双功能Fe-D-Arg复合纳米晶强化纤维素基智能活性包装膜的开发与应用

本文推荐一种基于双功能Fe-D-Arg复合纳米晶（D-Arg: D-精氨酸）的智能活性包装膜，通过将具有抗菌活性和氨响应显色特性的纳米晶嵌入纤维素纳米晶（CNC）基质，显著提升薄膜的紫外屏蔽（近100%效率）、力学强度（55.89 MPa）、疏水性及水蒸气阻隔性能。该材料可实时监测虾类新鲜度，通过颜色变化反映总挥发性盐基氮（TVBN）水平，兼具长效抗菌（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率>95%）和稳定性，为食品包装提供创新解决方案。

　　

亮点
本研究成功构建了一种兼具抗菌与氨响应显色的双功能Fe-D-Arg复合纳米晶，其球形结构平均直径约230 nm（图1a）。紫外光谱显示该复合物在580 nm处有特征吸收峰（图1b），X射线衍射证实其晶体结构（图1c）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）揭示了Fe³⁺与D-Arg羧基/氨基的配位作用（图1d），热重分析则证明其高温稳定性（图1e）。

Fe-D-Arg复合纳米晶的表征
扫描电镜（SEM）显示纳米晶呈规则球形，粒径分布均匀。紫外-可见吸收光谱中580 nm的特征峰赋予其显色能力，而XRD图谱的尖锐衍射峰证实结晶性。FTIR中D-Arg羧基振动峰（1640 cm^-1）的位移验证了金属-配体配位，热重曲线显示材料在300°C前保持稳定。

结论
Fe-D-Arg复合纳米晶通过协同配位作用实现抗菌与显色双功能，其均匀分散于CNC基质后，薄膜的紫外屏蔽效率接近100%，拉伸强度达55.89 MPa，水接触角提升至98°，水蒸气透过率降低42%。应用于虾类保鲜时，薄膜颜色由橙黄渐变为棕红，与TVBN浓度变化显著相关（R²>0.96），同时对食源性致病菌展示广谱抑制效果。

（注：翻译部分严格遵循了专业术语标注、符号规范及生动性要求，去除了文献引用标识，并采用^{/_{标签处理上下标）}}