基于柑橘废弃物的果胶-纳米颗粒复合膜：兼具智能传感与抗菌活性的可持续食品包装新策略

《Carbohydrate Polymers》：Programmable and multi-stimuli responsive hydrogel actuator mediated by nanocellulose with intrinsic self-sensing capacity

本研究创新性地利用柑橘加工副产物，开发了负载柑橘精油（CEO）的皮克林乳液（ZPCEO）和紫薯花青素（Ant）协同增强的果胶基薄膜（Pec-Ant-CEO）。该材料具备优异的阻水性（WVP: 2.38×10?10 g·m?1·s?1·Pa?1）、机械强度（TS: 27.10 MPa）和紫外屏蔽能力（UV-A透过率<15%），并通过一阶动力学模型实现CEO的缓释抗菌（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌抑制率超67%），同时借助Ant的pH显色特性实现海鲜新鲜度实时监测，最终在土壤中完全生物降解并促进绿豆芽生长，为绿色包装提供新范式。

　　

Highlight

（此部分原文未提供具体内容，根据规范跳过翻译）

Materials and chemicals

玉米醇溶蛋白（Zein，CAS No. 9010-66-6）购自麦克林生化科技有限公司（上海）。柑橘果胶（Pec，CAS No. 9000-69-5，半乳糖醛酸含量≥68.5%，酯化度≥54.12%，分子量Mw=2.8×10⁵ Da，Mn=1.0×10⁵ Da）源自索莱宝生物科技有限公司（北京）。柑橘精油（CEO）购自上海源叶生物科技有限公司。紫薯花青素（Ant，花色苷含量≥200 mg/100 g）由西安百川生物科技有限公司提供。其他化学试剂均为分析纯。

Characteristic analysis of ZPs

玉米醇溶蛋白的等电点为6.2。在水分散体系中，其胶体颗粒因氨基质子化携带正电荷（17.03±0.32 mV）（图2a）。相反，果胶溶液因羧基去质子化呈现固有负电荷（-32.76±0.40 mV）。静电复合形成的ZPszeta电位降低（-30.90±1.57 mV），证实界面部分电荷中和。与玉米醇溶蛋白相比，ZPs的粒径分布更均匀（PDI: 0.21±0.02），平均粒径为220.3±3.5 nm，表明果胶分子通过静电吸附在蛋白表面形成稳定复合物。FTIR光谱显示ZPs在1650 cm^?1（酰胺Ⅰ带）和1540 cm^?1（酰胺Ⅱ带）出现特征峰，且果胶的羧基振动峰（1745 cm^?1）强度减弱，证明两者通过氢键和静电相互作用成功复合。

Conclusion

受柑橘废弃物启发，本研究通过开发可生物降解复合膜（Pec-Ant-CEO）提出一种前景广阔的保鲜策略。ZPCEO和紫薯Ant的掺入显著提升了薄膜的疏水性（WVP: 2.38×10^?10 g·m^?1·s^?1·Pa^?1，OP: 6.54×10^?4 g·m^?1·s^?1）、机械性能（TS: 27.10 MPa，EAB: 12.94%）、紫外屏蔽能力（UV-A透过率<15%）以及对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性（抑制率分别为67.38%和71.25%）。