基于氯 dioxide (ClO2)释放的汁液响应型抗菌垫制备及其在冷藏羊肉保鲜中的应用研究

本研究创新性地采用静电纺丝技术制备三层结构汁液响应型抗菌垫，通过亚氯酸钠（NaClO2）与柠檬酸（CA）的定向反应释放二氧化氯（ClO2），实现对五种食源性致病菌（包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等）高达99.99%的抑制率，并将冷藏羊肉货架期延长至21天，为智能活性包装在冷鲜肉保鲜领域的应用提供新策略。

　　

Section snippets

Materials

聚乙烯醇1788（PVA, Mn = 80000）；聚己内酯（PCL, Mn = 80000）；滤纸（上海昊恩化工）；亚氯酸钠（NaClO₂，罗恩试剂）；柠檬酸（CA，天津信步特化工）；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌和单核细胞增生李斯特菌（中国工业微生物菌种保藏中心）。

Preparation of antibacterial pads

通过物理吸附将NaClO₂负载至滤纸纤维。将30×33 cm滤纸浸入NaClO₂水溶液（10 wt%）2小时，60°C干燥12小时。CA通过静电纺丝负载至PVA纤维：将PVA溶液（10 wt%）与CA（10 wt%基于PVA质量）混合，在15 kV电压、0.8 mL/h流速下纺丝。PCL疏水层通过静电纺丝（18 kV电压，1.2 mL/h流速）制备。最终垫层结构为：顶层PCL疏水膜、中层PVA-CA亲水膜、底层Paper-NaClO₂支撑层。

Characterization of Paper-NaClO₂ fiber membranes

如图1A所示，未经处理的滤纸表面纤维交织杂乱且存在大量孔隙（纤维宽度主要分布于15-25 μm和45-55 μm）。经NaClO₂溶液浸渍后，纸膜表面微孔数量增加，纤维宽度分布变为25-35 μm和55-65 μm，表明NaClO₂成功负载并引起纤维溶胀。FT-IR光谱在1250 cm^-1处出现NaClO₂特征峰，水接触角从105.3°降至76.2°，证实纸膜亲水性增强。

Conclusion

我们成功开发出基于二氧化氯释放的汁液响应型抗菌垫，其三层纤维膜结构具备响应特性与抗菌功能，能有效延长冷藏羊肉货架期。释放的ClO₂气体对五种致病菌表现出卓越抑制效果，为创新性保鲜材料研发提供新途径。