金属有机框架与HPβCD/赤藓糖醇包合物复合纳米纤维膜的制备及其在活性食品包装中的应用研究

本研究针对食品保鲜中抗菌与抗氧化功能协同调控的难题，通过超声介导法制备HPβCD/Ery包合物，结合ZIF-8金属有机框架(MOFs)与PLA/Gel/GI静电纺丝技术，开发出具有缓释特性的纳米纤维膜。该材料能持续释放Ery达240小时，显著延缓葡萄腐败，为生物可降解活性包装提供了新策略。

　　

食品保鲜领域长期面临化学防腐剂安全性与功效持久性的双重挑战。传统包装材料难以实现抗菌、抗氧化功能的协同控制，且生物可降解材料的机械性能与活性成分负载能力不足。金属有机框架(MOFs)虽在抗菌方面表现优异，但其与天然抗氧化剂的复合应用仍存在技术瓶颈。针对这些问题，中国某研究团队在《Food Chemistry》发表研究，创新性地将沸石咪唑酯骨架ZIF-8与超声介导的羟丙基-β-环糊精(HPβCD)/赤藓糖醇(Ery)包合物结合，通过静电纺丝技术制备出多功能纳米纤维膜。

研究采用超声介导包合技术、ZIF-8自组装法和静电纺丝三大关键技术，其中样本队列来源于牛骨明胶及商业化的食品级原料。

研究结果

1. 材料表征：FE-SEM显示HPβCD/Ery包合物成功改变原始晶体形态，纳米纤维直径从337.36 nm增至2184.20 nm。FTIR证实纤维膜中形成氢键网络，XRD证明包合物使材料结晶度降低。
2. 性能优化：添加ZIF-8和包合物后，纤维膜热稳定性提升，亲水性增强，水蒸气透过率(WVT)下降，更利于食品保鲜。
3. 功能验证：体外实验证实材料对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)具有显著抑制作用；Ery缓释曲线显示240小时内持续释放，葡萄保鲜实验验证其延缓腐败效果。

结论与意义
该研究首次实现ZIF-8抗菌性与HPβCD/Ery抗氧化功能的协同整合，突破传统包装单一功能的局限。通过调控纤维直径和结晶度，使材料兼具生物相容性（PLA/Gel基材）与功能持久性（240小时缓释）。这种"抗菌-抗氧化"双效协同的纳米纤维膜，为开发新一代活性食品包装材料提供理论依据和技术模板，尤其适用于高附加值生鲜产品的保鲜。作者Lingling Bai等特别指出，该技术的原料均来自天然或可降解物质，符合可持续发展理念，具有明确的产业化前景。