近日，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所質量安全課題組在新型多糖基納米復合膜設計制備及樹莓和鮮切黃瓜品質保持方面取得新進展，相關研究成果以“Chitosan/kudzu-based packaging films synergistically reinforced by paeonol@ZIF-8 and Ag2CO3/Ag2O nano-heterojunctions for raspberry preservation”發(fā)表于《Food Packaging and Shelf Life》（IF: 10.6）。
丹皮酚（PAE），化學結構為2'-羥基-4'-甲氧基苯乙酮，是一種天然存在的有機化合物，存在于牡丹根皮、芍藥根、桑科桑葉等植物組織中。PAE具有多種生物活性，包括抗氧化、抗炎和抗菌活性。研究表明，丹皮酚對霉菌發(fā)育具有很強的抑制作用，其抗菌機制可能與細胞壁和膜破壞有關。PAE水溶性和生物利用度較差，需要對PAE進行封裝或功能修飾來提高其生物利用率。ZIF-8是一種具有金屬有機框架結構的材料，由過渡金屬鋅和有機配體咪唑啉組成，具有有序的孔隙結構和可調的化學性質。此外，ZIF-8可作為藥物載體，利用其多孔結構封裝藥物分子進行控緩釋。Ag2CO3/Ag2O納米異質結（AgH）是一種由兩種銀化合物組成的復合納米材料，異質結的形成可以增加其穩(wěn)定性，從而調節(jié)銀離子的釋放以發(fā)揮抗菌活性。將PAE負載于ZIF-8中，并結合AgH的殺菌特性，在多糖基膜中進行活性耦聯，可有效提高復合膜的保鮮性能和品質保持效果。
基于上述分析，本研究將PAE@ZIF-8和AgH分散在殼聚糖和葛根粉薄膜基質中，通過共混流延法制備了新型多糖基納米復合膜，利用SEM、EDS、zeta電位、FT-IR、XRD和XPS等手段對PAE@ZIF-8、AgH和納米復合薄膜的微觀結構和形成機理進行了表征；通過釋放實驗研究了PAE@ZIF-8在不同環(huán)境介質下的釋放行為和釋放模型，系統(tǒng)評價了薄膜的TGA、水接觸角、含水率、水蒸氣透過率、力學性能、抗紫外線和抗氧化性能；在抗菌保鮮方面，使用代表革蘭氏陰性菌的大腸桿菌和代表革蘭氏陽性菌的金黃色葡萄球菌測試薄膜的抗菌功效，并對樹莓和鮮切黃瓜進行了保鮮和品質保持測試。
結果表明，納米復合膜在酸性腐敗環(huán)境中具有pH響應性釋放特性，丹皮酚的釋放行為符合一級動力學模型；葛根粉的添加顯著改善了殼聚糖膜的形貌結構，PAE@ZIF-8、AgH兩種納米材料的加入增加了表面粗糙度，并在膜基體中均呈現良好分散狀態(tài)，復合膜的拉伸強度、斷裂伸長率、抗紫外線和抗氧化性能均有顯著提升；復合膜在常溫常濕條件下，可以保持樹莓和鮮切黃瓜5天內無明顯霉變和腐?。讳\離子和銀離子的遷移量符合歐盟食品安全法規(guī)定，復合膜具有較好的生物降解性和生物安全性，不影響種子的萌發(fā)和生長。本研究為設計研發(fā)多糖基納米復合膜提供了思路，也為開發(fā)園藝產品納米保鮮技術提供了新見解。
中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所為論文第一完成單位，蔬菜花卉所碩士研究生丁欣和博士生趙一明為共同第一作者，徐東輝研究員、王靜教授（質標所）和劉廣洋研究員為共同通訊作者。該研究依托于蔬菜生物育種全國重點實驗室、農業(yè)農村部蔬菜質量安全控制重點實驗室開展，獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家大宗蔬菜產業(yè)技術體系、北京市面上基金和中國農業(yè)科學院農業(yè)科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214289425001541
