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廣西大學(xué)林寶鳳教授團(tuán)隊 IJBM: 銅氨纖維的新應(yīng)用 - 原位合成 HKUST-1構(gòu)建殼聚糖季銨鹽活性包裝膜
2025-02-20  來源:高分子科技

  鮮切水果作為一種新鮮、易食和健康的產(chǎn)品受到消費(fèi)者的喜愛。然而,鮮切水果加工過程中的機(jī)械操作會損壞水果組織,使其更容易褐變、軟化和變質(zhì)。當(dāng)前使用抗壞血酸和亞硫酸鹽等傳統(tǒng)褐變劑保鮮,但抗壞血酸和亞硫酸鹽的使用存在一定的安全問題。肉桂醛(CIN)具有出色的抗氧化能力、廣泛的抗菌活性和較少的副作用被廣泛應(yīng)用于食品加工和保鮮中。然而,CIN 的不穩(wěn)定性和揮發(fā)性使得其在食品包裝領(lǐng)域受到了限制。普遍的解決方法是使用CIN 與天然聚合物進(jìn)行復(fù)合得到薄膜或涂層。不過,在薄膜或涂層中直接添加 CIN 往往會影響食物的口感因此,兼顧肉桂醛穩(wěn)定性、食物口感和降低鮮切水果的安全風(fēng)險,延長水果保質(zhì)期具有重要的意義。


  近日,林寶鳳教授團(tuán)隊成功制備了殼聚糖季銨鹽/銅氨纖維@HKUST-1/肉桂醛 (CCAHC) 包裝膜,以銅氨纖維(CA)為前驅(qū)體,通過原位生長法合成 HKUST-1CAH)并CIN進(jìn)行封裝,而后將其與殼聚糖季銨鹽 CQAS) 結(jié)合。實(shí)驗結(jié)果表明:基于銅氨纖維制備的 HKUST-1,一方面與 CQAS 具有良好的相容性,提高了薄膜的機(jī)械性能。另一方面,其多孔結(jié)構(gòu)還能包裹 CIN,顯著提高 CIN 的穩(wěn)定性(203 h)。此外,得益于 HKUST-1 中 CIN 和 Cu2+ 的持續(xù)釋放,CCAHC 薄膜不僅具有持久的抗菌活性(12 day,95%),可有效延長草莓的保質(zhì)期,而且還具有出色的抗氧化性(20 h,84%),可保持鮮切蘋果的良好外觀(14 h)。同時CCAHC 薄膜在溶液中具有很好的降解性,有望成為一種綠色包裝材料。因此,這項工作為設(shè)計 CIN 封裝和生物活性包裝膜的制備提供了新的見解。


  該工作以“In situ synthesis of HKUST-1 on copper-ammonia fiber for preparation of quaternary-ammonium chitosan based active packaging with sustained-release cinnamaldehyde”為題發(fā)表于《International journal of biological macromolecules》。論文的通訊作者為廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院林寶鳳教授,第一作者為2022級碩士研究生石宇燕。該研究得到國家自然科學(xué)基金(22175045)和廣西自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目(2021GXNSFDA220005)的資助。


 1. CAH  (a) FT-IR和 (b) XRD;復(fù)合薄膜的 (c) FT-IR和 (d) XRD;(e) CAH 和 (f) CCAHC SEM;CAH 中 (g1) C 1s、(h1) O 1s 和 (i1) Cu 2p 的高分辨率 XPS 光譜;CCAHC 中 (g2) C 1s、(h2) O 1s 和 (i2) Cu 2p 的高分辨率 XPS 光譜。


 2. (a) CCAHC 薄膜中的 CIN 釋放行為; (b-f) 負(fù)載 CIN 的 CCAHC薄膜的擬合回歸線。


 3(a) PE、CQAS、CCAH 和 CCAHC 薄膜的 ABTS (b) DPPH 自由基清除活性; (c) CCAHC 薄膜隨時間變化的 DPPH 自由基清除活性; (d) 復(fù)合薄膜在 200-800 nm的透射率; (e) CQASCCAH 和 CCAHC 薄膜的照片; (f) 復(fù)合薄膜的不透明度。


 4 (a) 復(fù)合薄膜 (: CQAS;: CCAH;: CCAHC) 對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌圈照片; (b) 復(fù)合薄膜的抑菌圈直徑; (c) 與樣品(對照組: CCAHC) 接觸后瓊脂平板上的存活菌照片; (d) 金黃色葡萄球菌和 (e) 大腸桿菌接種不同樣品后的生長曲線。


 5 (a) 復(fù)合薄膜對草莓的保鮮效果 (: CK; : PE; : CQAS; : CCAHC); (b) 重量損失; (c) pH ; (d) 硬度; (e) TSS。


 6.  (a) 儲存期間不同復(fù)合膜處理的鮮切蘋果照片; (b) Δa*和 (c) Δb*; (d) 褐變指數(shù)(BI)。


  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813025008918

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