基于吡硫翁镧复合物（LaPT）的抗菌膜在草莓保鲜中的制备、安全评估与应用研究

本文系统研究了吡硫翁镧（LaPT）复合物的合成、表征及其在聚乙烯（PE）抗菌膜中的应用。通过FT-IR、XRD、TGA、SEM等技术证实LaPT具有稳定结构和优异热稳定性，其对大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）和灰霉病菌（B. cinerea）表现出强抑制活性（MIC低至2.5–5 μg/mL）。含0.3% LaPT的PE膜在24小时内对细菌抑制率>99.9%，迁移量（最高15.2 μg/dm2）远低于欧盟标准（10 mg/dm2），急性口服毒性（LD50: 1.33–1.71 g/kg·bw）和细胞毒性（IC50: 200 μg/mL）均显示低风险。草莓保鲜实验表明该膜能有效延长货架期，为食品安全包装提供了新策略。

　　

材料与试剂

六水合硝酸镧（La(NO₃)₃·6H₂O, 99.9%）和吡硫翁钠（NaPT, 98%）购自上海源叶生物科技有限公司。无水乙醇（99.7%）、异辛烷（99%）和乙酸（99.5%）由西陇科学股份有限公司提供。所有化学品均为分析纯。聚乙烯（PE）颗粒（密度：0.92 g/cm3，熔融指数：2.06 g/10 min）由中国石油有限公司供应。实验所用微生物菌株包括革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌标准菌株。

结构表征

图2A–B展示了LaPT与NaPT的傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对比分析。全范围光谱（4000–600 cm^?1）显示，在3400–3200 cm^?1处的宽吸收峰归因于O-H伸缩振动，表明两种样品中均存在吸附水或结晶水。与NaPT相比，LaPT在该区域的峰更宽且强度更高（Carnall等，1973）。图2B展示了指纹区（1600–600 cm^?1）的谱图，两种化合物均表现出相似的特征峰，但LaPT在关键官能团区域出现了位移和强度变化，证实了镧离子与吡硫翁配体的成功配位。

结论

本研究通过FT-IR、XRD、TGA和SEM合成并系统表征了LaPT复合物，确认其化学结构稳定性和热稳定性。LaPT赋予PE薄膜强劲的抗菌功能，且未损害材料的机械或热学性能。LaPT对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的最小抑菌浓度（MIC）为2.5 μg/mL，对灰霉病菌（B. cinerea）为5 μg/mL；值得注意的是，含0.3% LaPT的PE膜在24小时内对E. coli和S. aureus的抑制率超过99.9%。迁移实验表明，LaPT在不同食品模拟物中的迁移量依次为酸性 > 水性 > 酒精性 > 脂肪性，最大迁移量仅为15.2 μg/dm²，远低于欧盟限值（10 mg/dm²）。细胞毒性实验显示IC₅₀为200 μg/mL，急性口服毒性（LD₅₀: 1.33–1.71 g/kg·bw）属于低毒范围，亚急性实验未发现不良反应。在草莓保鲜实验中，LaPT抗菌膜显著延长了货架期并保持了果实品质，证明了其在食品包装中的应用潜力。