综述：木质素磺酸盐在食品活性包装设计中的进展与作用

（编辑推荐）本综述系统阐述了木质素磺酸盐（LS）作为绿色多功能材料在食品活性包装中的应用潜力，其两亲性结构可增强机械强度、阻隔水蒸气/氧气（H2O/O2），并通过清除自由基（ROS）、紫外（UV）屏蔽和抗菌活性延长脂质/蛋白质食品货架期，为可持续包装开发提供新思路。

　　

木质素磺酸盐：食品包装界的多面手

Abstract

木质素磺酸盐（LS）是木质纤维素磺化制浆过程中产生的两亲性衍生物，其独特的极性/非极性结构赋予其抗氧化、抗菌和阻隔性能。研究表明，LS作为活性包装添加剂可显著提升复合材料机械强度、降低水溶性，并通过清除自由基（DPPH/ABTS）、屏蔽UV和抑制微生物（MIC测试）三重机制延缓食品腐败。

Introduction

全球每年超10亿吨食品浪费问题催生了活性包装研发需求。传统石油基材料面临环境挑战，而木质素作为第二大天然芳香聚合物（年产量1亿吨），98%被低效焚烧。LS作为木质素水溶性改性产物，兼具生物相容性与多功能性，在维生素载体（如Ca-LS）应用中已展现潜力，为其包装应用奠定基础。

Lignosulfonate properties

LS的分子量分布和磺酸基团数量（图1）直接影响其性能。例如，高磺化度LS能形成稳定胶束，增强与亲水性基质（如PVA、CNCs）的相容性。其酚羟基（—OH）和醌结构是抗氧化活性的关键，而磺酸基（—SO₃H）则赋予抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制浓度（IC）可达0.5 mg/mL。

Effect on active packaging properties

机械性能：5% LS添加使大豆蛋白膜拉伸强度提升40%，归因于LS与蛋白质的氢键交联。

阻隔性：LS的疏水芳环结构可将水蒸气透过率（WVTR）降低30%，氧透过率（OTR）下降50%。

生物活性：含LS薄膜使大豆油过氧化值（PV）在2周内降低54%，UV屏蔽率＞90%。

Lipid and protein product应用实例

LS包装对脂类食品效果显著：

• 含鱼油乙酯的LS复合膜将其PV控制在11.74，显著低于空白组（13.18）

• 但对蛋白质食品（如奶酪）可能影响益生菌活性，需权衡抗菌与功能微生物保存

Limitations and perspectives

当前挑战包括：

1. 木材来源差异导致批次不稳定性

2. 纯化工艺复杂（需去除残留亚硫酸盐）

3. 法规安全性评估（如迁移量检测）

   未来方向应聚焦LS与益生菌的兼容性调控及蛋白质食品适配性优化。

结语

这种"变废为宝"的生物材料正推动包装革命——既能减少造纸废料焚烧，又能通过"一膜多效"延长食品保质期。随着对LS构效关系的深入解析，其或将成为可持续食品包装的核心组件。