光动力活性金属有机框架整合海藻酸钠/纤维素纳米晶水凝胶垫用于河豚保鲜的创新研究

《Food Packaging and Shelf Life》：Sodium alginate/cellulose nanocrystals based hydrogel pad integrated with photodynamically active antibacterial metal-organic frameworks for pufferfish preservation

本研究开发了一种集成光动力活性抗菌金属有机框架（MOFs）的海藻酸钠/纤维素纳米晶（SA/CNC）基水凝胶垫（M-TG@CNC-SA），通过调控活性氧（ROS）生成和异味吸附，有效抑制微生物生长与氧化损伤，为高风险水产品（如河豚）的冷链保鲜提供了多功能、可生物降解的解决方案。

　　

Section snippets

Materials and instruments

新鲜河豚（Takifugu species）采购自上海临港新城农工商超市生鲜区。所有化学试剂包括磷酸（H₃PO₄）、高氯酸（HClO₄）、氢氧化钾（KOH）、氢氧化钠（NaOH）和氯化钠（NaCl）均为分析级，直接使用。丙二醛（MDA）和蛋白质羰基测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所（中国南京）。

Characterization of M-TG@CNC-SA hydrogel

纤维素纳米晶（CNCs）是一种可再生、可持续的生物聚合物，具有极高的比表面积。海藻酸钠（SA）是一种生物相容性聚合物，具有无毒特性，可通过钙离子介导的离子交换交联快速形成稳定水凝胶（Hu et al., 2018）。M-TG@CNC-SA水凝胶采用交联法制备（图1A）。为增强水凝胶的机械强度并提升其抗菌性能，我们通过引入光动力活性MOFs（M-TG）实现了活性氧（ROS）的按需生成，从而协同抑制细菌代谢与氧化应激反应。

Conclusion

通过将M-TG与CNC/SA凝胶基质混合，制备出一种具有增强理化性质的光动力活性水凝胶。M-TG具备优异的抗氧化、抗菌和ROS生成能力，赋予复合MCS水凝胶多功能性并改善其机械性能。扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析表明，M-TG与CNC@SA基质具有良好相容性。结果表明，MCS-1、MCS-2和MCS-3均能有效保鲜河豚鱼片，且保鲜效果随M-TG浓度增加而提升。