电纺含苦荞黄酮提取物的聚乳酸膜用于青提保鲜

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Food Chemistry 8.5

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  为解决传统食品包装材料局限,研究人员以电纺技术制备聚乳酸(PLA)基含苦荞黄酮提取物(TBF)膜,用于青提保鲜。结果显示,PLA@TBF 具良好结构、性能及抗菌抗氧化性,能有效保鲜,为可持续食品包装提供新方向。

  
食品包装领域正面临一场绿色革命。当传统塑料包装因难以降解造成 “白色污染”,纸包装因屏障性差难以胜任保鲜重任,玻璃与金属包装又因成本与重量限制应用时,开发兼具环保与功能的新型材料成为迫切需求。青提等生鲜水果在储运中易因微生物侵袭和氧化反应腐烂变质,传统包装的局限性更显突出 —— 如何在延长货架期的同时避免化学防腐剂的使用,如何让包装材料自身具备抑菌抗氧化能力,成为食品科学与包装技术交叉领域的重要课题。

在这样的背景下,国内研究团队针对现有包装材料的痛点,开展了苦荞黄酮提取物(TBF)与聚乳酸(PLA)复合膜的研究。这项发表在《Food Chemistry》的工作,旨在通过天然活性成分与可降解高分子的结合,打造 “会呼吸的保鲜屏障”,为生鲜食品的绿色包装提供新方案。

研究团队采用电纺技术这一关键手段。该技术通过高压电场产生的静电力将聚合物溶液拉伸成纤维,形成具有高比表面积和多孔结构的膜材料。实验中使用的聚乳酸(Mw=8×10? g/mol)购自上海逸恩化工科技有限公司,苦荞原料来自凉山航飞苦荞(集团)有限公司。研究通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、水接触角(WCA)测量、水蒸气透过率(WVP)测试等方法,系统分析了复合膜的结构与性能,并以青提为模型进行了保鲜效果验证。

复合膜的结构与性能表征


通过电纺技术制备的 PLA@TBF 复合膜呈现规则的三维网状结构(图 1a),不同 TBF 添加量的膜均具有直径均匀、孔隙分布一致的特点。相较于传统流延法制备的膜,其更大的比表面积为活性成分的负载提供了更多位点。傅里叶变换红外光谱证实 TBF 成功嵌入 PLA 基质,二者通过物理相互作用形成稳定复合体系。水接触角测试显示膜表面疏水性能良好,水蒸气透过率数据表明其具备适宜的水汽阻隔能力,这对抑制水果水分流失和微生物滋生至关重要。

抗菌与抗氧化活性评估


当 TBF 添加量为 15% 时,复合膜展现出显著的生物活性:DPPH 自由基清除率达 52.88%,抑菌圈直径为 13.27 mm,表明其兼具抗氧化与抑菌双重功效。这种性能源于苦荞黄酮的多酚结构 —— 其酚羟基可通过电子转移机制清除自由基,同时破坏微生物细胞膜结构实现抑菌作用。

青提保鲜效果验证


在保鲜实验中,使用 PLA@TBF 膜包装的青提在储存期间能更好地维持果实硬度、色泽和可溶性固形物含量,货架期较对照组显著延长。复合膜通过持续释放 TBF,抑制了葡萄表面的霉菌生长和氧化酶活性,证明其在实际应用中的有效性。

研究结论表明,电纺 PLA@TBF 复合膜成功整合了可降解材料的环境友好性与天然黄酮的功能活性,在保持机械性能的同时实现了抗菌抗氧化功能的协同提升。这种 “从植物中来到食品中去” 的设计理念,既突破了传统包装材料的性能瓶颈,又为农业副产物(如苦荞麸皮)的高值化利用提供了新思路。

值得关注的是,电纺技术的低温加工特性避免了高温对热敏性成分的破坏,这为后续开发富含其他天然活性物质(如茶多酚、精油)的复合包装材料提供了技术范式。尽管工业化生产中仍需优化纤维均匀性与规模化制备工艺,但该研究为构建 “可持续包装 - 功能保鲜 - 资源循环” 的食品产业链闭环奠定了重要基础,有望在生鲜储运、即食食品等领域引发包装材料的革新。

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