具有抗氧化和抗紫外的壳聚糖基复合薄膜应用于食品包装领域

来源:科研动态 2025/06/04

2025年5月28日,吉林工程技术师范学院杨晓东教授团队在生物大分子领域专业期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(5-years IF=7.7,中科院2区Top,JCR Q1)上发表题为“Synergistic Multi-Crosslinked Networks in Chitosan/Gallic Acid/Fe3+ Composite Biofilms with high UV Resistance and Antioxidant Properties”的研究论文。吉林工程技术师范学院,生物质功能材料交叉学科研究院,吉林省秸秆基功能材料重点实验室的张弘老师为第一作者,任勃教授和杨晓东教授为通讯作者。


每年都有大量食物因变质而被浪费,因此迫切需要安全且多功能的食品保鲜包装来防止食物受到污染。在这项研究中,开发了一种基于壳聚糖的薄膜。通过一种简单的制备方法,这种薄膜表现出增强的机械强度、出色的抗氧化性能以及对紫外线(UV)的更强抗性。通过将没食子酸(GA)整合到壳聚糖(CS)中,由于分子间氢键和共价键的形成,薄膜的拉伸强度(TS)显著提高。具体而言,添加0.3mmol的GA使CSGA薄膜的TS从8.41MPa提高到11.56MPa,与纯CS薄膜相比有了显著的提升。进一步通过添加Fe3+,它与CS和GA形成了金属配位键,CS和GA之间的席夫碱反应生成了额外的化学键和氢键,从而形成了坚固的多交联网络结构。结果,CSGA-1.5Fe3+ 薄膜的TS达到17.72MPa,与原始CS薄膜相比提高了110.0%。此外,GA和Fe3+的双重添加显著增强了薄膜的抗紫外线能力和抗氧化能力,超过了纯CS薄膜。研究了不同处理方式下芒果和苹果片在贮藏期间的失重、腐烂率以及外观颜色变化情况。结果表明,随着贮藏时间的延长,与普通保鲜膜相比,CSGA-1.5Fe3+涂层处理显著抑制了芒果和苹果片在后期贮藏期间的失重,提高了果肉硬度,降低了腐烂率。此外,通过观察外观颜色,CSGA-1.5Fe3+涂层能够有效保持芒果和苹果片的表面颜色,提高新鲜度,延长货架期。本研究制备的CSGA-1.5Fe3+复合膜具有良好的抗氧化性能、成本低、性能高等特点,可作为新鲜果蔬的一种新型涂层,在食品工业中具有广阔的应用前景。

本研究为促进安全且多功能的壳聚糖基复合薄膜在食品保鲜包装中的更广泛应用提供了创新思路。


初审:张 弘


复审:王 博


终审:任 勃







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