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为解决石油基塑料包装引发的环境问题，研究人员以竹笋壳为原料提取纤维素纳米纤维（CNFs），与肉桂醛 / 壳聚糖（CIN/CS）乳液复合制备食品包装薄膜。结果显示薄膜具良好性能，能延长草莓保质期，在食品包装领域有应用潜力。
在当今时代，食品包装的重要性不言而喻。我们日常购买的食品，从新鲜的蔬果到各类加工食品，都离不开包装的保护。然而，传统的石油基塑料包装材料却给环境带来了沉重的负担。大量使用后的塑料包装难以降解，堆积如山的 “白色垃圾” 不仅影响美观，还对土壤、水源等生态环境造成了严重破坏 。与此同时，随着人们对食品安全和品质要求的不断提高，食品包装除了具备基本的保护功能外，还需要有抗菌等特殊性能，以延长食品的保质期，保障食品的安全。在这样的背景下，研发既环保又具有抗菌等功能的新型食品包装材料迫在眉睫。
为了攻克这一难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们将目光投向了竹笋壳这一常见的农业废弃物。竹笋壳富含纤维素，是提取纤维素纳米纤维（CNFs）的理想原料。研究人员通过一系列实验，将 CNFs 与肉桂醛 / 壳聚糖（CIN/CS）乳液复合，制备出了复合食品包装薄膜，并对薄膜的各项性能进行了深入研究。研究结果令人欣喜，该复合薄膜展现出了优异的 UV 阻隔性能、良好的机械性能和出色的抗菌性能，还能有效延长草莓的保质期。这一研究成果发表在《Food Hydrocolloids》上，为食品包装领域带来了新的希望和方向。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，采用生物酶水解和超高压均质法制备 CNFs。具体操作是将干燥的竹笋壳粉碎过筛后，加入纤维素酶、α- 耐热淀粉酶和蛋白酶进行酶解，再经过离心、洗涤等步骤获得 CNFs。其次，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析薄膜成分间的反应；通过机械测试测定薄膜的拉伸强度等机械性能；采用抗菌测试评估薄膜对大肠杆菌（E. coli）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）和桔青霉（P. citrinum）等微生物的抑制效果 。
下面来看具体的研究结果：
- 薄膜成分反应：通过 FTIR 分析证实，壳聚糖与肉桂醛发生了席夫碱反应生成产物，并且 CNFs 与壳聚糖之间存在氢键作用。这一结果表明，复合薄膜中各成分之间通过化学反应和相互作用，形成了稳定的结构。
- 机械性能提升：机械测试发现，随着 CNFs 添加量从 0.4% 增加到 1.2%，薄膜的拉伸强度从 15.2 ± 2.23MPa 提升到 30.64 ± 1.89MPa，湿拉伸强度从 7.79 ± 0.67MPa 提升到 26.79 ± 0.87MPa。这充分说明 CNFs 的加入显著改善了薄膜的机械性能，使其更能满足实际包装需求。
- UV 阻隔性能优异：复合薄膜的 UVT 为 0.07% - 0.86%，这表明该薄膜具有出色的 UV 阻隔性能，能够有效阻挡紫外线，保护包装内的食品不受紫外线的损害，延长食品的保质期。
- 抗菌性能良好：抗菌测试表明，薄膜对 S. aureus、E. coli 和 P. citrinum 的生长有抑制作用。这一特性对于食品包装至关重要，能够有效防止食品因微生物污染而变质，保障食品安全。
- 细胞毒性与保鲜效果：细胞毒性试验显示复合薄膜无毒。在草莓保鲜实验中，薄膜展现出良好的抗菌活性，延长了草莓的货架期。这进一步证明了该薄膜在实际食品保鲜应用中的可行性。
综合上述研究结果，研究人员得出结论：由竹笋壳纤维素纳米纤维和肉桂醛 / 壳聚糖乳液制备的 CIN/CS&CNFs 复合薄膜，具备抗菌活性、UV 阻隔能力和较强的机械性能，是一种极具潜力的绿色功能性材料，有望在食品包装领域得到广泛应用。这一研究成果不仅为解决塑料包装的环境问题提供了新途径，还为食品包装的功能化发展提供了新的方向。同时，利用竹笋壳这一废弃物制备包装材料，实现了资源的再利用，具有显著的经济和环境效益。不过，该研究也存在一定的局限性，比如在大规模生产方面可能还面临一些挑战，未来还需要进一步研究优化生产工艺，以推动这种新型包装材料从实验室走向市场，真正为食品包装行业带来变革。
