纳米植物体功能化活性包装膜延长虹鳟鱼冷藏保鲜期的机制研究

【编辑推荐】针对天然防腐剂稳定性差、生物利用度低的问题，伊朗马什哈德大学团队创新性开发了负载Perovskia abrotanoides精油(PEO)和儿茶素(C)的纳米植物体(NPs)，通过薄膜水化法制备的NPs粒径<200 nm、包封率>75%，显著提升冷藏虹鳟鱼片的抗氧化/抗菌性能，使货架期延长50%。该研究为植物源活性包装提供了新技术路径。

　　

食品保鲜领域正面临合成防腐剂安全性与天然成分稳定性差的双重挑战。随着消费者对清洁标签需求的增长，植物源活性成分如多酚类和精油成为研究热点，但其水溶性差、易降解的特性严重制约应用效果。传统纳米载体（如脂质体）存在包封率低、控释能力不足等问题，亟需开发新型递送系统。伊朗马什哈德大学食品科技团队聚焦这一技术瓶颈，创新性地将纳米植物体(Nanophytosomes, NPs)与活性包装结合，为水产品保鲜提供绿色解决方案。

研究采用薄膜水化-超声法制备负载Perovskia abrotanoides精油(PEO-NPs)和儿茶素(C-NPs)的纳米载体，通过动态光散射、透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)表征理化性质；采用DPPH法和琼脂扩散法评估抗氧化/抗菌活性；最后将最优NPs配方(10 mg C-NPs和30 mg PEO-NPs)整合至羧甲基纤维素(CMC)膜中，监测冷藏虹鳟鱼12天内的pH、硫代巴比妥酸值(TBA)、总挥发性盐基氮(TVB-N)及微生物指标变化。

3.1 纳米植物体特性
粒径分析显示，C-NPs和PEO-NPs的Z均粒径分别为162-181 nm和140-166 nm，多分散指数(PDI)≤0.2，zeta电位-34至-52 mV。TEM证实其球形形态，FTIR揭示磷脂与活性成分通过氢键和疏水作用结合。值得注意的是，儿茶素浓度增加使zeta电位更负（-45→-49 mV），而精油则相反（-52→-34 mV），这与两者在磷脂双层中的定位差异相关。包封率(EE)和载药量(LC)随活性物浓度提升，最高分别达93%和78%。

3.2 活性包装应用效果
含C-NPs的包装膜展现出最优性能：12天后，处理组T1（10 mg C-NPs）的TVB-N值(19.7 mg N/100g)显著低于对照组(33.2 mg N/100g)，TBA值(0.43 mg MDA/kg)仅为对照组(0.84)的51%。微生物方面，C-NPs使总菌落数(TVC)维持在4.3 log CFU/g，较对照组(8.6)降低4.3个数量级，抑菌效果优于PEO-NPs。这种差异源于儿茶素酚羟基的强供电子能力，其DPPH自由基清除率(63%)比PEO-NPs(45%)高40%。

该研究证实纳米植物体可同步解决天然防腐剂的稳定性与控释难题。通过精确调控磷脂-活性成分相互作用，开发的NPs具有小尺寸(<200 nm)、高负电荷(>-30 mV)和pH响应释放特性，在模拟胃肠液中保留率提升2倍。将NPs整合至生物基包装膜的策略，为减少化学防腐剂使用提供了可行路径，符合食品工业可持续发展需求。论文发表于《Food Chemistry: X》的这项工作，不仅拓展了纳米载体在活性包装中的应用边界，更为植物源功能材料的商业化应用奠定了实验基础。