利用柑橘（Citrus sinensis）皮通过绿色化学方法制备ZnO纳米粒子：优化体积比以增强 antibacterial 特性和香蕉保鲜效果

《BMC Biotechnology》：Green synthesis of ZnO nanoparticles using Citrus sinensis peel: optimizing volume ratios for enhanced antibacterial and banana preservation activities

　　

摘要

本研究探索了利用Citrus sinensis（柑橘）果皮的水提取物来绿色合成氧化锌纳米粒子（ZnO NPs）的方法。C. sinensis果皮具有生物活性，富含植物化学物质，并且是一种容易获得的农业废弃物。本研究的目的是探讨硝酸锌前体与果皮提取物的体积比（1:1、1:2和2:1）变化对生物合成ZnO NPs的物理化学性质、抗菌活性和防腐效果的影响。通过X射线衍射（XRD）进行的结构分析证实，在所有合成比例下都形成了六方纤锌矿结构的ZnO NPs。其中2:1的比例表现出更好的结晶度和更大的晶粒尺寸（24.2纳米）。傅里叶变换红外（FTIR）光谱识别出了锌-氧键的存在，并证实了来自果皮的生物分子在纳米粒子表面包覆和稳定中的作用。紫外-可见光（UV-vis）光谱显示在大约370纳米处有强烈的吸收峰，这是ZnO NPs的特征，其中2:1比例的样品具有最高的光学吸收能力。扫描电子显微镜结合能量 dispersive 光谱（SEM-EDS）和透射电子显微镜（TEM）观察发现，随着硝酸锌比例的增加，纳米粒子的形态从聚集态转变为细长的棒状结构，这进一步证实了其元素组成为锌和氧。使用圆盘扩散法对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌进行的抗菌活性测试显示，抗菌效果与浓度相关，其中2:1比例合成的ZnO具有最强的抗菌效果。此外，含有ZnO NPs的壳聚糖纳米涂层显著减少了香蕉果实的失重，表明其延长了保质期。2:1比例的涂层在防腐效果上表现最佳。本研究强调了前体比例在调控纳米粒子的大小、形态、结晶度和生物活性方面的关键作用。研究结果表明，利用C. sinensis果皮提取物绿色合成的ZnO NPs是一种有前景的可持续纳米材料，适用于抗菌应用和食品保鲜，同时对环境的影响最小。