PNIPAM 凝胶涂层罗勒精油/聚己内酯纳米纤维的温度响应挥发性调控与抗真菌性能

《Foods》：Thermoresponsive PNIPAM Gel-Coated PCL Nanofibers: Characterization, Vapor-Phase Release of Rosemary Essential Oil, and Activity Against Aspergillus flavus

　　

摘要

罗勒精油（REO）被掺入到静电纺制的聚(ε-己内酯)（PCL）纳米纤维中，随后通过浸渍法对这些纳米纤维进行热响应型聚(N-异丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）凝胶涂层改性。涂层纤维在PNIPAM的最低临界溶解温度（LCST）以下和以上表现出温度依赖的表面润湿行为。PNIPAM涂层在25°C时降低了水蒸气透过率，并将水蒸气透过率（WVTR₄₀/WVTR₂₅）从1.65提高到了2.31，而厚度归一化的水蒸气渗透性并未显示出明显的LCST依赖性变化。采用HS-SPME-GC-MS进行顶空分析发现，随着孵育时间和温度的升高，REO挥发性物质的积累量逐渐增加。在48小时后，PNIPAM涂层在25°C时将选定挥发性标志物的总顶空量减少了约7.2倍，在40°C时减少了4.9倍。涂层与温度之间的显著交互作用（p < 0.05）表明涂层改变了挥发性物质的转移温度依赖性，未涂层纤维的40/25°C比率从1.65提高到涂层纤维的2.41。在针对产毒黄曲霉的非接触性抗真菌试验中，含有REO的纤维在25°C时表现出短暂的生长抑制作用；而在40°C下，抑制作用持续了10天的整个孵育期，且未涂层含REO的纤维抑制作用更为明显。在25°C时，所有纤维系统对AFB₁的积累均无显著影响；而在40°C时，所有样本（包括未经处理的对照组）均未检测到AFB₁。总体而言，PNIPAM凝胶涂层有效保留了REO挥发性物质，同时引入了它们向气相转移的温度依赖性调节机制，尽管这种响应并不表现为简单的LCST触发式释放模式。