基于聚乙烯醇与肌原纤维蛋白的姜黄素电纺纳米纤维膜在草莓活性包装中的应用研究

《Food Packaging and Shelf Life》：Curcumin-loaded electrospun nanofiber film based on polyvinyl alcohol and myofibrillar protein for active packaging of strawberry

本研究首次利用肌原纤维蛋白（MP）的自组装潜力与疏水性氨基酸含量，开发出功能性电纺纳米纤维膜，显著提升了姜黄素（CUR）的包封率与缓释性能。该PVA/MP/CUR复合膜（含20% MP时）展现出优异力学强度（18.5 MPa）、疏水性（水接触角71.0°）及CUR包封率（79.73%），并通过Fickian扩散机制实现CUR持续释放，有效延长草莓保鲜期8天，同时具备良好生物降解性，为智能包装材料开发提供新策略。

　　

Highlight

肌原纤维蛋白（MP）的分子特性——包括其固有的疏水性和热诱导构象展开能力——被证明是增强薄膜功能性能的关键因素。这些特性促进了MP与聚乙烯醇（PVA）之间有效的分子自组装，从而形成了结构更致密的纳米纤维网络。

结论

本研究成功通过水基静电纺丝技术开发了一种基于聚乙烯醇（PVA）和肌原纤维蛋白（MP）的新型可生物降解纳米纤维膜，并加入了姜黄素（CUR）作为疏水性生物活性化合物。MP的加入显著增强了电纺膜的结构致密性、热稳定性、机械强度和疏水性。这些改进可归因于MP的分子特性，包括其高疏水性氨基酸含量和热诱导展开能力，这促进了与PVA的有效分子自组装，形成了更紧凑的纤维网络。值得注意的是，含有20% MP的8PVA-2MP-CUR膜表现出最高的CUR包封效率（79.73 ± 1.23%）以及最强的抗氧化和抗菌活性。CUR从8PVA-2MP-CUR膜中的释放遵循Fickian扩散动力学，具有缓释特性，这有效延长了新鲜草莓的贮藏寿命，具体表现为8天后草莓的失重减少、可见腐败延迟以及更好的硬度保持。此外，生物降解性测试证实，含MP的薄膜表现出理想的环境降解性。总体而言，PVA与适量的MP结合能够自组装成一种高性能包装膜，其优异的功能特性凸显了其作为可持续和智能包装材料的潜力。