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为解决壳聚糖基膜机械强度差等问题，研究人员探究冷等离子体（CP）不同阶段处理对乳清分离蛋白（WPI）- 羧甲基壳聚糖（CMCS）复合膜的影响。发现中间阶段处理的膜性能最优，可延缓猪肉变质，为食品包装提供可持续方案。
食品包装领域一直面临着如何提升可食用膜性能的挑战。传统壳聚糖基薄膜虽具备一定应用潜力，却因机械强度不足、水蒸气渗透率高以及加工过程中蛋白质易变性等问题，限制了其在食品保鲜中的广泛应用。例如，乳清分离蛋白（WPI）与羧甲基壳聚糖（CMCS）复合膜虽能通过蛋白与多糖的结合改善部分性能，但常规加热处理会导致 WPI 功能受损，急需一种高效环保的改性技术来突破瓶颈。
在这样的背景下，西北农林科技大学的研究人员开展了冷等离子体（CP）处理对 WPI-CMCS 复合膜性能影响的研究。该研究成果发表在《Food Packaging and Shelf Life》，旨在探索 CP 在不同处理阶段（共混前、复合后、成膜干燥后）对复合膜理化性质及猪肉保鲜效果的作用，为开发高性能可食用包装材料提供理论依据。
研究采用的关键技术方法包括：通过测定成膜液的浊度、粒径、zeta 电位及流变行为分析分子相互作用；利用拉伸试验检测膜的机械性能（抗拉强度、断裂伸长率）；借助显微成像和分子间作用力分析（如二硫键形成）探究结构变化；在猪肉保鲜实验中，监测 pH 值、微生物生长、蛋白质氧化（如硫代巴比妥酸反应物）和脂质氧化（如过氧化值）等指标。
成膜液理化性质
CP 处理显著影响成膜液特性。结果显示，处理后 WPI-CMCS 溶液浊度降低（如图 1A 所示），表明较小的聚集体减少了光散射，溶液均质性提升。同时，粒径分布和 zeta 电位变化表明 CP 促进了 WPI 与 CMCS 的聚集，增强了体系的粘弹性，为后续成膜性能优化奠定基础。
复合膜机械性能
不同阶段 CP 处理的复合膜机械性能差异显著。其中，复合后处理的 WPI-CMCS-CP 膜表现最优，抗拉强度达 6.29±0.11 MPa，断裂伸长率为 21.34±0.78%，显著优于共混前处理（WPI-CP-CMCS）和干燥后处理（WPI-CMCS-H-CP）的膜。这一结果表明，中间阶段处理能更有效地促进蛋白质与多糖间的相互作用，形成更紧密的网络结构。
分子相互作用分析
显微成像和红外光谱（FT-IR）、二硫键检测等分析显示，WPI-CMCS-CP 膜中分子间作用力增强，尤其是二硫键含量显著增加。CP 产生的活性物种（如自由基、激发分子）促使 WPI 的巯基（-SH）氧化形成二硫键（-S-S-），同时加强了蛋白质与 CMCS 间的氢键和静电作用，从而提升了膜的结构稳定性。
猪肉保鲜效果
在保鲜实验中，CP 处理的复合膜均能延缓猪肉腐败。WPI-CMCS-CP 组表现最佳，可有效抑制微生物（如总菌落数）生长，维持 pH 稳定，减少蛋白质氧化（如羰基含量降低）和脂质氧化（如 TBARS 值下降）。这归因于 CP 处理膜的高机械强度和致密结构，以及 CMCS 本身的抗菌特性，二者协同作用延长了猪肉的货架期。
研究结论表明，冷等离子体处理阶段对 WPI-CMCS 复合膜性能至关重要，中间阶段处理（WPI-CMCS-CP）通过增强分子间相互作用（尤其是二硫键形成），显著提升了膜的机械性能和保鲜效果。该技术为开发环保、高效的食品包装材料提供了新途径，有望替代传统塑料包装，减少环境污染，同时为肉类保鲜提供可持续解决方案。此外，研究结果拓展了冷等离子体在食品加工领域的应用范围，为蛋白 - 多糖复合体系的改性提供了新思路。
