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为解决石油基保鲜材料不可降解及果蔬易腐问题，研究人员用响应面和多岛遗传算法（MIGA）优化壳聚糖（CS）、甘油（Gly）和丁香精油（Clove oil）比例制备可食用复合材料。结果表明该材料保鲜性能好，为果蔬保鲜提供理论与应用参考。
在生活中，我们都有过这样的经历，刚买回来的新鲜水果和蔬菜，没过几天就开始腐烂变质，不仅造成浪费，还可能危害健康。而在全球范围内，每年新鲜果蔬因储存不当导致的损失高达 13 亿吨，这一数据令人触目惊心。与此同时，传统石油基保鲜材料难以降解，给环境带来了沉重的负担。为了应对这些难题，来自国内的研究人员开展了一项具有重要意义的研究，相关成果发表在《Food Packaging and Shelf Life》杂志上。
研究人员旨在开发一种具有优异机械性能和抗菌性能的可食用活性缓释保鲜包装材料，以延长果蔬的保质期。他们以壳聚糖（CS）为基础材料，丁香精油（Clove oil）因其抗菌和抗氧化活性作为缓释剂，甘油（Gly）作为增塑剂，吐温 - 80 作为分散剂，混合制备丁香精油 / 壳聚糖复合材料用于果蔬保鲜。
研究人员主要运用了两种关键技术方法。一是响应面法（RSM），这是一种高效的数学和统计方法，用于设计实验、构建模型和寻找最佳条件。二是多岛遗传算法（MIGA），它基于生物进化原理，能有效避免传统遗传算法易陷入局部最优的问题，加速收敛速度并找到全局最优解。研究人员利用这两种方法对复合材料进行优化，并通过对比溶液涂布法（SCM）和薄膜包裹法（FWM）对草莓的保鲜效果来评估材料性能。
在研究结果部分：
- 丁香精油成分分析：通过 GC - MS 分析丁香精油的成分和含量，发现其主要成分包括丁香酚（77.14％）、β - 石竹烯（14.22％）和葎草烯（3.21％） 。这一结果为后续探究复合材料的保鲜机制提供了基础。
- 优化复合材料比例：运用响应面法和多岛遗传算法建立复合材料的力学模型，成功获得了丁香精油 / 壳聚糖复合材料的最佳制备条件，即 1.5％壳聚糖、0.42％甘油和 0.4％丁香精油。在此优化条件下，复合材料的拉伸强度达到 18.55 MPa，断裂伸长率为 14.3％ 。这表明优化后的复合材料具有良好的机械性能，能更好地满足保鲜包装的需求。
- 保鲜效果对比：分别用优化后的丁香精油 / 壳聚糖复合材料的溶液涂布法（SCM）和薄膜包裹法（FWM）对新鲜草莓进行保鲜处理，并对比两种方法在草莓失重、总可溶性固形物（TSS）和感官指标方面的保鲜效果。结果显示，溶液涂布法（SCM）在草莓保鲜效果上优于薄膜包裹法（FWM），能将草莓的保质期延长至 5 天。这是因为溶液涂布法（SCM）的阻隔性和抗菌性更好。这一结果为实际应用中选择合适的保鲜方法提供了依据。
研究结论表明，通过响应面法和多岛遗传算法的结合，成功优化了丁香精油 / 壳聚糖复合材料的制备条件，该复合材料具有良好的抗菌性能和保鲜性能。在草莓保鲜实验中，溶液涂布法（SCM）展现出更好的保鲜效果，延长了草莓的保质期。这一研究成果为果蔬保鲜提供了新的解决方案，在减少果蔬产后损失、降低环境污染方面具有重要意义。同时，研究建立的拉伸强度和断裂伸长率的数学模型，也为制备不同保鲜性能的壳聚糖复合材料提供了理论基础，推动了生物可降解保鲜材料在果蔬保鲜领域的应用与发展。
