《Food Hydrocolloids》：Comparative study on characteristics of gelatin/κ-carrageenan based films containing polyphenols-loaded zeolitic imidazolate framework-8 and their application for fish oil packaging
编辑推荐：
•开发了添加ZIF-8、QC@ZIF-8和GA@ZIF-8的明胶/角叉菜胶（G/C）薄膜•QC@ZIF-8/G/C薄膜具有高紫外阻隔性、拉伸强度和抗氧化活性•活性薄膜在25天的储存期间能延缓鱼油的脂质氧化•由QC@ZIF-8/G/C和GA@ZIF-8/G/C薄膜制成的包装袋能
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开发了添加ZIF-8、QC@ZIF-8和GA@ZIF-8的明胶/角叉菜胶（G/C）薄膜
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QC@ZIF-8/G/C薄膜具有高紫外阻隔性、拉伸强度和抗氧化活性
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活性薄膜在25天的储存期间能延缓鱼油的脂质氧化
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由QC@ZIF-8/G/C和GA@ZIF-8/G/C薄膜制成的包装袋能保存鱼油中的多不饱和脂肪酸
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生物聚合物薄膜表现出比LDPE薄膜更快的可生物降解性
引言
每年大约13亿吨食品，占全球总产量的近三分之一，要么在供应链中丢失，要么作为废弃物被丢弃，导致了严重的经济、环境和公共卫生问题。这一令人震惊的数字凸显了在整个食品系统中实施有效保鲜策略和先进包装技术的迫切需求。包装作为维持食品质量的关键因素，起到阻隔氧气、水分和微生物侵入的作用（Cheng等，2022年）。传统的合成聚合物，如聚乙烯和聚丙烯，因其优异的阻隔性能、机械强度和低廉的成本而被广泛使用。然而，它们不可生物降解以及可能存在的化学迁移问题引发了对塑料废物积累和安全性的严重担忧，从而促使人们寻求更环保和功能化的替代品（Liu等，2024年）。
为解决这些挑战，研究日益转向源自天然生物聚合物的可生物降解和活性包装系统。κ-角叉菜胶（C）和鱼明胶（G）等材料因其出色的成膜能力和环保特性而受到高度关注。这些生物聚合物不仅具有环境友好特性，还支持开发具有显著功能性的智能包装（Shaji等，2025年）。基于多糖的薄膜通常表现出较差的机械强度和对水分的高敏感性，这限制了它们在高水分食品系统中的实际应用。为克服这些缺陷，已采用了聚合物共混、疏水剂的掺入以及纳米材料的使用来增强基体结构（Liu等，2025年）。例如，明胶（G）与角叉菜胶（C）的共混通过形成坚固的氢键网络，展示了在薄膜稳定性方面的协同改进，增强了结构完整性（Murugan等，2025年）。尽管如此，这些复合薄膜，如明胶/κ-角叉菜胶（G/C）共混物等，仍然表现出中等的水蒸气和氧气透过性，凸显了对包装材料进行创新改性需求的必要性（Murugan等，2025年）。在此背景下，金属有机框架（MOFs），特别是沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）如ZIF-8，已作为前沿的纳米填料出现，能够赋予生物聚合物薄膜多功能特性（Farasati Far，2024年）。ZIF-8以其高比表面积、可调孔结构和包封生物活性化合物的能力而著称，从而实现改善保鲜效果的控释功能（Rostamkhani等，2024年）。槲皮素（QC）和没食子酸（GA）是已知的结构各异的多元酚类化合物，分别代表一种黄酮类和一种酚酸，具有很强的抗氧化活性。将它们负载到ZIF-8中能够实现其在G/C基体中的包封和控释。结果，实现了具有抗氧化活性的多酚负载ZIF-8的载体功能（Bisht等，2026年）。当整合到生物聚合物基体中时，ZIF-8不仅增强了机械和阻隔性能，还赋予了强效的抗菌活性，将被动包装转变为活性系统（Li等，2025年）。此外，MOF-生物聚合物杂化薄膜已显示出作为智能包装的潜力，能够通过物理或化学参数的变化实时指示新鲜度或腐败（Zhang等，2025年）。尽管取得了这些进展，大多数当前研究仍局限于体外评估或单一聚合物系统，对复杂基体如G/C薄膜中多功能MOF复合物的探索不足。更为关键的是，尚缺乏如鱼油包装或其他脂肪性食品包装等的实际食品应用。
鱼油源自海洋加工副产品，特别是尖唇鱼（Lates calcarifer，亚洲石斑鱼）的脂库和内脏，被广泛认为是长链多不饱和脂肪酸（PUFAs）的关键来源，特别是二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）（Bora等，2025年）。这些脂肪酸因其有益作用而受到认可，特别是在降低心血管疾病、炎症和癌症风险方面。然而，高PUFA含量也使鱼油极易发生氧化降解，导致储存期间风味、香气、颜色和营养质量的不良变化（Yue，2025年）。使用了BHT等商业抗氧化剂，然而与焦虑症、心血管疾病等健康问题相关的合成化学品并不受消费者青睐（Bora等，2025年）。尽管鱼油由于对氧化降解的高敏感性而成为评估活性包装材料有效性的理想模型系统，但针对多酚负载MOFs作为控释抗氧化平台以保存易氧化脂质系统的研究仍然稀缺。此外，关于不同多酚被包封在相同MOF结构中如何影响释放行为、抗氧化性能和食品保存效果的信息也很匮乏。
基于上述背景，我们假设将多酚负载的ZIF-8纳米颗粒掺入明胶/κ-角叉菜胶（G/C）基体中，可以发挥多功能活性包装系统的作用，同时改善可生物降解薄膜的结构和性能表现。具体而言，我们的假设为：(1) ZIF-8将作为增强型纳米填料，改善G/C薄膜的机械、热和阻隔性能；(2) 将槲皮素（QC）和没食子酸（GA）包封在ZIF-8中，能够实现对抗氧化化合物的控释并提供对脂质氧化的持久保护；(3) QC和GA的不同物理化学特性将导致不同的释放动力学、抗氧化活性和保存效率；以及(4) 所得的QC@ZIF-8/G/C和GA@ZIF-8/G/C薄膜将比传统生物聚合物薄膜和LDPE包装更好地保护鱼油免受氧化（图1）。
为检验这一假设，在G/C基体中制备了含有ZIF-8、QC@ZIF-8和GA@ZIF-8的多功能活性包装薄膜，并系统地表征了其结构、机械、热、阻隔、抗氧化、释放和生物降解性能。更重要的是，使用密封鱼油包装袋在真实储存条件下验证了其实际应用性。
章节摘要
材料和化学试剂
六水合硝酸锌（Zn(NO3)2.6H2O）购自Loba Chemie（印度马哈拉施特拉邦孟买）。2-MeIm购自Glentham生命科学（英国科尚）。角叉菜胶（κ-角叉菜胶，HE-A，分子量1.71 × 106 g/mol，75°C下1.5%水溶液的粘度为50 cP），一种由β-D-半乳糖和3,6-脱水-α-D-半乳糖单元通过β-(1→4)和α-(1→3)糖苷键交替连接的硫酸化半乳糖，以及鱼皮明胶（约250 Bloom，纯度? 95%）
微观结构
如图2a所示，G/C薄膜呈现出光滑、均一和致密的表面和截面，没有可见的裂纹、孔隙或相分离。结果证实了它良好的成膜能力和G与C链之间强烈的分子间相互作用（Zhang等，2024年）。掺入ZIF-8后，ZIF-8/G/C薄膜的表面形貌变得更加粗糙，尽管整体结构仍保持连续和致密。截面图像显示了一个
结论
成功开发并系统表征了掺入ZIF-8、QC@ZIF-8和GA@ZIF-8的多功能明胶/κ-角叉菜胶共混薄膜作为可持续的活性包装材料。多酚负载ZIF-8的掺入显著影响了薄膜的结构组织、热行为、光学性能、机械性能、抗氧化活性和阻隔性能。生物聚合物基体、ZIF-8框架之间的强烈分子间相互作用，
CRediT作者贡献声明
傅宇：撰写–审阅与编辑，数据整理。张斌：撰写–审阅与编辑，数据整理。Thummanoon Prodpran：撰写–审阅与编辑，正式分析，数据整理。Abhishek Bisht：撰写–原稿，验证，软件，方法论，正式分析，数据整理。Gokulprasanth Murugan：撰写–审阅与编辑，验证，方法论，正式分析，数据整理。Kim Jun Tae：撰写–审阅与编辑，数据整理。Soottawat Benjakul：撰写–审阅与
未引用参考文献
Khan等，2023年；Li等，2026年；Murugan等，2024年；Zhang等，2025年；Zhang等，2025年。
写作过程中生成式人工智能和人工智能辅助技术的声明
在准备本作品期间，作者使用了ChatGPT（OpenAI）来提高语言的清晰度并减少文本相似度。使用该工具/服务后，作者审阅并编辑了内容（如需），并对出版物的内容承担全部责任。
资金
本研究由宋卡王子大学研究生奖学金计划在2024年（PSU_GSS 2567-073）提供资金支持，也感谢宋卡王子大学，泰国合艾。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些可能影响本论文中所报告的工作。
5. 致谢
作者衷心感谢泰国合艾宋卡王子大学农业工业学院国际卓越中心海鲜科学与工程创新中心（ICE-SSI）在本研究全程提供的支持。感谢宋卡王子大学给Abhishek Bisht的PSU研究生奖学金。
Abhishek Bisht | Gokulprasanth Murugan | Thummanoon Prodpran | 傅宇 | 张斌 | Kim Jun Tae | Soottawat Benjakul
