Nisin电纺纳米纤维作为活性食品包装材料的创新研究：抗菌与抗氧化性能及毒理学评估

为解决食品防腐剂化学合成添加剂的安全性问题，研究人员通过静电纺丝技术制备了含Nisin的PVA/PCL纳米纤维，系统表征了其理化性质并验证了长效抗菌（抑制金黄色葡萄球菌和李斯特菌）、抗氧化（757-833.67 μM TEAC）及生物安全性（溶血率<3%）。该研究为开发天然防腐活性包装提供了新策略。

　　

在食品工业快速发展的今天，消费者对化学防腐剂的担忧与日俱增。合成添加剂可能带来的健康风险和环境负担，促使人们转向寻找天然替代品。与此同时，对新鲜、少加工食品的需求激增，使得如何有效控制食源性病原菌成为亟待解决的难题。传统防腐剂在加工和储存过程中易失活，而纳米技术的兴起为这一领域带来了新希望。在这一背景下，巴西的研究团队创新性地将天然抗菌肽Nisin与可生物降解聚合物结合，开发出具有长效活性的纳米纤维包装材料，相关成果发表在《Journal of Food Engineering》上。

研究团队主要采用静电纺丝技术制备纳米纤维，结合扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热法(DSC)等表征手段，并通过ABTS法测定抗氧化活性，采用牛奶食品模拟系统评估抗菌性能，最后进行溶血试验和细胞毒性测试验证生物安全性。

【Electrospun nanofibers】
通过优化PVA（10-15%）和PCL（10-15%）的纺丝参数，成功制备了8种含Nisin（0.125 mg/mL）的纳米纤维。SEM显示纤维直径范围在303.6-1789.1 nm，FT-IR证实Nisin成功负载。

【理化特性】
DSC检测到PVA（57-65°C）和PCL（59-64°C）的特征峰，但Nisin的加入使PVA纤维结晶度降低。机械测试表明Nisin使PVA纤维的杨氏模量从22.9 MPa降至7.65 MPa，断裂伸长率从102.6%降至46.6%。

【生物活性】
PVA-Nisin纤维对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑制效果可持续1.5年，在牛奶模型中还能有效抑制单增李斯特菌（Listeria monocytogenes）。抗氧化活性达757-833.67 μM TEAC（ABTS法），所有配方溶血率<3%，PVA10纤维在L929细胞毒性测试中表现安全。

【Conclusions】
该研究首次证实PVA-Nisin电纺纤维兼具长效抗菌、抗氧化和生物安全性，突破性地解决了天然防腐剂稳定性差的瓶颈。其创新点在于：① 选用GRAS认证的Nisin和可降解聚合物；② 通过纳米纤维载体实现活性成分缓释；③ 在真实食品模拟体系中验证功效。这项技术为开发"清洁标签"食品包装提供了重要参考，未来可拓展应用于生鲜食品保鲜、医疗敷料等领域。研究团队特别指出，PVA基纤维的性能优于PCL，这为后续材料选择提供了明确方向。