基于海藻酸钠的光热抗菌薄膜：聚多巴胺-小檗碱纳米颗粒的制备及其在巨峰葡萄保鲜中的应用

为解决传统塑料包装污染和水果保鲜难题，研究人员开发了聚多巴胺-小檗碱纳米颗粒（PDA-BBR-NPs）负载的海藻酸钠光热薄膜。该薄膜通过近红外（NIR）光热效应和天然抗菌剂协同作用，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率达98%，光热转换效率达32.65%，成功将巨峰葡萄保质期延长3-6天，为可持续食品包装提供新策略。

　　

全球每年因塑料食品包装产生的污染高达800万吨，而传统化学防腐剂可能引发耐药性问题。与此同时，巨峰葡萄等易腐水果在储运过程中因微生物滋生导致的高损耗率，成为制约产业发展的痛点。如何开发兼具环境友好和高效保鲜功能的材料，成为食品科学领域的重要挑战。

中国某研究机构团队在《Journal of Future Foods》发表的研究，创新性地将仿生材料聚多巴胺（PDA）与天然抗菌剂小檗碱（BBR）结合，构建了具有双重功能的纳米复合体系。研究人员通过溶液氧化法自组装制备PDA-BBR-NPs，利用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱等技术表征其理化性质，并通过体外抗菌实验和葡萄保鲜实验验证应用效果。

在材料制备方面，研究团队优化了反应条件：氨水浓度0.4 mL、反应温度25°C、时间24小时时，可获得粒径177.1 nm的均匀球形纳米颗粒。药物负载测试显示最优配方载药量达48.4%，包封率84.7%。FTIR分析证实PDA与BBR之间存在π-π堆积和氢键相互作用，紫外光谱中340 cm^-1
处的红移进一步验证了载药成功。

光热性能测试显示，在808 nm近红外光照射下，PDA-BBR₂₀
的光热转换效率达32.65%，较纯PDA提升1.38倍。五轮激光开关循环中温度波动小于5%，表现出优异稳定性。抗菌机制研究发现，纳米颗粒可通过三重作用杀灭病原菌：①物理吸附破坏细胞膜（对E. coli和S. aureus吸附率分别达16%和23%）；②诱导活性氧（ROS）爆发，使细菌内ROS水平提升21-24倍；③NIR照射产生局部高温（50°C以上），使细菌存活率降至1.73%。

在巨峰葡萄保鲜实验中，经2% PDA-BBR-NPs处理并NIR照射的样品表现出最佳效果：12天室温储存后，腐烂率显著降低，重量损失较对照组减少6.08%，pH值维持在4.12，可滴定酸含量为0.337%。电镜观察显示处理组葡萄表皮微生物附着量明显减少，保质期延长3-6天。

该研究的突破性在于首次将PDA的光热特性与BBR的天然抗菌功能协同整合到海藻酸钠基质中，创建了"光热-化学"双模式保鲜系统。这种可生物降解的活性包装材料，不仅解决了传统塑料的环境污染问题，其非接触式的光热杀菌方式更为冷链运输提供了新思路。研究团队特别指出，纳米颗粒的溶血率低于1%，具有良好的生物安全性，为后续商业化应用奠定基础。未来研究需进一步优化材料的大规模生产工艺，并探索不同水果品种的适配性参数。这项成果为发展绿色智能食品包装技术提供了重要理论依据和实践范例。