魔芋葡甘聚糖/黄蓍胶协同稳定丁香油颗粒在复合膜中的应用及蓝莓保鲜机制研究

针对传统塑料污染和果蔬保鲜需求，研究人员开发了以魔芋葡甘聚糖(KGM)/壳聚糖(CS)为基质的静电互锁型Pickering乳液活性膜(KC-KT@EUG)。通过KGM与黄蓍胶(GT)协同稳定丁香油(EUG)乳液，显著提升薄膜阻隔性、抗菌性和土壤降解性，使蓝莓保质期延长10天，为绿色包装材料设计提供新思路。

　　

随着全球塑料污染问题日益严峻，开发可降解的环保食品包装材料成为食品科学与材料工程领域的研究热点。传统聚乙烯(PE)等塑料薄膜虽具有优异的机械性能，但其不可降解性导致严重的环境负担。以天然多糖（如魔芋葡甘聚糖KGM、壳聚糖CS）为基础的活性包装薄膜被视为理想替代方案，但现有技术面临机械强度不足、功能单一、活性成分释放过快等挑战。特别是对于蓝莓等易腐水果，常规多糖薄膜难以满足长期保鲜需求。

福建省自然科学基金资助项目的研究团队在《Carbohydrate Polymers》发表创新成果，通过构建KGM/黄蓍胶(GT)协同稳定的丁香油(EUG)Pickering乳液，并将其静电嵌入KGM/CS复合膜基质，成功开发出兼具优异机械性能、抗菌活性和环境友好特性的KC-KT@EUG活性包装薄膜。该研究首次揭示了乳液与成膜溶液间的静电互锁机制，使蓝莓在9天储存期内腐败率显著降低，货架期延长10天，为设计新一代生物基保鲜材料提供了理论依据和技术路径。

关键技术包括：通过Zeta电位和界面张力测定优化KGM/GT质量比(1:5)；采用激光共聚焦显微镜(CLSM)和流变仪分析乳液稳定性；通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)验证组分相互作用；基于水蒸气透过率(WVP)和氧气透过率(OP)测试评估屏障性能；以蓝莓为模型开展9天保鲜实验，监测腐败率、失重率等指标。

物理形态分析
光学显微观察显示KT乳液在21天储存后仍保持均匀分散，平均粒径为12.6?μm。CLSM三维重建证实KGM/GT在油水界面形成致密吸附层，接触角测定显示GT接触角(85.3°)与KGM(72.5°)的互补性促成稳定界面膜。

薄膜性能表征
KC-KT@EUG薄膜的拉伸强度达38.7?MPa，断裂伸长率提升至45.3%，WVP降低23%至1.72?×?10^-11?g·m/m²·Pa·s。TGA显示热稳定性略有下降(最大分解温度降低15℃)，但土壤降解实验表明28天降解率达89%。

保鲜效果验证
相较于PE膜，KC-KT@EUG组蓝莓腐败率降低67%，失重率控制在4.3%以内，硬度保持率提高52%。抗氧化测试显示DPPH清除率持续高于80%，显著抑制霉菌生长(p?

该研究创新性地利用KGM/GT的协同稳定作用与KGM/CS基质的静电互锁效应，构建了具有三维网络结构的活性包装体系。FTIR证实KGM的β-1,4-糖苷键与GT的羧基形成氢键，XRD显示结晶度降低至19.8%，表明组分达到分子级整合。研究不仅解决了乳液与成膜溶液相容性差的技术难题，更通过系统调控界面电荷行为，实现了活性成分的缓释功能。这种基于天然多糖的绿色包装策略，为减少塑料污染、延长生鲜食品货架期提供了可规模化应用的解决方案，对推动食品包装行业可持续发展具有重要实践意义。