氧化钙增强壳聚糖生物复合膜的抗菌活性：一种可持续食品活性包装材料的创新研究

本文推荐了一种基于壳聚糖(CS)和氧化钙(CaO)纳米颗粒的新型活性包装材料。研究通过共沉淀法合成CaO（650℃煅烧1小时），发现120分钟搅拌制备的CaO-120具有最小晶粒尺寸（27.4 nm）和最强抗菌效果（对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)杀灭率达99.9999%）。含3% CaO的CS复合膜展现出优异热稳定性（Td10%=186.3℃）、机械强度（85.3 MPa）和水蒸气阻隔性（0.14 g·m/m2·d·mmHg），符合联合国SDG 2/3/12/13/14可持续发展目标，为食品保鲜提供了环保解决方案。

　　

Highlight

立方体氧化钙(CaO)颗粒通过共沉淀法成功合成，在100 rpm搅拌速度下分别控制搅拌时间为60、90和120分钟。SEM和XRD分析表明，随着合成过程中搅拌时间的增加，CaO的颗粒和晶粒尺寸逐渐减小。其中CaO-120样品展现出卓越的抗菌效能，这归功于其更小的颗粒和晶粒尺寸——对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的杀灭率高达99.9999%，实验组未检出存活菌落。

Conclusions

综上所述，通过调控共沉淀法的搅拌时间（60/90/120分钟），我们成功制备了立方体CaO颗粒。研究证实延长搅拌时间可减小CaO晶粒尺寸（CaO-120仅27.4 nm），从而显著提升抗菌活性。含3% CaO的壳聚糖(CS)复合膜表现出：

1. 1.

   热稳定性提升（初始分解温度T_d10%达186.3℃）

2. 2.

   机械性能增强（拉伸强度85.3 MPa）

3. 3.

   水蒸气透过率降低（0.14 g·m/m²·d·mmHg）

4. 4.

   对食源性致病菌的强效杀灭作用（6-7 log减少量）

   该生物复合材料完美契合活性食品包装需求，为解决食品浪费和塑料污染问题提供了创新方案。