基于低共熔溶剂（DES）和普通小球藻提取物的果胶-明胶生物聚合物薄膜：增强紫外线阻隔、抗氧化及抗菌活性的食品包装应用

为解决合成塑料包装的环境污染问题，研究人员开发了以低共熔溶剂（DES）和普通小球藻（Chlorella vulgaris）提取物（ADES）为增塑剂的果胶-明胶复合薄膜。该薄膜通过增强氢键和结晶度，使拉伸强度提升35%、断裂伸长率提高22%，并具备优异的紫外线阻隔、抗氧化（DPPH自由基清除）和广谱抗菌（抑制S. aureus和E. coli）性能。应用于鸡肉保鲜时，ADES薄膜显著降低脂质氧化41%，抑制微生物生长至5.59 log CFU/g，为可持续活性包装提供了创新解决方案。

　　

随着全球塑料污染问题日益严峻，食品包装领域对可降解、功能性生物材料的需求急剧增长。传统合成塑料难以降解，而现有生物聚合物薄膜（如果胶、明胶）又面临机械性能差、功能单一等瓶颈。如何通过绿色化学手段提升材料的力学强度、阻隔性和生物活性，成为研究者亟待突破的难题。

土耳其的研究团队在《Food Packaging and Shelf Life》发表了一项创新研究，将低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvent, DES）与微藻普通小球藻（Chlorella vulgaris）提取物结合，开发出兼具力学增强和生物活性的果胶-明胶复合薄膜。该研究通过DES（胆碱氯化物-甘油体系）同时作为增塑剂和生物活性载体，首次实现了材料性能与功能性的协同提升，为可持续食品包装提供了新范式。

研究采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）分析分子相互作用，通过拉伸试验和透湿性测试评估力学与屏障性能，结合DPPH自由基清除和微生物抑制实验验证生物活性，最终以鸡肉保鲜实验验证实际应用效果。

FTIR谱分析与结构特性
DES薄膜的O-H伸缩振动峰（3200-3500 cm^-1）发生蓝移，表明甘油与胆碱氯化物协同增强了氢键网络。ADES薄膜在1640 cm^-1处出现酰胺I带位移，证实藻类多酚与明胶肽链形成交联，这是其机械性能提升35%的关键机制。

力学与屏障性能
含40% ADES的薄膜拉伸强度达最高值（28.4 MPa），同时断裂伸长率提升22%。DES的离子特性通过破坏聚合物固有氢键，使薄膜水蒸气透过率降低41%，解决了生物薄膜易吸水的痛点。

光学与功能活性
普通小球藻的叶绿素和类胡萝卜素使ADES薄膜紫外线阻隔率超过90%，显著优于传统甘油薄膜。其总酚含量（TPC）达38.2 mg GAE/g，DPPH清除率比DES薄膜高2.3倍，归因于藻源酚酸的高效释放。

抗菌与保鲜应用
对金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）的抑菌圈分别扩大20%和80%。鸡肉保鲜实验中，ADES薄膜将pH波动控制在0.3以内，硫代巴比妥酸反应物（TBARS）值降低41%，总嗜温菌落数较对照组减少2 log CFU/g。

该研究开创性地将DES同时作为增塑剂和生物活性递送系统，通过微藻提取物实现抗氧化-抗菌-紫外线防护三重功能集成。其突破性在于：1）首次揭示胆碱氯化物通过离子相互作用重构聚合物氢键网络的机制；2）开发出性能优于传统塑料的完全生物基薄膜；3）为高附加值微藻应用开辟新途径。这种"绿色设计"策略不仅推动食品包装升级，更为生物基材料在医药、农业等领域的应用提供范式参考。