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为解决塑料包装环境问题，研究人员以仙人掌（Opuntia cochenillifera）黏液经加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）发酵后与淀粉复合成 MOCF-S 膜，研究其对鲜切甜瓜保鲜效果。结果显示该膜性能优良，可延长保鲜期，为食品包装提供可持续方案。
食品包装领域长期面临塑料污染难题，传统塑料难以降解的特性对生态环境造成巨大压力。在此背景下，开发可降解的环保型包装材料成为科研与产业界的重要目标。天然生物聚合物如多糖、蛋白质等因其可再生性和低环境影响，逐渐成为塑料替代品的研究热点。然而，单一生物聚合物基薄膜常存在机械强度不足、水溶性过高或屏障性能有限等问题，限制了其实际应用。如何通过复合改性提升天然薄膜的综合性能，同时兼顾成本与环保效益，成为当前亟待突破的关键科学问题。
为探索可持续包装解决方案，巴西国家半干旱地区研究所（INSA）的研究人员开展了一项创新性研究。他们以此前未被充分利用的仙人掌物种 —— 胭脂仙人掌（Opuntia cochenillifera）的黏液为原料，通过加氏乳杆菌（Lactobacillus gasseri）发酵改性，并与玉米淀粉复合，制备出可食用薄膜（MOCF-S），旨在评估该薄膜在鲜切甜瓜冷藏保鲜中的应用潜力。这项研究成果发表在国际期刊《Food Chemistry》上，为天然资源在食品保鲜领域的深度开发提供了新方向。
研究采用了多种关键技术方法：首先对仙人掌黏液进行发酵处理，通过微生物代谢作用改善其理化性质；随后将发酵黏液与玉米淀粉混合成膜，系统测定薄膜的物理性能（厚度、水溶性、水蒸气渗透率等）、光学特性、微观形貌（扫描电镜观察）、化学结构（傅里叶变换红外光谱 FTIR）及机械性能（拉伸强度测试）；并通过抑菌圈实验评估薄膜的抗菌活性。在鲜切甜瓜保鲜实验中，对比涂布 MOCF-S 膜与未处理对照组的理化指标（可滴定酸度、抗氧化化合物含量等），分析薄膜对果实品质的保持效果。
物理性能与结构表征
研究显示，单纯由仙人掌黏液制备的薄膜因机械性能不足无法单独使用，而添加玉米淀粉后，复合膜的性能显著改善。其中，发酵黏液 - 淀粉复合膜（MOCF-S）表现出 96.43% 的高水溶性和 6.13 g/kPa?h?m2 的水蒸气渗透率，其表面光滑均匀，显示出发酵黏液与淀粉良好的相容性。傅里叶变换红外光谱检测到 MOCF-S 膜中存在酰胺 I 带，表明发酵过程中黏液多糖与淀粉分子间形成了结构相互作用，这一发现为复合膜的稳定性提供了化学层面的解释。
机械性能与抗菌活性
力学测试表明，MOCF-S 膜的拉伸强度显著高于未发酵黏液 - 淀粉复合膜（MOC-S），说明发酵处理有效增强了薄膜的机械抗性。抗菌实验显示，MOCF-S 膜对大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）均表现出抑菌活性，抑菌圈直径分别为 6.7-7.3 mm 和 6.7-7.7 mm，证实了其抑制食品腐败菌的潜力。
鲜切甜瓜保鲜效果
在冷藏（5°C）12 天的保鲜实验中，涂布 MOCF-S 膜的甜瓜样品相较于对照组，能够更好地保持可滴定酸度和抗氧化化合物（如维生素 C 等）的含量，表明该复合膜有效延缓了果实的品质劣变。这一结果直接证明了 MOCF-S 膜在鲜切水果产后保鲜中的实际应用价值。
研究结论与意义
本研究首次将胭脂仙人掌黏液通过益生菌发酵改性后与淀粉复合，成功开发出高性能可食用保鲜薄膜。实验结果表明，发酵处理不仅改善了黏液与淀粉的相容性，提升了薄膜的机械强度和抗菌性能，还通过调控果实代谢延缓了鲜切甜瓜的衰老进程。该研究不仅为仙人掌属植物资源的高值化利用提供了新途径，也为解决食品包装领域的塑料污染问题提供了一种低成本、环境友好的替代方案。未来，进一步优化发酵工艺与复合配方，有望推动该类生物基薄膜在鲜切果蔬、即食食品等领域的商业化应用，助力食品产业向可持续发展转型。研究中提出的 “微生物发酵 - 聚合物复合” 技术路线，亦为其他天然多糖基材料的改性提供了可借鉴的方法论，具有跨学科的学术参考价值。
