基于酚酸接枝壳聚糖多层膜负载γ-CD-MOFs包封抗真菌剂的草莓保鲜技术研究

【编辑推荐】针对草莓采后腐败问题，研究人员通过优化柠檬醛/香叶醇/薄荷醇组合抑制真菌生长，利用分子对接技术靶向CYP51酶，开发了负载γ-环糊精金属有机框架(γ-CD-MOFs)的酚酸改性壳聚糖多层膜。该材料兼具机械强度提升(P<0.05)、抗氧化/抗菌双功能及缓释特性，使草莓腐烂率(P<0.001)和失重率(P<0.05)显著降低，为食品保鲜提供了新策略。

　　

草莓因其多汁口感和丰富营养备受青睐，但采后易受微生物侵袭导致严重经济损失。其中，Aspergillus tubingensis和Alternaria alternata是引发草莓腐烂的主要腐生真菌。传统保鲜技术如聚合物薄膜和可食用涂层虽有一定效果，但难以兼顾长效抑菌与物理保护功能。针对这一难题，中国研究人员开发了一种创新性多层膜系统，相关成果发表于《International Journal of Food Microbiology》。

研究团队首先通过响应面法优化了三种单萜类物质（柠檬醛、香叶醇、薄荷醇）的协同配比，证实其通过靶向真菌细胞膜关键酶14α-脱甲基酶(CYP51)发挥抑菌作用。为解决这些活性物质(AS)易挥发、水溶性差的问题，创新性地采用γ-环糊精金属有机框架(γ-CD-MOFs)作为载体，显著提高了AS的稳定性和生物利用度。最终将AS-γ-CD-MOFs分散于酚酸接枝壳聚糖(PA-g-CS)基质中，构建出三层复合薄膜。

关键实验技术

1. 响应面法优化活性物质配比
2. 分子对接分析CYP51结合靶点
3. γ-CD-MOFs封装技术
4. 酚酸自由基接枝改性壳聚糖
5. 草莓腐烂率与呼吸强度测定

研究结果

Materials and reagents
选用200 kDa脱乙酰度≥90%的壳聚糖，三种酚酸（咖啡酸CA、阿魏酸FA、对香豆酸p-CA）通过EDC/NHS活化进行接枝改性。

Research on saprophytic fungi in strawberries
从自然腐烂草莓中分离出M-1和M-2两种菌株，经形态学鉴定分别为Aspergillus tubingensis（放射状菌丝和球形孢子）和Alternaria alternata（褐色分生孢子链）。

Conclusions
复合膜使壳聚糖断裂拉伸应变提升23.6%，水蒸气透过率降低41.2%。处理组草莓在25℃储存7天后，腐烂率较对照组降低67.3%，失重率减少58.1%，呼吸强度抑制达42.5%。

讨论与意义
该研究首次将γ-CD-MOFs载药系统与酚酸改性壳聚糖结合，突破了传统保鲜材料功能单一的限制。通过精准调控活性物质释放动力学，实现了对草莓采后生理和微生物活动的双重调控。这种"抗菌-抗氧化-物理屏障"三位一体的设计理念，为生鲜农产品保鲜提供了新思路，具有重要的产业化应用前景。