基于壳聚糖/芦荟凝胶/ZnO纳米颗粒缓释体系的番茄保鲜技术开发与评价

为解决番茄采后易腐烂、品质下降等问题，研究人员开发了CH/AVG/ZnO-NPs纳米乳液可食性涂层。通过调控C3配方（粒径178 nm，Zeta电位-89.2 mV），显著降低番茄失重率（7%）和腐烂率（18.2%），维持TA（0.5%）与TSS（3.5%）含量，为天然保鲜剂应用提供新方案。

　　

番茄作为全球年产量达1.77亿吨的重要经济作物，其采后损失高达25%-42%，主要归因于呼吸作用、乙烯释放及微生物侵染导致的快速腐败。传统化学保鲜剂存在安全隐患，而单一生物聚合物涂层（如壳聚糖）又面临机械性能差、亲水性强等问题。为此，University of Bisha（沙特阿拉伯）和Shaqra University的研究团队创新性地将壳聚糖(CH)、芦荟凝胶(AVG)与化学沉淀法合成的氧化锌纳米颗粒(ZnO-NPs)复合，开发出具有缓释功能的纳米乳液涂层体系，相关成果发表于《Food Packaging and Shelf Life》。

研究采用动态光散射测定纳米乳液粒径（178 nm）和Zeta电位（-89.2 mV），通过XRD确认非晶结构（2θ=16.5°和21.5°），结合SEM观察均匀分散形态。以20℃储存20天的番茄为模型，系统评估C₁-C₃三种配方的保鲜效果。

材料与方法
通过化学沉淀法合成ZnO-NPs，将不同比例CH、AVG与纳米颗粒复合制备纳米乳液。采用Zeta sizer分析粒径分布，XRD和SEM表征结构形态，通过测定失重率、腐烂率、可滴定酸(TA)和可溶性固形物(TSS)等指标评价保鲜效果。

结果与发现

1. 纳米乳液特性：最优配方C₃呈现单峰分布（PDI=0.743），负电位(-89.2 mV)确保体系稳定性，XRD宽峰证实非晶态结构有利于活性成分缓释。
2. 抗菌性能：C₃对E. coli和S. aureus的抑制效果显著（菌落数分别降至10±5和5±3 cfu/mL），归因于ZnO-NPs的大比表面积与AVG协同抗菌。
3. 保鲜效果：处理组番茄失重率仅7%，显著低于对照组；TA和TSS含量稳定在0.5%和3.5%，感官评分达6.5分（p<0.05），乙烯释放量降低35%。

结论与意义
该研究首次将CH/AVG/ZnO-NPs三元体系应用于番茄保鲜，通过纳米乳液缓释机制实现：①物理阻隔水汽/气体交换；②ZnO-NPs破坏微生物膜结构；③AVG抗氧化延缓成熟。相比传统方法，该技术使番茄货架期延长至20天，为天然保鲜剂开发提供新范式，符合食品工业绿色转型需求。作者Mustafa A. Abdel-Reheimand特别指出，该体系可拓展至其他易腐果蔬，但需进一步优化纳米颗粒浓度以平衡安全性与功效。