基于乳液静电纺丝纳米纤维的双重pH响应型淀粉基智能包装材料：通过内外层颜色叠加实现肉类新鲜度监测与保质期延长

针对传统石油基包装缺乏智能监测与保鲜功能的问题，山东研究人员通过乳液静电纺丝技术构建了淀粉基核壳结构纳米纤维，将脂溶性姜黄素(CUR)与水溶性玫瑰茄花青素(RSA)分别负载于纤维核层与壳层，形成双重pH响应系统。该材料在5天内可完全降解，机械强度提升4倍(8.74±0.17 MPa)，水接触角达75.32±2.32°，且通过内外颜色叠加效应将pH响应时间缩短至<130秒，与肉类腐败指标TVB-N强相关(R2>0.92)，为智能包装提供了环保解决方案。

　　

在全球每年约13亿吨食物因腐败浪费的背景下，传统石油基包装面临双重困境：既无法实时监测食品新鲜度，又加剧了微塑料污染。更棘手的是，现有智能包装多依赖单一pH指示剂（如花青素），其颜色变化范围窄、响应速度慢，且缺乏主动保鲜功能。与此同时，具有抗菌抗氧化特性的姜黄素(CUR)因水溶性差、显色不鲜明等问题，难以与水性指示剂协同使用。如何开发兼具快速响应、广谱监测和主动保鲜的多功能包装，成为食品科学领域的"卡脖子"难题。

山东某研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表的研究中，创新性地采用乳液静电纺丝技术，将辛烯基琥珀酸酐淀粉(OSAS)与聚乙烯醇(PVA)复合物作为载体，构建了核壳结构纳米纤维。CUR负载于丁香精油(CEO)形成的油相核心，玫瑰茄花青素(RSA)分布于水相外壳，通过单轴喷嘴实现无溶剂共载。研究通过测定乳液粒径(88.19±8.33 nm)、纤维力学性能、水蒸气透过率(4.94×10^?10 g·cm/(cm²·s·Pa))等参数，结合降解实验、抗菌测试及虾/猪肉保鲜实验，系统评估了材料性能。

Emulsion properties analysis
OSAS/PVA复合物通过氢键作用形成兼具纺丝性与乳化性的基质，双载乳液(SPR-OC)粒径分布均匀(PDI<0.3)，为后续核壳纤维构建奠定基础。

结论与意义
该研究突破性地实现了三重创新：① 通过OSAS/PVA复合物设计，使纤维5天完全降解且机械强度提升至8.74 MPa；② 核壳结构使CUR缓释12小时，与CEO协同抑制微生物，虾肉货架期延长2天；③ 内外层颜色叠加效应将pH响应范围从单一RSA的粉红-绿色扩展至CUR/RSA协同的橙黄-紫红-蓝绿色谱，响应速度提升60倍(<130秒)。这种"监测-保鲜-降解"三位一体策略，为替代塑料包装提供了新范式，相关技术已申请山东重点研发计划支持。研究首次证实双pH系统颜色叠加与TVB-N的定量关系(R²>0.92)，为智能包装标准化奠定理论基础。