超声波-冷冻预处理竹纤维增强PBAT复合膜的缓释抗菌性能及其在食品包装中的应用

为解决可降解包装材料功能化不足的问题，研究人员通过超声波联合超低温冷冻技术预处理竹纤维(BF)，显著提升其比表面积(20.37 m2/g)和孔容(0.1619 cm3/g)，成功开发出负载肉桂精油(CEO)的PBAT复合膜。该材料兼具优异力学性能(TS 31.003 MPa，EAB 376.599%)和长效抗菌特性，在豆腐保鲜中展现出显著应用价值。

　　

这项突破性研究创新性地采用超声波-超低温冷冻双重预处理技术对竹纤维(BF)进行改性，成功构建出具有超高比表面积(20.37 m²/g)和发达孔隙结构(0.1619 cm³/g)的生物载体。以聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为基材，通过熔融挤出-吹塑工艺制备的BFs/PBAT/CEO复合薄膜展现出"一箭双雕"的特性：既能高效负载抗菌活性成分，又可加速材料的环境降解。

扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)显示薄膜表面具有独特的凹凸形貌，布鲁瑙尔-埃米特-泰勒(BET)测试证实其卓越的载药能力(2.6%)。热重分析(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)揭示了精油分子的稳定结合状态。令人振奋的是，该材料对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)均表现出"接触-非接触"双重抗菌模式，在豆腐保鲜实验中成功将保质期延长30%以上。

这种"载体-基材-活性成分"三位一体的设计策略，为开发下一代智能型可降解食品包装材料提供了全新思路，既解决了传统塑料污染难题，又突破了功能性生物材料的技术瓶颈。