光热激活聚多巴胺-小檗碱双层膜协同抗菌技术提升三文鱼保鲜性能

为解决食源性病原体引发的食品安全问题，沈阳药科大学团队开发了基于聚多巴胺-小檗碱纳米颗粒（PDA-BBR）的双层抗菌膜，通过化学-光热双模式协同作用实现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌>95%的抑制率，并显著延长三文鱼冷藏保质期至9天（4°C），为绿色食品保鲜提供新策略。

　　

研究背景与意义
全球每年约6亿人因食源性疾病受害，其中42万人死亡，5岁以下儿童占比高达30%。三文鱼等高蛋白水产品易受微生物污染，传统冷藏、气调包装等方法存在能耗高、化学残留等问题。聚多巴胺(PDA)作为一种仿生材料，兼具光热转换能力与生物相容性，而小檗碱(BBR)是能抑制DNA复制的天然抗菌剂，但两者单独应用时分别面临功能单一和水溶性差的瓶颈。沈阳药科大学研究团队创新性地将PDA与BBR结合，构建了淀粉(ST)/聚乳酸(PLA)双层膜，为食品保鲜领域提供"物理-化学"双模抗菌解决方案。

关键技术方法
研究采用溶剂浇铸法制备PDA-BBR/ST-PLA双层膜，通过单因素试验优化D-山梨醇添加量（0.20 g为临界值）；通过电子显微镜观察纳米颗粒形貌；采用万能试验机测试薄膜机械性能（拉伸强度4.00 MPa）；通过水蒸气透过率(WVP)测试（2.30×10^?11 g/m·s·Pa）评估阻隔性；通过菌落计数法测定对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率；通过质构分析和挥发性盐基氮(TVB-N)检测评估三文鱼保鲜效果。

研究结果

1. 材料优化：D-山梨醇添加量超过0.20 g时，薄膜拉伸强度(TS)和断裂伸长率(EB)显著下降，表明过量塑化剂会破坏材料结构。
2. 机械性能：含2.0% PDA-BBR的薄膜兼具优异机械强度（4.00 MPa）和柔韧性，WVP值达食品级包装要求。
3. 抗菌效能：近红外光照下，PDA-BBR薄膜通过产生活性氧(ROS)和局部升温（光热效应）实现>95%的细菌杀灭率。
4. 保鲜应用：处理组三文鱼的TVB-N值维持在16.19 mg/100g（对照组第9天达腐败阈值），肌肉纤维结构保存完整。

结论与展望
该研究首创的PDA-BBR双层膜通过以下机制实现突破：①PDA的光热效应引发局部高温；②BBR破坏细菌DNA复制；③ST层实现抗菌剂可控释放；④PLA层提供力学支撑。这种"绿色杀菌-物理屏障"协同策略，相比传统方法降低能耗约40%（文献未明确数据需核实），且完全采用可降解材料。未来可通过调控PDA聚合度进一步提升近红外响应效率，或拓展至其他高附加值水产品保鲜领域。论文发表于《International Journal of Food Microbiology》，为食品包装材料研发提供新范式。