冷等离子体/纳米颗粒功能化明胶活性膜的构建及其在罗非鱼片保鲜中的应用研究

本研究针对生物基食品包装材料机械强度不足、阻隔性能差等瓶颈问题，创新性地采用大气冷等离子体(ACP)改性负载姜黄素-白藜芦醇的硫酸软骨素-玉米醇溶蛋白纳米颗粒(ZCRC NPs)，开发出具有多重增强性能的明胶活性膜。该复合膜机械强度提升168%，氧气透过率降低50%，DPPH清除率提高108%，为水产保鲜提供了绿色高效的解决方案。

　　

随着全球对生态友好型食品包装需求的增长，生物基聚合物薄膜研究备受关注。明胶因其优异的成膜性、生物降解性和氧气阻隔性成为理想基材，但其机械强度弱、易受微生物污染等缺陷制约实际应用。传统改性方法如化学交联会残留毒性，物理共混难以改善界面结合，而新兴的大气冷等离子体(ACP)技术能通过非热力学作用实现材料多功能增强，却尚未应用于水产保鲜领域。

海南大学研究团队在《Food Research International》发表研究，构建了ACP修饰的硫酸软骨素-玉米醇溶蛋白纳米颗粒(ZCRC NPs)共载姜黄素和白藜芦醇体系，开发出新型明胶活性包装膜。通过SEM、FT-IR、XRD等技术表征发现，ACP处理使NPs分散均匀度提升168%，通过促进氢键、疏水作用和静电力增强基质交联。复合膜水蒸气透过率从7.45×10^?7降至2.63×10^?7 g/m·d·Pa，热稳定性显著提高(P < 0.05)。抗氧化测试显示DPPH清除率从29.11%提升至60.63%，ABTS清除率从45.25%增至76.80%，有效延缓鱼片腐败。

关键技术包括：大气冷等离子体表面改性、纳米颗粒乳化-超声法制备、扫描电镜(SEM)形貌分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)相互作用检测、差示扫描量热法(DSC)热稳定性评估，以及罗非鱼片实际保鲜效果验证。

研究结果显示：SEM证实ACP处理使ZCRC NPs表面粗糙度增加，形成均匀分散体系；FT-IR显示ACP诱导的酪氨酸残基氧化形成二酪氨酸共价交联；机械性能测试表明拉伸强度从0.025 MPa提升至0.067 MPa，断裂伸长率翻倍；阻隔性能测试显示氧气透过率降低50%；DSC证明热分解温度提高14.6℃；保鲜实验证实处理组鱼片TVB-N值较对照组降低37.2%。

结论指出，ACP通过三重协同机制实现性能突破：离子刻蚀效应减少NPs聚集，活性氧(ROS)介导共价交联增强界面结合，表面功能化赋予额外抗氧化能力。该研究为水产保鲜提供了兼具高强度、高阻隔性和活性保鲜功能的绿色包装方案，其非热加工特性尤其适合热敏性食品应用。Zhang Liming团队强调，该技术可扩展至其他蛋白-多糖复合体系，为可持续食品包装设计提供新范式。