ε-聚赖氨酸盐酸盐接枝淀粉/PLA/PBAT抗菌复合膜的制备及其在牛肉保鲜中的应用研究

本研究通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)将ε-聚赖氨酸盐酸盐(ε-PLH)共价接枝到淀粉分子上，采用熔融挤出技术制备了具有长效抗菌性能的淀粉基PLA/PBAT复合膜。该薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑制率分别达48.62±2.43%和57.31±1.65%，显著提升机械强度、光学性能和阻隔性能，使4℃牛肉保质期延长100%，为开发非迁移型活性包装提供了新策略。

　　

亮点

本研究创新性地通过共价接枝技术将抗菌肽ε-PLH固定在淀粉骨架上，解决了传统物理混合抗菌剂易迁移、活性不持久的问题。熔融挤出法制备的复合膜兼具环境友好性和长效抗菌性，为食品活性包装提供了工业化生产新路径。

材料与化学试剂

玉米淀粉（试剂级）、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI, >99%)、二甲基亚砜(DMSO, >99%)、ε-聚赖氨酸盐酸盐(ε-PLH, 食品级)、聚乳酸(PLA, MFI=3g/10min)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT, MFI=3.8g/10min)。实验菌株包括大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)，牛肉样品采自上海本地市场。

傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析

如图1(A-III)所示，2250cm^-1处异氰酸酯基(-N=C=O)特征峰减弱，证实ε-PLH的伯氨基(-NH₂)与IPDI的异氰酸酯基发生共价结合。IPDI-ε-PLH中间产物在3300cm^-1处出现显著N-H伸缩振动峰，而最终产物ε-PLH-g-淀粉在1730cm^-1处出现典型羰基(C=O)峰，验证了"淀粉-IPDI-ε-PLH"三明治结构的成功构建。

结论

非迁移型活性抗菌包装因其长效抗菌特性成为食品保鲜高效手段。通过ε-PLH接枝显著提升了淀粉的抗菌性和疏水性，这些改良性能在长达6个月的储存期内保持稳定。采用熔融挤出技术制备的系列复合膜，其力学性能和阻隔性能均满足食品包装要求，实际应用证明可使冷藏牛肉货架期翻倍，为开发新一代可持续抗菌包装材料提供了重要参考。