《Food Research International》：EGCG-functionalized deacetylated konjac glucomannan/carboxylated cellulose nanofiber films: Development, characterization, and application in antibacterial preservation of fresh-cut fruits
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•通过将EGCG与DKGM和CCNF结合，制备出一种生物基抗菌膜。•EGCG在作用于新鲜切割的果肉时表现出良好的抗菌活性。•EGCG通过氢键与该薄膜发生相互作用，从而提升其结构有序性。•加入EGCG还提升了DKGM/CCNF薄膜的热稳定性。•在新鲜切开的苹果上覆盖该薄膜1小时后，
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通过将EGCG与DKGM和CCNF结合，制备出一种生物基抗菌膜。
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EGCG在作用于新鲜切割的果肉时表现出良好的抗菌活性。
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EGCG通过氢键与该薄膜发生相互作用，从而提升其结构有序性。
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加入EGCG还提升了DKGM/CCNF薄膜的热稳定性。
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在新鲜切开的苹果上覆盖该薄膜1小时后，可抑制80%以上的金黄色葡萄球菌。
引言
近年来，传统的石油基塑料包装因其不可降解、易造成环境污染以及微塑料积累等问题，引发了公众对其可持续性和健康风险的担忧（Li, Cui等，2025）。这促使研究人员积极寻找可再生、生物基且可降解的替代材料（Li等，2025）。其中，源自天然多糖的生物基可降解包装材料受到了广泛关注（Xue, Feng等，2025；Xue, Ji等，2025）。含有功能性物质的多糖基活性包装可通过发挥抗菌和抗氧化作用，更有效地保持水果品质并延长其保质期（Xue, Feng等，2025；Xue, Ji等，2025）。
与完整的水果相比，新鲜切割后的水果在经过切割和处理后会失去果皮的天然屏障，果肉直接暴露在空气或器具表面，这大大增加了微生物污染的风险（Deng等，2026；Khalaf等，2026）。同时，切割还会导致细胞受损和汁液渗出，为微生物的生长繁殖提供养分和水分（Faisal等，2025）。在不当的处理或储存条件下，诸如金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌以及肠出血性大肠杆菌等食源性病原体可能侵入。一旦被污染，新鲜切割的水果就很容易成为传播食源性病原体的载体（Iglesias等，2017）。仅依靠薄膜包装的被动屏障性能和单一的防褐变功能，无法满足新鲜切割水果在保持品质、确保微生物安全及延长保质期方面的综合需求。因此，迫切需要开发能够在新鲜切割水果表面环境中有效发挥作用的生物基抗菌活性包装材料（Preethi等，2021）。此外，新鲜切割水果的供应链往往涉及短期配送，即在加工切割后将其短距离运送给消费者，比如用于外卖配送、家庭短期储存，或是在餐厅和超市中作为即食产品出售。在这种情况下，新鲜切割水果的包装材料应能够快速产生良好的抗菌效果。
开发生物基抗菌膜是新鲜切割水果保鲜研究中的重点方向。由于这些薄膜会直接与果肉接触，因此具有较高食品接触安全性的生物基材料才是制备薄膜的理想选择。魔芋葡甘聚糖是一种天然植物来源的多糖，资源丰富且成本相对较低（Ni等，2021；Shen等，2025）。它被公认为安全的食品级材料，具备良好的成膜性、生物相容性和可降解性，是食品保鲜包装中常用的生物基膜材料之一。然而，天然的魔芋葡甘聚糖薄膜通常存在一些缺陷，如亲水性过强、机械性能较差、阻水性能不足以及缺乏抗菌活性，难以满足新鲜切割水果保鲜的需求。脱乙酰化已被证明是提升魔芋葡甘聚糖性能的有效方法（Peng等，2024；Sun等，2023）。脱乙酰化可以去除魔芋葡甘聚糖分子链上的一部分乙酰基，减少分子链之间的空间阻碍和亲水性，进而促进分子间氢键的形成以及网络结构的构建。脱乙酰化后，DKGM的分子间氢键网络得到加强，使其比天然魔芋葡甘聚糖具有更好的成膜性能和结构稳定性。在此基础上，人们引入了羧基化纤维素纳米纤维作为增强成分。由于其长径比高、机械性能好，且含有大量的羟基和羧基，羧基化纤维素纳米纤维能够进一步强化薄膜的网络结构（Miah等，2024；Zhao等，2024）。同时，DKGM/CCNF网络中的羟基和羧基可以为多酚类生物活性化合物提供潜在的相互作用位点，有助于这些功能性成分在薄膜基质中的均匀分散和稳定存在。在我们之前的研究中，我们制备了DKGM/CCNF复合膜，并将其与防褐变剂结合，用作新鲜苹果的包装材料，有效延缓了苹果的褐变并保持了产品品质（Zhao等，2024）。不过，以往的研究主要侧重于防褐变和品质保持，而这些薄膜缺乏抗菌功能，难以满足控制新鲜切割水果表面微生物的需求。
天然多酚具有自由基清除能力和广谱抗菌活性，同时还具备良好的食品安全性和消费者接受度（Xu等，2024），因此被用于对生物基果蔬包装材料进行功能化处理（Mao等，2025）。表没食子儿茶素没食子酸酯是一种典型的茶多酚成分，含有丰富的酚羟基，因而具有抗氧化和抗菌特性（Zhao等，2025）。由于其含有大量酚羟基，表没食子儿茶素没食子酸酯能够与DKGM/CCNF分子链上的羟基和羧基形成氢键等非共价相互作用，从而使其在薄膜基质中实现均匀分散并稳定存在。此外，表没食子儿茶素没食子酸酯还能通过破坏细菌的细胞壁和细胞膜来发挥抗菌作用（Li, Yang等，2025）。先前的研究已经证实了表没食子儿茶素没食子酸酯对多种细菌和真菌病原体的抗菌活性（Pei等，2022），它也被添加到壳聚糖、明胶和海藻酸盐等薄膜基质中，以提升它们的抗氧化和抗菌性能（Dai等，2022；Li等，2025；Mao等，2023）。然而，将表没食子儿茶素没食子酸酯引入DKGM/CCNF复合膜的研究还比较少，目前尚不清楚表没食子儿茶素没食子酸酯的添加会对DKGM/CCNF薄膜的物理化学性质、结构特征、抗菌活性以及实际包装性能产生怎样的影响。此外，大多数关于表没食子儿茶素没食子酸酯抗菌活性的研究都是针对完整水果的保鲜，对于其在新鲜切割水果中快速发挥抗菌作用的研究验证还较为有限。
本研究将表没食子儿茶素没食子酸酯引入DKGM/CCNF复合膜中，以此开发出生物基抗菌活性膜。研究了不同含量的表没食子儿茶素没食子酸酯对DKGM/CCNF薄膜物理化学性质的影响，以及它们对与新鲜切割水果安全性相关的微生物的体外抗菌活性。随后，以接种了金黄色葡萄球菌的新鲜切苹果为模型，在模拟最后一公里配送和即食场景的1小时短期覆盖条件下，测试了含表没食子儿茶素没食子酸酯的DKGM/CCNF薄膜的快速抗菌效果及其应用潜力。同时，还评估了这类薄膜对新鲜切苹果的褐变抑制和品质保持作用。本研究有望为开发能够为新鲜切割水果保鲜提供快速高效抗菌效果的活性包装材料提供有益的参考。
章节摘要
材料
魔芋葡甘聚糖购自中国湖北的强森魔芋科技有限公司。羧基化纤维素纳米纤维、碳酸钠和谷胱甘肽由中国上海的阿拉丁试剂有限公司提供。甘油则由上海的麦克林生化有限公司供应。表没食子儿茶素没食子酸酯来自中国陕西的禹州生物技术有限公司，而pH值为7.2–7.4的1倍浓度PBS缓冲液则由北京的天润华科生物技术有限公司提供。
FTIR分析
测量了不同浓度表没食子儿茶素没食子酸酯负载的抗菌膜的FTIR光谱（图1a），以此分析表没食子儿茶素没食子酸酯与G-DKGM/CCNF抗氧化膜之间的相互作用。在表没食子儿茶素没食子酸酯的光谱中，3478厘米负一次方和3356厘米负一次方处有两个吸收峰，这两个峰分别对应于多个酚羟基的O-H伸缩振动，其中3478厘米负一次方处的峰可能对应于游离的酚羟基，而3356厘米负一次方处的峰则与分子内结合的酚羟基有关
结论
在本研究中，通过将表没食子儿茶素没食子酸酯引入G-DKGM/CCNF复合膜中，成功制备出一种能够快速发挥抗菌效果的生物基抗菌包装膜。表没食子儿茶素没食子酸酯主要通过氢键与DKGM/CCNF薄膜发生相互作用，这种相互作用改变了薄膜的内部结构，提高了它们的结晶度。表没食子儿茶素没食子酸酯的添加提升了G-DKGM/CCNF复合膜的热稳定性，但却对其机械性能产生了负面影响。在
作者贡献说明
曹阳：论文撰写——审稿与编辑、论文撰写——初稿、可视化、研究实施、数据整理。赵一乐：论文撰写——初稿、可视化、研究实施、数据整理、概念构思。李志新：论文撰写——审稿与编辑、研究实施、概念构思。吴迪：论文撰写——审稿与编辑、项目监督、项目管理、研究实施、资金获取、概念构思。陈晨：论文撰写——审稿与编辑、方法设计。江艾丽：方法设计、形式审查
利益冲突声明
作者声明自己不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。
致谢
本研究得到了中国山东省重点研发计划（2022TZXD0022）以及浙江省高校基本科研业务费（226-2024-00084）的支持。作者感谢浙江大学农业试验站的金蓉女士在实验过程中给予的帮助。
曹阳|赵一乐|李志新|吴迪|陈晨|江艾丽|杨向政|王达|李娴|陈坤松
