具有可调释放性能的负载巴西苏木素可生物降解电纺膜用于活性与智能食品包装

《Food Packaging and Shelf Life》：Brazilin-loaded biodegradable electrospun membranes with tunable release for active and intelligent food packaging

　　

食物浪费和安全挑战要求可持续包装解决方案，既能延长货架期，又能提供腐败相关变化的实时指示。研究人员报道了静电纺丝聚乳酸(PLA)和聚乙二醇(PEG)膜的制备与表征，该膜负载了巴西苏木素(brazilin)——一种具有抗氧化、抗菌和pH响应特性的天然多酚化合物。研究人员采用单轴和同轴静电纺丝调控纤维形态，从而调节释放动力学，减少初始突释并产生延长释放尾。扫描电子显微镜确认了均匀的微纤维结构，同轴纤维相对单轴纤维表现出更小的直径和更小的孔径。释放研究证明了可调的释放曲线，单轴纤维在24 h内接近完全释放，而同轴结构将释放延长至三周以上。抗氧化测定(ABTS、FRAP)验证了强劲且持久的活性，与氢原子转移和电子转移机制一致。抗菌测试显示对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)具有显著抑制作用，而革兰氏阴性菌仍具有抗性，突显了联合策略的必要性。该膜还在酸性、中性和碱性pH条件下表现出稳健、可重复的比色转变（黄–橙–红），并且该比色响应在加速腐败条件下使用北极红点鲑得到了进一步验证，为食品基质中的功能性提供了初步证据。总之，这些发现确立了负载巴西苏木素的电纺膜作为多功能、可生物降解的包装材料，集成了主动防护与智能传感。通过结合持续抗氧化活性、靶向抗菌功效和可见腐败指示，这项工作展示了下一代包装技术在改善质量、安全和可持续性方面的潜力。未来研究应在真实食品基质中验证性能，并探索协同抗菌组合以拓宽功效。

全球粮食系统面临食物浪费与食品安全的双重危机。据统计，每年约有10.52亿吨食物损失，约6亿人罹患食源性疾病，塑料包装污染进一步加剧了环境负担。传统包装材料难以同时满足延长货架期与实时监测食品新鲜度的需求。巴西苏木素（brazilin）是从苏木（Caesalpinia sappan）心材中提取的天然多酚类黄酮化合物，具有抗氧化、抗菌和pH响应变色特性。已有研究将苏木提取物应用于聚合物膜中监测肉类新鲜度，但存在三点不足：一是依赖成分不稳定的粗提物，难以准确归因生物活性并保证重复性；二是评估时间仅为小时级