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西南大學(xué)張永強(qiáng)、黃進(jìn)、甘霖 Carbohyd. Polym.: 基于氣體阻隔的天然源活性物質(zhì)納米水果保鮮材料方向取得進(jìn)展
2023-08-27  來(lái)源：高分子科技

  芒果在采摘后仍會(huì)進(jìn)行快速的生理代謝，導(dǎo)致水分流失、淀粉轉(zhuǎn)化為糖、質(zhì)地軟化，同時(shí)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)也易受到病原菌的感染而腐敗變質(zhì)，造成大量的浪費(fèi)和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，限制了芒果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。氣體阻隔涂層作為一種芒果保鮮劑，能夠有效減緩芒果采摘后的生理代謝功能和防止病原菌侵入，維持其原有的外觀和香氣及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。基于目前綠色、安全、健康的理念和材料復(fù)合技術(shù)，眾多研究者研發(fā)出殼聚糖基、生物蠟基和淀粉基涂層等生物基芒果保鮮劑，尤其以殼聚糖（CS）基涂層的成膜性能突出而被廣泛應(yīng)用。然而，CS基涂層存在阻隔效能較低以及防感染功能不佳等問(wèn)題，這主要是由基材固有的阻隔缺陷以及所衍生復(fù)合材料內(nèi)部出現(xiàn)的組分不協(xié)同適配導(dǎo)致的。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種氣體阻隔性增強(qiáng)、病原菌防治功能強(qiáng)化的芒果保鮮劑。



  西南大學(xué)軟物質(zhì)材料化學(xué)與功能制造重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室果品天然保鮮團(tuán)隊(duì)以成膜特性?xún)?yōu)異但氣體阻隔性不佳的CS材料為基底，利用纖維素納米晶（CNC）的一維棒狀結(jié)構(gòu)、高長(zhǎng)徑比、高機(jī)械強(qiáng)度和生物基來(lái)源等特性，用于提升CS涂層材料的氣體阻隔性和機(jī)械性能，同時(shí)引入抗菌活性的天然源活性成分丁香精油（CEO）賦予CS涂層材料優(yōu)異的抗菌性能，構(gòu)建具有高效氣體阻隔性的芒果保鮮劑復(fù)合涂層（CS/CEO/CNC）。探究了復(fù)合涂層溶液對(duì)芒果致病菌的抑制效果，CS/CEO/CNC對(duì)該致病菌具有良好的抑制作用，抑制效果接近100%。 


圖1 保鮮劑復(fù)合涂層的透射電鏡照片 (a, d: CNC 和 CS/CEO/CNC 顆粒) 以及顆粒的長(zhǎng)度和直徑 (b-c: CNC; e-f: CS/CEO/CNC) 


圖2 保鮮劑復(fù)合涂層的掃描電鏡照片 (a: 芒果皮; b: CS/CEO復(fù)合材料作為涂層；c-e：CS/CEO/CNC復(fù)合材料作為涂層) 


圖3 CNC、CS/CEO和CS/CEO/CNC-0.10、0.20、0.30（a）的XRD圖譜。CS、CEO、CNC、CS-CEO和CS-CEO/CNC-0.10,0.20,0.30（b）的FTIR光譜。CS、CNCs和CEO之間的相互作用（c） 


圖4 芒果在25±1°C下貯藏15天期間的代表性照片 


圖5基于rDNA-ITS序列的芒果炭疽病菌系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)（a）和保鮮涂層的抗菌活性（b. 抑菌圈照片；c. CS、CS/CEO、CS/CEO/CNC-0.10, 0.20, 0.30樣品的抑菌率）


  該研究近期以“Gas barrier coating based on cellulose nanocrystals and its preservation effects on mango”為題發(fā)表在Carbohydrate Polymers期刊，西南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院研究生李明霞為第一作者，西南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、軟物質(zhì)材料化學(xué)與功能制造重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室甘霖副教授，黃進(jìn)教授和植物保護(hù)學(xué)院張永強(qiáng)副教授為通訊作者。該成果獲得北海市科學(xué)技術(shù)局(202082026)和重慶市特色效益糧油產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的資助。


  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121317

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（責(zé)任編輯：xu）
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