壳聚糖修饰大孔整体材料靶向提取樱桃草莓汁中槲皮素的研究及其抗菌抗氧化双功能特性

本文创新性地采用氧化还原冷冻聚合法构建壳聚糖-NIPAM（Cs-NIPAM）基大孔整体材料，实现果汁中槲皮素（Qu）的高效选择性吸附（198 mg g-1）。该材料兼具优异抗菌性（对大肠杆菌15±3 mm抑菌圈）和抗氧化活性（DPPH/ABTS清除率66.5%/70.5%），其多层/单层混合吸附机制（Freundlich/Langmuir模型R2>0.99）为功能性食品开发提供新型生物材料。

　　

Highlight

本研究通过接枝冷冻聚合技术成功构建具有三维连续大孔结构的壳聚糖-NIPAM（Cs-NIPAM）基整体材料。该材料展现出独特的"双刃剑"特性：既能精准捕获槲皮素分子，又自带抗菌防护盾。

抗菌与抗氧化性能

就像配备分子级防御系统，Cs-NIPAM整体材料对大肠杆菌（E. coli）的抑菌圈达15±3 mm，对金黄色葡萄球菌（S. aureus）也有10±2 mm的阻击效果。其抗氧化性能更令人惊艳，DPPH和ABTS自由基清除率分别飙升至66.5%和70.5%，较未改性材料提升3倍以上——这归功于材料表面密集分布的氨基和羟基形成的"分子陷阱"。

槲皮素吸附性能

在pH=7的中性战场环境下，材料对槲皮素的吸附量达到198 mg g^-1，40分钟内即可结束战斗（达到吸附平衡）。Freundlich和Langmuir模型（R2>0.99）共同揭示其吸附机制：材料表面既有单分子层的精准擒拿（单层吸附），又存在多分子层的围捕（多层吸附），这种"双模式协同作战"得益于材料丰富的孔道结构和功能基团。

实际应用表现

在樱桃和草莓汁的实战测试中，材料将总槲皮素含量从78.55%提升至92.78%，如同为果汁装上了智能分子筛。这种"一石三鸟"的设计（高效吸附、抗菌、抗氧化）为功能性食品开发提供了新型生物材料武器库。

Conclusion

这项研究如同搭建分子乐高，通过精巧的冷冻聚合技术将壳聚糖与NIPAM模块化组装，创造出兼具分子识别和生物活性的智能材料。其环境友好特性（可降解、易回收）和卓越性能，为天然产物提取领域提供了创新解决方案。