基于ZIF-8@单宁酸协同构建的多孔抗氧化复合膜及其在蓝莓保鲜中的应用研究

本研究创新性地利用金属有机框架ZIF-8与单宁酸协同构建具有气体交换通道的活性包装膜，显著提升CS/GEL/PVA复合膜的热稳定性、机械强度和抗氧化性（DPPH清除率提升10.10%），CTZ100组成功抑制蓝莓贮藏期间的微生物腐败与水分迁移，为开发兼具呼吸调控和抗氧化功能的可降解食品包装提供新策略。

　　

材料

壳聚糖（CS，分子量60-80 kDa，脱乙酰度≥85.00%）、聚乙烯醇（PVA，聚合度1750±50，含量≥99.00%）和明胶（GEL，碱性动物源明胶，凝胶强度~240 g）购自国药集团化学试剂有限公司（上海）。甘油购自金山化学试剂有限公司（成都）。六水合硝酸锌（含量≥99.00%）、单宁酸、2-甲基咪唑（分子量：82.08 g/mol）均购自阿拉丁试剂有限公司（上海）。实验用水为超纯水（18.25 MΩ·cm）。

ZIF-8纳米颗粒的结构表征

通过扫描电镜（SEM）对合成的ZIF-8纳米颗粒进行观察，结果显示其形成了规则十二面体晶体，尺寸均一，分布均匀（图1a），与先前报道一致（Zhang et al., 2024）。此外，图1b展示了水相合成的ZIF-8纳米颗粒的粒径分布和Zeta电位。粒径分布呈现单峰，中心位于约530 nm，进一步证实了纳米颗粒的均匀性和优异的分散稳定性。Zeta电位为+38.5 mV，表明其表面带正电荷，这有助于其与带负电的生物聚合物（如单宁酸）通过静电相互作用结合。

结论

本研究通过水相法合成了ZIF-8，并将其与单宁酸共同引入壳聚糖/明胶/聚乙烯醇（CS/GEL/PVA）复合膜中。低浓度的ZIF-8（50–100 mg）通过与聚合物基质形成致密的交联网络，有效提升了薄膜性能。最优配比的CTZ100薄膜（含100 mg ZIF-8）展现出改善的热稳定性（总失重率：75.81%）、机械强度（较CT组提升1.60倍）、抗氧化活性（提升10.10%）以及气体交换能力。然而，过高的ZIF-8添加量（150 mg）会导致纳米颗粒团聚，破坏薄膜结构的完整性，从而降低其性能。在蓝莓保鲜应用中，CTZ100薄膜成功抑制了微生物腐败、重量损失、硬度下降以及水分迁移，显著延长了果实的货架期。该研究为开发兼具抗氧化功能和呼吸调控能力的可降解活性食品包装材料提供了有价值的见解。