基于侧向并行静电纺丝制备葡萄皮/二氧化钛Janus纳米纤维膜用于鱼类新鲜度监测与保鲜

《Foods》：Batch Productions of Electrospun Janus Nanofibrous Films for Multifunctional Food-Packaging Applications

　　

摘要

兼具双重监测与抗菌功能的智能包装系统开发，仍然是科学进步面临的最大挑战之一。本研究中，聚偏氟乙烯（PVDF）和葡萄皮提取物（GSE）分别作为纺丝型Janus纳米纤维圆面侧的载体聚合物和着色剂，而二氧化钛（TiO₂）则用作月牙面侧的活性组分。为突破传统针式静电纺丝生产效率低下的瓶颈，本研究开发了一种创新的"针入孔"偏心喷丝头，首次实现了侧向并行静电纺丝，并可批量制备Janus结构纳米纤维膜，其产量较传统针式静电纺丝提高了20倍。所得Janus膜表现出高显色灵敏度、优异疏水性、良好稳定性以及出色的机械、抗氧化和抗菌性能。该膜在监测河鲈（Perca fluviatilis）总挥发性盐基氮和pH水平方面呈现强线性相关性。基于GSE的pH响应特性，该Janus纤维膜在4 °C下显示出从乳白色到浅蓝色的明显颜色变化。结合TiO₂的抗菌作用，该薄膜有效将海鲈鱼的货架期延长了2天。本工作不仅为鱼类产品的实时新鲜度监测和保鲜提供了一种高性能多功能膜，还展示了侧向并行静电纺丝的批量生产策略，在智能食品包装应用中具有巨大潜力。