海南大学生命健康学院从心黎副教授研发出一种绿色保鲜材料

近日，海南大学生命健康学院从心黎副教授课题组在Food Chemistry: X（影响因子为6.5，中科院一区期刊）发表了题为“Functionalized sodium alginate composite films based on double-encapsulated essential oil of wampee nanoparticles: a green preservation material”的研究性论文。论文的第一作者为海南大学生命健康学院生物学专业2022级硕士研究生何金曼，通讯作者为海南大学生命健康学院从心黎副教授。本研究得到了海南省自然科学基金（321RC462）以及沙特阿拉伯利雅得沙特国王大学研究人员支持项目（RSP2024R138）的资助。

由于过度依赖石化产品以及这些材料固有的不可生物降解性，塑料保鲜包装的普遍存在导致了严重的环境污染、以及引起人类健康问题。海藻酸钠等天然聚合物是目前生物可降解食品包装重点关注的天然材料之一。但与传统聚乙烯塑料薄膜相比，单纯的海藻酸钠基薄膜往往在阻隔、机械性能等方面存在一定的不足，因此，通常需要选用合适的改良剂，利用其与海藻酸钠基薄膜的相互作用提升薄膜的各项性能。精油似乎是有前途的天然植物基改良剂。例如黄皮 [Clausena lansium（Lour.）Skeels] 精油（WEO）。黄皮精油因其出色的生物活性受到关注，却又因其高挥发性、高敏感性等缺点限制了其在食品保鲜中的应用。本研究以玉米醇溶蛋白和果胶作为纳米粒子的壳壁，对黄皮精油实现双封装（ZWP），作为将活性剂稳定为生物聚合物基质的可行途径，从而促进活性化合物的持续释放。此外，将包封黄皮精油的纳米粒子进一步纳入海藻酸钠复合膜中，解决单纯的多糖膜力学、阻隔、抗菌性能不佳的问题并实现黄皮精油在成膜基质中的缓控释作用，赋予膜良好的抗菌活性，提高了膜的力学、阻隔性能，并将其对草莓进行涂膜保鲜应用。

本研究制备出了封装效率高（89.7%）的 ZWP 纳米粒子，将其成功纳入海藻酸钠基膜中（ZWP-S）。对薄膜的物理和功能特性进行了分析，结果表明，添加 ZWP 改善了原始薄膜的紫外线防护性能，增加了水的渗透途径和表面疏水性，改善了机械性能，提高了最大降解率温度和结构密度。此外，ZWP-S 还能抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长，同时由于黄皮精油的抑菌成分和出色的抗氧化能力，ZWP-S 还具有很高的抗氧化活性（85%）。值得注意的是，在纳米粒子的协同作用下，精油的物理稳定性增强，挥发性降低，ZWP-S 具有持久的释放能力。此外，将该涂膜溶液应用于草莓保鲜，高保水能力和低衰老评估结果表明，ZWP-S 功能化涂层可保持草莓果实的新鲜度。总之，这项工作为在可食用基质溶液中添加纳米材料以生产高效活性包装材料及其在延缓采后水果衰老过程中的应用提供了基础研究。值得注意的是，材料潜在的低稳定性至关重要。基于 SA 的薄膜可能表现出较低的机械或化学稳定性，尤其是在湿度或温度变化的条件下，这将限制其在食品工业中的应用。未来，我们将进一步探索如何提高材料的性能。

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https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101842

（文/图：从心黎，审核：韩谦）