制成了一種食品復合包裝膜，該復合膜具有優良的拉伸性能和抗菌效果。

目前將酒糟醇溶蛋白開發為水果保鮮涂膜的研究相對較少，但已有的研究也都取得了不錯的效果。祖未希等[23]將酒糟醇溶蛋白與殼聚糖復合制備出復合涂膜液，在巨峰葡萄的保鮮實驗中顯示，白酒糟醇溶蛋白復合涂膜能降低葡萄壞果率和失重率，明顯延長巨峰葡萄的貯藏期，這與本文研究結果相類似。侯夢媛[24]研制了一種簡易酒糟醇溶蛋白保鮮涂層，其在楊梅保鮮中也得出了相似的結論。

綜上，本研究驗證了酒糟醇溶蛋白應用于水果涂膜保鮮上的開發潛力。酒糟醇溶蛋白納米涂膜保鮮劑能夠附著在荔枝表面上，可形成一層均勻且致密的薄膜，該薄膜能在一定程度上隔絕空氣，從而抑制荔枝果實水分的散失，降低荔枝失重率。同時，醇溶蛋白所具有的抑菌性也能抑制微生物在荔枝表皮的生長，推遲果實腐爛霉變的時間，從而使壞果率降低。

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基金項目：瀘州市“酒城英才·科技創新團隊”；瀘州市重點研發項目（2022-SYF-32）；濃香型白酒固態發酵丟糟資源化利用項目（NJGS-2023000587）。

作者簡介：秦輝（1978—），男，山東臨沂人，博士，正高級工程師。研究方向：釀酒科研技術。

通信作者：鄭小莉（1977—），女，四川廣元人，博士，教授。研究方向：醇溶蛋白在食品領域的應用。E-mail： 2154795763@qq.com。