引言
在全球食品供应链中，约30%的生鲜果蔬因采后腐败而遭受经济损失，其中微生物感染和生理劣变是最主要的原因（Gidado, Gunny, & AlNashef, 2025）。尽管传统石油基包装（如PE）具有优异的阻隔性能，但其不可降解性加剧了环境污染，且缺乏抗菌功能（Kalita, et al., 2025）。因此，开发兼具可降解性和抗菌活性的绿色包装材料尤为重要。作为天然生物聚合物的代表（Kumar, Ramakanth, Akhila, & Gaikwad, 2021），多糖资源丰富，是绿色包装材料的优良基材。其中，壳聚糖（CS）作为一种天然阳离子多糖，近年来因其广谱抗菌活性、可生物降解性和良好的成膜性，使基于CS的包装材料备受关注（Flórez, Guerra-Rodríguez, Cazón, & Vázquez, 2022; Iqbal, et al., 2025; Orhotohwo, et al., 2025; Y. Wang, et al., 2023）。CS可在自然环境和生物系统中主要通过溶菌酶和壳聚糖酶等酶降解，这些酶水解β-1,4-糖苷键生成无毒的D-氨基葡萄糖寡糖，证实了其作为可持续包装基材的优异可生物降解性（Ali, Sharma, Salama, Ling, & Li, 2024; Wrońska, Katir, Nowak-Lange, El Kadib, & Lisowska, 2023）。然而，纯CS膜存在明显局限性。CS分子链刚性较弱，导致拉伸强度差和机械性能不足（Jiaxin Yu, Xie, Han, Wang, & Ma, 2025）。CS膜还存在耐水性差的问题，导致水汽阻隔性能不足，容易溶胀，进一步降低耐水性（Yin, et al., 2023）。此外，其热稳定性差且缺乏紫外屏蔽等协同保鲜能力，严重限制了其在食品保鲜中的应用。精油及其主要成分因其抗菌和抗氧化活性而常被添加到活性包装膜中（Liu, et al., 2025; Nahas, Furtado, Lopes, & Silva, 2025）。然而，许多精油成分在水中溶解度差，难以在亲水性CS成膜液中均匀分布，可能导致加工过程中出现相分离、聚集和活性成分损失（Dong, et al., 2024; Yun, et al., 2025）。近期研究表明，疏水性生物活性化合物可与合适的氢键配合物形成液态共熔体系，随后引入生物聚合物膜中。例如，百里酚-辛酸疏水型深共熔溶剂已被引入CS/明胶膜中（Wen, et al., 2023），而基于百里酚和精油的含辛酸和薄荷醇的共熔体系也被引入CS膜中（Jiang, He, Chen, Yang, Yang, et al., 2025; Jiang, He, Chen, Yang, Tang, et al., 2025）。这些发现为利用共熔形成作为将疏水性活性化合物引入亲水性生物聚合物基质的替代途径提供了文献依据。据此，本研究探讨CIN:LA共熔体系作为减轻疏水性CIN直接引入水性CS成膜液过程中相容性限制的潜在策略。
"深共熔溶剂（DES）"的概念由Abbott等人于2003年首次提出（Bosco, De Cesaris, Antonelli, Felli, & Gentili, 2025）。作为一类可调溶剂，DESs通过氢键受体（HBA）和氢键供体（HBD）之间的分子间氢键自组装而成（Cherniakova, Varchenko, & Belikov, 2024; Jiang, He, Chen, Yang, Tang, et al., 2025）。其成分依赖的理化性质使DESs可同时作为食品包装膜中的增塑剂和活性化合物载体。此前对CS膜的研究主要关注亲水性氯化胆碱基DES。尽管这些体系提高了膜的柔韧性并可引入紫外屏蔽、抗氧化或抗菌活性，但其亲水性往往增加了水的亲和力或水蒸气透过率（Jakubowska, Gierszewska, Nowaczyk, & Olewnik-Kruszkowska, 2021; Rolińska, ??czycka-Wilk, Kaczmarczyk, & ?mieńko, 2025; Jiahao Yu, Xu, Goksen, Yi, & Shao, 2023）。
为克服这一局限，疏水型深共熔溶剂（HDES）越来越多地被应用于生物聚合物膜中。Wen等人（2023）将百里酚:辛酸HDES引入CS/明胶膜，报告在最佳添加水平下水接触角增加且水蒸气透过率（WVTR）降低38.5%。类似地，Zoratti等人（2024）将百里酚与乙酸、甜菜碱或辛酸组合制备疏水性天然共熔溶剂用于明胶膜，主要关注其增塑、机械、耐水和抗菌效果。Jiang等人（2025）开发了由精油、辛酸和/或薄荷醇组成的二元和三元HDES，重点关注增塑、控释和多功能性。最近，Zhang等人（2025）将薄荷醇:丙酮酸HDES引入CS膜，并将柔韧性和耐水性的改善归因于氢键、离子相互作用和疏水微相组织的综合作用。总之，这些研究表明HDESs可通过增塑、氢键、疏水缔合、离子相互作用和控释来调节生物聚合物膜基质。
在本研究中，选择肉桂醛（CIN）和DL-乳酸（LA）是因为它们提供了不同的分子相互作用途径。与多组分肉桂精油不同，CIN是一种化学定义的含活性醛基的抗菌化合物。在CIN:LA共熔体系中，CIN的羰基氧可参与氢键受体相互作用，而LA的羟基和羧基提供氢键供体位点。在引入CS基质后，LA可促进CS氨基的质子化，而CIN的一部分醛基可与CS的氨基缩合形成C=N键，如此前报道的CS-CIN体系所述。（Dong, et al., 2024; Kenawy, Omer, Tamer, Elmeligy, & Eldin, 2019; Yao, et al., 2025）因此，CIN:LA体系预期通过共熔氢键、氨基质子和部分席夫碱形成的综合作用来调节CS网络，而不仅仅作为常规疏水增塑剂。
据此，制备了摩尔比为1:1的CIN:LA共熔体系，并使用DSC、FTIR和1H NMR表征其形成和分子间相互作用。将所得CIN:LA混合物引入CS膜中，研究其对膜结构、形貌、机械性能、光学行为、耐水性、水汽阻隔性能、表面润湿性、抗菌活性和防雾性能的影响。以夏黑葡萄为保鲜目标，评估了复合膜在真实储存条件下的保鲜效果。与先前报道的HDES改性CS膜相比，本研究的创新之处在于将含反应性醛基的抗菌化合物整合到LA基共熔体系中，从而将DES介导的相容性和氢键重组与CIN在CS基质中的部分共价固定相结合。该设计旨在实现机械行为、抗菌活性和实用保鲜性能的更均衡改善。
