基于Fe-CIT/PVA纳米复合薄膜的智能活性包装系统开发及其在虾鲜度监测中的应用研究

本文创新性地合成具有抗菌功能与氨响应变色特性的双功能铁-瓜氨酸配合物（Fe-CIT），并将其引入聚乙烯醇（PVA）基质构建高性能智能包装薄膜。该薄膜表现出超强延展性（372.81%）、疏水性（接触角84.3°）和紫外屏蔽能力（100%），同时具备优异的生物相容性、抗菌活性及氨气敏感性。应用实验证实其能通过可视化颜色变化实时监测4℃和25℃下虾的新鲜度，为开发低成本、可规模化生产的智能活性包装材料提供了新策略。

　　

材料

分析纯硫酸铁和L-瓜氨酸（CIT）分别购自西陇化学有限公司（中国）和瑞恩化学试剂有限公司（中国）。聚乙烯醇（PVA，相对分子量30-50 kD）购自国药集团化学试剂有限公司（中国）。

Fe-CIT纳米晶体的制备

采用改进的溶液法合成Fe-CIT复合纳米晶体。通过调节Fe与CIT的摩尔比（2:1、4:1、6:1、8:1），探究最佳合成条件。最终确定4:1比例制备的纳米晶体具有最均匀的形貌和稳定的性能。

Fe-CIT复合纳米晶体的表征

通过扫描电镜（SEM）观察发现，Fe-CIT纳米晶体呈类球形结构，平均直径约128纳米。能量色散光谱（EDS）分析显示氮、氧、铁元素在样品中均匀分布（图S3），这种分布特性有效促进了活性位点的暴露，并增强了其功能活性。

结论

本研究成功将新型双功能Fe-CIT复合物引入PVA成膜基质，构建出创新性智能活性食品包装薄膜。结果表明，Fe-CIT的添加通过增塑效应显著提升了PVA薄膜的延展性（断裂伸长率增至372.81%），同时显著改善了疏水性、紫外线阻隔能力和水氧阻隔性能。该薄膜还表现出长期颜色稳定性、生物相容性、抗菌活性及氨敏感性，在虾类保鲜监测中展现出实际应用潜力。