开发并表征了一种以海藻酸/昆卡葡甘露聚糖复合薄膜为基础的保鲜材料，该薄膜通过负载蜂胶提取物和茶树精油制备的Pickering乳液进行增强，用于草莓的保鲜

《Industrial Crops and Products》：Development and characterization of alginate/konjac glucomannan composite film reinforced with propolis extract and tea tree essential oil co-loaded Pickering emulsions for strawberry preservation

制备了SA/KGM复合薄膜负载协同封装的PEE和TTO Pickering乳液（PTEOs），显著提升机械强度（+12.5 MPa）、阻隔性能（水汽透过率降低50%，UV屏蔽率31.9%）及抗菌抗氧化能力（抑菌圈>18 mm，自由基清除率>80%），草莓保鲜期延长3-4天，土壤降解率60%以下，兼具环保优势。

　　这项研究聚焦于开发一种具有多功能性的可生物降解薄膜，以满足可持续食品包装的需求。研究团队采用了一种创新的方法，将蜂胶乙醇提取物（PEE）和茶树精油（TTO）共同封装于Pickering乳液中，并将其引入到海藻酸钠（SA）和魔芋葡甘聚糖（KGM）复合薄膜（SK薄膜）中，制备出一种新型的SK/PTEOs复合薄膜。通过优化乳液与基质的比例，研究团队发现当SK薄膜中添加2%的PTEOs（SK/PTEOs2）时，薄膜的机械性能和阻隔性能得到了显著提升。具体而言，SK/PTEOs2的拉伸强度增加了约12.5 MPa，而水蒸气渗透率减少了约50%，同时其紫外线阻隔能力也提升了约31.9%。此外，SK/PTEOs2薄膜还表现出良好的抗氧化性能（DPPH和ABTS自由基清除率均超过80%）以及强大的抗菌活性（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径超过18 mm）。

在草莓保鲜试验中，SK/PTEOs2薄膜能够将草莓的保质期延长3-4天，在25℃环境下保持了草莓的硬度（保留率≥91%），限制了总可溶性固形物（TSS）的损失（TSS损失<7%），并且显著降低了草莓的质量损失（减少14.2%）相比未包装的对照组。这些性能的提升主要归因于PTEOs在SK薄膜中的有效封装，使得活性成分能够在较长时间内稳定释放，同时保持薄膜的物理性能和功能性。此外，SK/PTEOs2薄膜在土壤埋藏测试中表现出快速的生物降解性，21天内质量损失达到60%，这与循环经济的理念相契合，表明其在环保方面具有巨大潜力。

SK薄膜本身作为一种天然的可生物降解材料，因其良好的透明度、气体阻隔性和机械柔韧性而被广泛应用于食品包装领域。然而，单独使用这些生物聚合物时，其机械强度不足、抗湿性较差以及内在的抗氧化和抗菌活性有限，难以满足实际应用需求。研究发现，通过将SA与KGM结合，可以有效增强复合薄膜的机械性能，SA中的羧基（-COO?）与KGM中的羟基（-OH）之间形成的氢键增强了复合薄膜的结构稳定性和机械性能。同时，SA作为良好的基质材料，能够有效地结合天然生物活性成分，如植物提取物、精油和黄酮类化合物，从而进一步提升薄膜的功能性。

然而，PTEOs的高挥发性和水不相容性使得其在水性基质中直接应用时存在一定的困难。为了克服这一问题，研究团队采用Pickering乳液技术，将PEE和TTO封装于由大豆蛋白分离物（SPI）和羧甲基纤维素（CMC）构成的天然固体颗粒中。这种封装方法不仅有效控制了活性成分的释放速率，还提高了其在薄膜基质中的稳定性和相容性。通过高剪切均质化技术，研究团队成功制备了PTEOs，并对其稳定性、形态学特征以及对SK复合薄膜性能的影响进行了系统研究。实验结果显示，PTEOs在SK薄膜中的加入显著改善了薄膜的物理性能和功能性，同时保持了其良好的生物降解性。

在材料表征方面，研究团队通过扫描电子显微镜（SEM）对SK/PTEOs复合薄膜的表面和截面形貌进行了观察。结果显示，SK/PTEOs2薄膜在表面和截面结构上均表现出良好的均匀性和连续性，而SK/PTEOs2.5薄膜则因过量的乳液添加导致了微结构的异常，形成了较大的表面凹陷和不连续的截面结构。这一现象表明，乳液添加量对薄膜的微观结构具有显著影响，需在一定范围内进行优化。此外，通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线衍射（XRD）分析，研究团队确认了SK/PTEOs复合薄膜中存在氢键相互作用，这种非共价键的形成有助于增强薄膜的结构稳定性。

在薄膜的物理性能方面，研究团队通过一系列测试评估了其厚度、机械性能、气体阻隔性能以及表面润湿性。结果显示，SK/PTEOs2薄膜的厚度适中，同时其拉伸强度和断裂伸长率均显著优于未添加乳液的SK薄膜。SK/PTEOs2薄膜的拉伸强度达到了19.5 MPa，断裂伸长率达到27.9%，表明其在机械性能上具有显著优势。此外，SK/PTEOs2薄膜在水蒸气阻隔性能方面表现出色，其水蒸气渗透率降至最低（1.59×10?1? kg·m?2·s?1·Pa?1），这归因于PTEOs的封装使得薄膜表面的水分子吸附效率降低，从而减少了水分的渗透。同时，SK/PTEOs2薄膜在氧气和二氧化碳的阻隔性能方面也有所提升，其氧气渗透率减少了29.67%，二氧化碳渗透率降低了53.57%。这一结果表明，PTEOs的引入不仅增强了薄膜的机械性能，还显著提高了其阻隔性能，从而为食品包装提供了更有效的保护。

在薄膜的表面润湿性方面，研究团队通过接触角测试发现，SK/PTEOs2薄膜表现出显著的疏水性，其接触角达到94.6°，表明其表面具有较强的疏水特性。这一特性有助于减少水分的渗透，提高薄膜的耐水性能。然而，当PTEOs的添加量增加至2.5%时，SK/PTEOs2.5薄膜的接触角下降至89.1°，这可能是因为过量的乳液导致薄膜表面出现微孔结构，从而影响其疏水性能。这一现象进一步验证了乳液添加量对薄膜性能的调控作用，表明在一定范围内，增加PTEOs的添加量可以提升薄膜的疏水性，但过量添加则可能导致性能下降。

在抗氧化性能方面，SK/PTEOs2薄膜表现出优异的自由基清除能力。通过DPPH和ABTS自由基清除率测试，SK/PTEOs2薄膜的自由基清除率分别达到84.5%和91.8%，远高于未添加乳液的SK薄膜。这种增强的抗氧化性能主要归因于PEE和TTO中的多酚类化合物和萜烯类化合物，这些成分通过电子转移和氢原子供体机制有效地清除自由基，从而延缓草莓的氧化过程。此外，研究团队还发现，SK/PTEOs2薄膜在紫外线照射下的自由基清除能力表现出良好的稳定性，其清除率仅下降至70.8%（紫外线照射）和77.9%（自然光照），这表明PTEOs具有优异的紫外线屏蔽能力，能够有效保护活性成分免受紫外线破坏，从而维持其长期的抗氧化功能。

在抗菌性能方面，SK/PTEOs2薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出显著的抑制效果。通过抑菌圈直径测试，SK/PTEOs2薄膜对这两种细菌的抑菌圈直径分别达到17.9 mm和19.9 mm，远高于SK和SK/TEOs薄膜。这种增强的抗菌性能源于PEE和TTO的协同作用：TTO能够破坏细菌的细胞膜结构，而PEE中的多酚类化合物则能够穿透细菌的细胞壁，通过多种作用机制加速细菌的失活。这一结果表明，SK/PTEOs2薄膜不仅能够有效抑制微生物的生长，还能延缓草莓的腐败过程，从而延长其保质期。

在实际应用方面，SK/PTEOs2薄膜在草莓保鲜试验中表现出优异的性能。通过为期5天的存储试验，SK/PTEOs2薄膜能够有效减少草莓的重量损失（仅6.2%），并保持其硬度（保留率≥91%），同时显著降低TSS的损失（TSS保留率≥92.9%）。此外，SK/PTEOs2薄膜还能有效控制草莓的pH值变化，其pH值在存储5天后仅上升至3.86，比SK薄膜低10.6%。这种pH值的稳定可能有助于抑制微生物的生长，从而进一步延长草莓的保质期。同时，SK/PTEOs2薄膜在存储过程中表现出良好的外观保持能力，几乎没有出现霉变或腐烂现象，这与其优异的抗菌和抗氧化性能密切相关。

在环境降解性方面，SK/PTEOs2薄膜表现出良好的生物降解性能。通过土壤埋藏试验，SK/PTEOs2薄膜在21天内实现了60%的质量损失，这表明其能够在自然环境中迅速降解，符合循环经济和可持续发展的要求。相比之下，传统的聚乙烯（PE）薄膜在整个21天的测试过程中均未出现明显的降解迹象，这表明SK/PTEOs2薄膜在环保性能上具有显著优势。

综上所述，这项研究通过将PEE和TTO共同封装于Pickering乳液中，并将其引入到SK薄膜中，成功开发出一种新型的多功能可生物降解薄膜。这种薄膜不仅在物理性能和功能性方面表现出色，还具有良好的环境友好性，为食品包装行业提供了一种可持续的解决方案。未来的研究可以进一步探索PTEOs在不同食品包装材料中的应用潜力，以及其在更长时间存储条件下的性能表现，以推动其在实际食品包装中的广泛应用。