姜黄素负载纳米颗粒改性PBAT/PLA智能比色膜的开发及其抗菌抗氧化性能研究

本研究针对天然染料姜黄素在包装应用中稳定性与生物利用度不足的问题，通过筛选Zn-MOF、CaCO3和SiO2三种纳米颗粒载体构建Cur@nanoparticles，并整合至PBAT/PLA薄膜体系。结果表明，Cur@Zn-MOF/PBAT/PLA复合膜综合性能最优，兼具588%断裂伸长率、16.23 MPa机械强度、70%抗氧化效率及显著抗菌性，同时具备氨气响应变色功能，为食品新鲜度可视化监测提供了创新解决方案。

　　

姜黄素（Curcumin）作为一种天然染料已被广泛应用于智能包装领域。为提升其在包装材料中的稳定性和生物利用度，研究团队筛选了三种纳米颗粒——锌金属有机框架（Zn-MOF）、碳酸钙（CaCO₃）和二氧化硅（SiO₂）作为姜黄素载体，成功合成Cur@nanoparticles并将其整合至聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）聚合物基质中。

研究系统评估了Cur@nanoparticles对薄膜力学性能、热稳定性、疏水性、抗菌性、抗氧化性及氨气响应功能的影响。结果表明，Cur@Zn-MOF/PBAT/PLA复合膜展现出最优综合性能：断裂伸长率达588%，机械强度为16.23 MPa，抗氧化效率高达70%。该材料对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）均表现出显著抑制效果，并具有灵敏的氨气响应变色功能——在氨气环境中薄膜颜色可从黄色转变为橙红色。

本研究证实Zn-MOF是姜黄素的理想载体，所开发的Cur@Zn-MOF/PBAT/PLA复合膜不仅实现了食品新鲜度的可视化监测，更为PBAT/PLA复合材料的应用场景拓展提供了创新方向。