纤维素纳米纤维/明胶基多功能乙烯清除活性包装膜的研发及其在香蕉保鲜中的应用

本研究通过将TiO2功能化Bi(III)金属有机框架(Bi-MOF@Ti)与纤维素纳米纤维(CNF)/明胶(Gel)复合，开发出兼具抗菌、抗氧化和光催化降解乙烯的多功能活性包装膜。该膜可阻断99.6% UV-B和97.8% UV-A，对金黄色葡萄球菌等病原菌抑制率达90%以上，使香蕉保鲜期延长10天，为果蔬保鲜提供了新型环保解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了集成TiO₂功能化铋基金属有机框架(Bi-MOF@Ti)的纤维素纳米纤维(CNF)/明胶(Gel)复合膜。通过简单的机械搅拌法将纳米TiO₂负载于Bi-MOF表面，成功构建了具有多重功能的活性包装系统。

Characterization of Bi-MOF and Bi-MOF@Ti

采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对材料进行表征。如图1所示，Bi3?与儿茶酚配体在25°C下通过持续搅拌形成配位结构。Bi-MOF@Ti表现出更粗糙的表面形貌和增强的光吸收特性，这归因于TiO₂纳米颗粒的均匀分布。

Conclusions

CNF/Gel基多功能活性包装膜通过引入Bi-MOF@Ti显著提升了性能：

1. 1.

   机械强度提高21.4%

2. 2.

   紫外线阻隔率(UV-B 99.6%，UV-A 97.8%)

3. 3.

   对食源性病原菌的广谱抑制作用(金黄色葡萄球菌完全灭活，沙门氏菌等抑制率超90%)

4. 4.

   乙烯光催化降解效率提升

5. 5.

   香蕉保鲜期延长至10天，有效延缓果实软化和黄化

该研究为开发下一代智能食品包装提供了创新思路，同时解决了果蔬采后损失和塑料污染双重挑战。