中国研究人员开发出可让葡萄保鲜更久的可降解薄膜

中国研究人员报告了一种用于葡萄保鲜的新型可降解薄膜，该薄膜将壳聚糖和马铃薯淀粉与抗坏血酸钙以及金核银壳纳米颗粒结合在一起。研究人员称，与该材料的标准版本相比，这一配方提高了强度、耐水性和抗菌性能。

这项研究于周二发表在 npj Science of Food 上，作者来自中国农业科学院、北京工商大学、西南大学及其他相关研究中心。研究团队表示，这项工作针对食品包装研究中的一个常见问题：许多基于壳聚糖的薄膜在实验室中表现出潜力，但在稳定性、抗菌作用和长期保鲜方面仍不尽如人意。

该薄膜采用作者所称的一锅法制备。在这一设计中，抗坏血酸钙发挥两种作用。它既作为离子交联剂帮助材料保持结构，也提供抗氧化和抗菌活性。嵌入其中的 Au@Ag 纳米颗粒则用于进一步增强薄膜的功能特性。

据论文介绍，改性薄膜的拉伸强度高于基础壳聚糖-马铃薯淀粉薄膜，从 7.58 MPa 提升至 8.76 MPa。其水蒸气透过率从 0.312 降至 0.271 g·m−2·h−1，表明其对水分传递的阻隔能力更强。研究人员还报告称，该薄膜具有较高的耐水稳定性，并可阻挡约99%的紫外线。

研究团队使用 ABTS 和 DPPH 自由基清除测定评估抗氧化活性，并表示这种复合薄膜的表现优于对照壳聚糖-淀粉薄膜。在抗菌测试中，该材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率均达到100%，这两种细菌常用于评估食品安全材料。

实际测试聚焦于葡萄，这是一种采后极易腐烂、在储存和运输过程中容易失水、滋生微生物并发生表皮损伤的水果。研究人员表示，由于其较低的水接触角，这种新薄膜能很好地附着在葡萄表面，从而增加直接接触并增强抗菌作用。在这些保鲜试验中，使用新型复合薄膜包裹的葡萄比采用商业聚乙烯包装的葡萄保鲜时间更长。

论文将这种材料视为石油基塑料包装的一种潜在替代品。作者还表示，该材料具有良好的生物安全性，并且可以在土壤中降解；在食品生产商和零售商面临减少塑料废弃物压力、同时又不能缩短保质期的背景下，这两点尤为重要。

这些发现的意义也可能超出鲜食农产品市场。葡萄是葡萄酒、果汁和其他饮料的重要原料，而采后损耗会在水果送达加工设施之前影响供应和质量。如果这类薄膜能够以合理成本实现规模化生产并符合监管标准，它们或可帮助减少腐败损失，并提高送达酒庄或其他饮料生产商的水果一致性。

这项研究并未就该材料是否已准备好商业化使用给出定论。文章报告的是实验室表征和保鲜测试，但大规模制造、成本、监管审查和市场接受度仍是悬而未决的问题。金核银壳纳米颗粒的加入也可能引发监管机构和买家的密切审视，因为食品接触包装中的纳米材料往往需要额外的安全评估。

尽管如此，这项工作仍为一个不断扩大的研究领域增添了内容，该领域旨在用不仅仅充当被动屏障的可降解薄膜取代传统塑料包装。研究人员试图将结构增强与抗氧化、抗菌和阻隔紫外线功能整合到一种材料中，以在延长保质期的同时减少环境影响。

论文于2月3日收到，6月23日接受，并于6月30日发表。作者报告没有利益冲突。资金来自多个中国公共科研项目，包括中国农业科学院、北京市自然科学基金和中国国家重点研发计划。