基于羧甲基壳聚糖的茶多酚/氧化铜纳米复合膜：一种提升樱桃番茄保鲜效能的创新活性包装材料

本综述推荐一种由羧甲基壳聚糖（CMCS）、茶多酚（TP）与氧化铜纳米颗粒（CuO NPs）协同构建的多功能可降解食品包装膜。该复合膜显著提升机械性能（拉伸强度+61.51%）、紫外屏蔽率（＞99%）及抗菌抗氧化活性（6-log抑菌，DPPH清除率63.33%），并通过ROS机制与膜破坏作用延长樱桃番茄保鲜期15天以上，为绿色活性包装提供创新解决方案。

　　

材料

羧甲基壳聚糖（CMCS，批号C1758514，羧化度85.16%，分子量200 kDa，1% H₂O溶液中粘度22.15 mPa·s/20℃）、茶多酚（TP，批号C14876326，纯度99%）、甘油（Gly，批号C15057617，AR级，99%，分子量92.09 Da）和2,2-二苯基-1-苦基肼基（DPPH，批号C17432088，纯度96%，分子量394.32 Da）均购自麦克林生物技术有限公司（上海）。氧化铜纳米颗粒（CuO NPs，批号1114FZ，粒径30-50 nm，比表面积20-40 m²/g）购自北京德科金生物科技有限公司。所有化学品均为分析纯，实验用水为超纯水。

薄膜表征

薄膜的微观结构反映了共聚物的堆叠模式，直接决定其稳定性及物理机械性能。本研究通过扫描电镜（SEM）观察CMCS基薄膜的微观结构（图2A-a至e）。纯CMCS薄膜表面光滑均匀无缺陷（图2A-a），而复合薄膜表面粗糙度随TP添加量增加而略微上升（图2A-b,c）。值得注意的是，当同时添加TP和CuO NPs时，薄膜断面呈现更致密的层状结构（图2A-d,e），表明纳米颗粒与聚合物基质间存在良好相容性与交互作用。

结论

本研究成功开发出基于CMCS、TP与CuO NPs的可降解多功能复合薄膜，用于樱桃番茄保鲜。CuO NPs的加入显著提升薄膜疏水性（水溶性降低62%），机械性能明显增强（拉伸强度提高61.51%）。复合膜中酚羟基、氨基与铜离子通过氢键和配位键协同作用，形成致密网络结构，赋予薄膜优异的紫外屏蔽性能（＞99%）与抗氧化活性（DPPH清除率达63.33%±0.71%，显著高于纯CMCS的4.87%±0.76%）。其对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大肠杆菌（Escherichia coli）表现出强劲杀菌效果，12小时内细菌存活率降低6个对数单位，其协同抗菌机制源于CuO NPs产生活性氧（ROS）与TP/ CuO NPs共同破坏细胞膜结构。该薄膜还具备良好生物降解性（7天降解率60.28%±3.11）。应用于樱桃番茄包装时，能显著延长货架期15天以上，有效减少重量损失、维持果实硬度、降低腐烂率并保持整体新鲜度。