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荔枝皮多酚复合膜:物理化学特性、微观结构及其在食品保鲜中的应用研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月07日 来源:Food Webs 1.5
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研究人员针对果蔬保鲜中微生物污染和水分流失导致的经济损失问题,开发了一种基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素(CMC)的复合膜,并掺入荔枝皮多酚(LPP)以增强保鲜性能。研究发现,2 mg/mL LPP可使SA-CMC膜的拉伸强度提升153%,同时降低紫外线透过率和水蒸气渗透性,显著延缓香蕉褐变和失重(减少29.5%)。该研究为果蔬保鲜膜开发及荔枝皮废弃物资源化利用提供了创新方案。
荔枝作为热带水果广受欢迎,但其果皮常被废弃,造成资源浪费。荔枝皮富含多酚类活性物质,具有抗氧化和抗菌特性,然而其在食品保鲜膜中的应用尚未充分探索。与此同时,果蔬采后因微生物污染和水分流失导致的腐败问题亟待解决。传统塑料包装难以降解,而多糖基材料如海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素(CMC)虽可生物降解,但机械性能和抗菌性不足。如何通过天然多酚改性提升其功能,成为研究热点。
为突破这一瓶颈,Zhong Han团队以SA和CMC为基材,掺入荔枝皮多酚(LPP)和蒙脱土(MMT),制备了SCML复合膜。通过优化配比和浓度,系统评估了膜的物理化学特性及保鲜效果。研究采用溶剂浇铸法制备薄膜,通过紫外-可见分光光度计、拉伸试验机、扫描电镜(SEM)等技术分析性能,并以香蕉和小番茄为模型验证保鲜效果。
SA与CMC比例对薄膜机械性能的影响
研究发现,SA:CMC为3:1时,薄膜的拉伸强度(14.31 MPa)和杨氏模量最优,同时保持适中延展性,为后续实验奠定基础。
LPP浓度对薄膜物理特性的调控
低浓度LPP(≤2 mg/mL)显著提升薄膜性能:SCML-2的拉伸强度达18.69 MPa,较对照组提高153%;紫外线阻隔性和疏水性(接触角106.2°)同步增强。但高浓度LPP(≥3 mg/mL)因多酚聚集导致结构不均,性能下降。
化学相互作用与微观结构
傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)证实,LPP通过氢键和非共价作用嵌入SA-CMC网络。SEM显示低浓度LPP薄膜表面光滑,而高浓度时出现褶皱,印证了机械性能的差异。
果蔬保鲜应用验证
SCML-2涂层使香蕉贮藏7天后失重减少29.5%,褐变显著减轻。但高浓度LPP组因膜结构缺陷,保鲜效果甚至低于对照组,揭示了“低浓度协同、高浓度拮抗”的双向调节规律。
该研究创新性地提出LPP在复合膜中的浓度阈值效应,为果蔬保鲜膜设计提供了理论依据。通过废弃荔枝皮资源化利用,不仅降低了环保压力,还拓展了天然多酚在食品包装中的应用场景。未来需进一步探究薄膜的抗菌机制和工业化生产成本效益,以推动实际应用。
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