对羟基肉桂酸修饰壳聚糖包覆氧化锌纳米颗粒的光催化抗菌膜及其在草莓保鲜中的应用研究

本文开发了一种基于对羟基肉桂酸改性壳聚糖（PCS）包覆氧化锌纳米颗粒（ZnONPs@PCS）的新型光催化抗菌复合膜。该材料在蓝光照射下表现出卓越的抗菌性能（对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌圈达16.1 mm和18.5 mm），并通过光催化反应使DPBF吸光度降低60.66%。复合膜（PPZ-2）的抗菌效率超过95%，成功将草莓保质期延长至7天，为绿色食品包装提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究成功开发了采用绿色合成法制备的ZnONPs@PCS，其具有极小的粒径（26.10±0.28 nm）、优异的分散性和显著的抗菌性能（对E. coli和S. aureus的MIC分别为300 μg/mL和150 μg/mL）。在蓝光催化条件下，该材料展现出强大的光动力效应，使DPBF吸光度降低60.66%，抗菌性能较黑暗条件下显著提升。

Characterization and performance studies of PCS

如图1(a)所示，PCS的合成机理为：PCA的-COOH与EDC的碳二亚胺基团反应生成高活性O-酰基脲中间体，通过添加NHS形成稳定的PCA-NHS酯，最终与CS的-NH₂形成酰胺键。这种修饰不仅破坏了壳聚糖的晶体结构，还赋予其优异的抗氧化能力。

Conclusion

研究突破性地解决了传统ZnONPs易团聚、粒径大等问题，开发的ZnONPs@PCS具有超高生物安全性。将其添加到PCS/PVA基复合膜中，使材料兼具机械性能、阻隔性能和光催化抗菌特性。在光照条件下，PPZ-2膜对草莓的保鲜效果显著，保质期延长至7天，为水果保鲜包装提供了创新选择。