基于两亲性羧甲基壳聚糖胶束的智能指示剂用于增强鲜切猕猴桃腐败实时无损监测的稳定性研究

本研究报告了一种基于羧甲基壳聚糖（CMCS）衍生的新型两亲性纳米胶束CO2响应指示系统，通过嫁接油酸形成CMCS-g-OA胶束，可高效包封疏水性pH敏感染料（溴百里酚蓝与甲基红），并成功嵌入明胶/聚乙烯醇（PVA）基质制成柔性生物聚合物指示膜。该系统在鲜切猕猴桃腐败监测中实现91.22%的分类准确率，为智能食品包装提供了可降解、高稳定性的实时视觉监测策略。

　　

Highlight

本研究首次开发了基于羧甲基壳聚糖（CMCS）衍生的两亲性纳米胶束CO₂响应指示系统。通过将油酸（OA）嫁接至CMCS，成功制备出能够包封疏水性pH敏感染料（溴百里酚蓝和甲基红）的CMCS-g-OA胶束。结构表征（傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR））证实酰胺化反应成功，形成稳定的核壳结构胶束（粒径179.0–311.8 nm，Zeta电位-24.7 mV，多分散指数（PDI）<0.5）。这些胶束在腐败过程中产生的CO₂刺激下表现出鲜明且可逆的颜色转变（浅绿色至橙色）。

结论

本研究通过EDC/NHS偶联策略成功将油酸嫁接至羧甲基壳聚糖（CMCS），构建出两亲性胶束。这是天然可降解多糖CMCS作为胶束纳米载体在智能鲜度指示中的首次应用：

• CMCS-g-OA胶束具有明确的核壳形态、负电表面（-24.7 mV）、窄尺寸分布（PDI<0.5）及179.0–311.8 nm的粒径范围，且临界胶束浓度（CMC）极低。