二氧化钛掺杂铈基金属有机框架（TiO2-MOFs）活性包装膜调控鳄梨采后成熟的创新研究

为解决鳄梨等跃变型果实因乙烯积累导致的快速腐败问题，韩国研究人员开发了一种基于TiO2掺杂铈基MOFs（Ce-MOFs）的纤维素纳米纤维（CNF）活性包装膜。该材料通过协同吸附（Ce-MOFs）与光催化降解（TiO2）机制，6小时内可完全清除100 ppm乙烯，紫外阻隔率（280 nm）达98.46%，并将鳄梨货架期显著延长。研究为果蔬保鲜提供了兼具高效乙烯清除与环境友好特性的新型解决方案。

　　

鳄梨作为典型的跃变型果实，采后因乙烯爆发式积累导致迅速软化、褐变，全球每年因此造成的损耗高达30%。传统乙烯清除剂如活性炭（物理吸附）和高锰酸钾（化学氧化）存在饱和快、毒性风险等问题，而1-甲基环丙烯（1-MCP）易引发果实风味异常。如何开发安全高效、兼具吸附与降解双重功能的活性包装材料，成为果蔬保鲜领域的关键挑战。

韩国国立研究基金会（NRF）与食品药物安全部支持的研究团队在《Food Chemistry》发表论文，提出将二氧化钛（TiO₂）掺杂的铈基金属有机框架（Ce-MOFs）整合至纤维素纳米纤维（CNF）膜中，构建新型活性包装系统。研究通过溶剂热法合成具有“领结状”形貌的TiO₂-MOFs，采用溶液浇铸法制备复合薄膜，并系统评估其对鳄梨采后生理的影响。关键技术包括：紫外-可见光谱分析光屏蔽性能、气相色谱检测乙烯清除率、扫描电镜（SEM）观察材料形貌，以及色差仪测定鳄梨表皮褐变指数。

Morphological and optical properties
SEM显示TiO₂-MOFs呈对称的丝状束网络结构（图1a），比表面积达1120 m²/g。紫外测试表明，6 wt%掺杂使薄膜在280 nm波长透光率降至1.54%，较纯CNF膜（45.23%）显著提升紫外阻隔性能。

Ethylene scavenging performance
在UV照射下，0.08 g TiO₂-MOFs可在6小时内完全降解100 ppm乙烯，其效率是未掺杂Ce-MOFs的2.3倍，归因于TiO₂的光催化作用与Ce³⁺/Ce⁴⁺氧化还原协同机制。

Film hydrophobicity and mechanical properties
掺杂使薄膜水接触角（WCA）从45.23°升至65.13°，水蒸气透过率（WVP）降低18%，但拉伸强度因颗粒团聚下降12%，提示需优化分散工艺。

Avocado ripening control
CNF/TiO₂-MOFs包装的鳄梨在25°C储存7天后，乙烯积累量仅为对照组的37%，褐变指数（BI）维持在2.1（对照组达4.8），果肉硬度保留率提高52%。

该研究创新性地将Ce-MOFs的吸附特性与TiO₂的光催化功能耦合，突破了传统材料单一作用模式的局限。薄膜兼具紫外屏蔽、湿度调控与机械支撑功能，为开发“多效合一”的智能包装提供了范式。未来可通过表面修饰改善MOFs分散性，或结合其他金属（如Ag）赋予抗菌性能。研究成果对减少果蔬采后损失、推动可持续农业发展具有重要实践价值。