基于玉米醇溶蛋白和β-环糊精金属有机框架（β-CD-MOFs）的可降解生物活性葡萄保鲜膜的开发与应用

本研究创新性地利用β-环糊精金属有机框架（β-CD-MOFs）同时负载绿原酸（CGA）和银纳米颗粒（Ag NPs），构建了兼具抗氧化和抗菌功能的可降解玉米醇溶蛋白（zein）基活性包装膜。该薄膜通过氢键作用形成致密结构，显著提升机械强度（24.61±2.58 MPa）和阻隔性能（水蒸气透过率1.84×10?7 g·m?1·h?1·Pa?1），并能控释活性成分，使葡萄保鲜期延长16天，40天内完全生物降解，为可持续食品包装提供新策略。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过β-环糊精金属有机框架（β-CD-MOFs）同步负载绿原酸（CGA）和银纳米颗粒（Ag NPs），构建了具有"双活性"的可降解玉米醇溶蛋白基薄膜。该材料不仅能智能控释抗菌因子Ag⁺和抗氧化剂CGA，其独特的"分子笼"结构更使活性成分稳定性提升3倍以上。

Material

实验采用食品级β-环糊精（β-CD）和玉米醇溶蛋白（zein）作为基础材料，通过反应扩散法在β-CD-MOFs空腔中原位合成粒径5-8 nm的银纳米颗粒（Ag NPs），同时实现绿原酸（CGA）13.98%的负载率。

SEM and TEM observation

扫描电镜显示：β-CD-MOFs呈现40-60 μm的不规则立方体结构（图1a），负载Ag NPs后表面出现10 nm级孔洞（图1b），透射电镜证实Ag NPs均匀分散在MOFs骨架中（图1c）。薄膜截面分析表明，2%添加量的CGA-Ag@CD-MOFs使zein基质形成最致密的网络结构（图1d）。

Conclusions

1. 1.

   机械性能突破：MOFs-Zein-2%薄膜拉伸强度达24.61 MPa，较纯zein膜提升400%，这归功于CGA与zein分子间形成的"氢键交联网络"。

2. 2.

   智能控释特性：在模拟葡萄储存环境下，薄膜可维持CGA和Ag⁺的缓释达144小时，对大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径分别达18.3 mm和15.7 mm。

3. 3.

   实际保鲜效果：在25°C储存实验中，处理组葡萄的维生素C保留率比对照组高62%，果梗褐变指数降低75%，货架期延长至16天。

（注：翻译严格遵循原文数据，采用"分子笼""氢键交联网络"等形象化表述，保留Ag⁺、10^?7等规范格式，并补充"智能控释""双活性"等专业术语的通俗解释）