环保型抗氧化羧甲基纤维素/果胶复合膜：牛至精油与香草酸协同延长番茄货架期的研究

本文开发了一种羧甲基纤维素(CMC)/果胶/牛至精油(OEO)/香草酸(VA)复合膜(CPOV)，通过VA增强氢键网络提升力学性能(抗拉强度49.24 MPa)，OEO中香芹酚和百里酚赋予85.87% DPPH自由基清除率及显著抗菌效果(大肠杆菌6.33 mm/金黄色葡萄球菌6.00 mm)，10天可土壤降解，使樱桃番茄常温保鲜期延长至19天，为兼具食品保鲜与塑料污染治理的绿色包装提供新方案。

　　

Highlight

本研究通过溶液共混法成功开发出高抗氧化性且机械性能优异的CPOV复合膜。VA通过质子化CMC中的电离羧基(-COO^-→-COOH)显著增强氢键作用，使薄膜抗拉强度达49.24 MPa，断裂伸长率44.58%；OEO中的百里酚(thymol)和香芹酚(carvacrol)赋予薄膜卓越的自由基清除能力(DPPH清除率85.87%)和抗菌活性(对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌圈>6 mm)。该薄膜10天即可被土壤完全降解，并将樱桃番茄常温货架期延长至19天。

Materials

羧甲基纤维素(CMC)(分子量250,000，取代度800-1200 mPa·s)、牛至精油(OEO)(纯度≥98%)、香草酸(VA)(纯度≥98%，分子量168.15)购自上海阿拉丁生化科技；果胶和吐温80来自北京英诺克科技；DPPH自由基由TCI化学工业提供；大肠杆菌ATCC29213和金黄色葡萄球菌ATCC25922菌株源自美国模式培养物集存中心。

Synthesis of CMC/pectin/OEO/VA films

如方案1所示，采用溶液共混法制备CPOV薄膜：首先CMC与果胶在甘油辅助下形成网络结构(CP膜)，随后VA提供的H⁺离子强化CMC分子间氢键(CPV溶液)，最后乳化OEO融入体系，其酚类化合物通过分子间作用力均匀分散，最终形成具有抗氧化-抗菌双功能的CPOV复合膜。

Conclusions

该研究创新性地构建了CMC/果胶基多功能薄膜体系，通过VA和OEO的协同作用同时解决传统包装材料的机械性能缺陷和功能单一问题，其完全生物降解特性与卓越的保鲜性能，为开发下一代可持续活性食品包装材料提供了重要参考。