CEJ：基于细菌纤维素纳米晶的多功能可持续薄膜用于食品包装研究

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基于细菌纤维素纳米晶的多功能可持续薄膜，三相皮克林纳米乳液：一种有望用于奶酪的活性食品包装

导  读

2023年5月3日，西北农林科技大学食品科学与工程学院：王丽教授 (通讯作者)等在国际顶级期刊Chemical Engineering Journal （Q1，IF: 16.744）发表题为“Multifunctional sustainable films of bacterial cellulose nanocrystal-based, three-phase pickering nanoemulsions: A promising active food packaging for cheese”的研究性论文。

由于日益严重的塑料污染和对食品安全的担忧，人们对生物降解活性包装的研究广泛关注。该研究团队开发了基于细菌纤维素纳米晶体（BCN）的三相皮克林纳米乳液（GL）薄膜。具体而言，细菌纤维素是由醋酸菌获得的，然后采用硫酸水解来制备BCN。鼠尾草酸 (CA)和ε-聚赖氨酸 (εPL)通过静电复合被掺入BCN基体，基体由超声驱动作为乳化自组装策略，形成了基于BCN的多功能O/W 皮克林三相纳米乳液（CA-εPL PEs）。此外，通过将CA-εPL PEs引入到GL基体的三维网络结构中，通过分子间氢键和脱水缩合设计了一种新型的活性包装膜（GL-CA-εPL PEs）；两相表现出良好的相互作用和兼容性，同时具有良好的抗氧化、抗菌、紫外线屏蔽、良好的机械、热封、可持续释放和可生物降解等特性。此外，在GL-CA-εPL100 PE薄膜中包装新鲜（酸凝）奶酪和马苏里拉奶酪，由于延迟了脂质过氧化和抑制了腐败微生物的生长，它们的保质期被延长。感官和风味（GC-IMS）分析显示，包装在GL-CA-εPL100 PE活性膜中的样品与未包装的样品之间没有明显差异。这项研究为设计基于BCN的水包油多功能三相皮克林纳米乳液递送系统应用于活性食品包装提供了科学见解；所提出的方法有望减少塑料污染对环境的影响。

研究亮点

构建了基于BCN的多功能三相O/W CA-εPL PE。

将CA-εPL PE引入明胶基质结构中，制备GL-CA-εPL PE薄膜。

GL-CA-εPL PE薄膜具有优异的抗氧化、抗菌等性能。

GL-CA-εPL100 PE薄膜包装奶酪，延长了其保质期。

GC-IMS显示样品在包装薄膜和未包装薄膜之间没有显著差异。

研究结论

本研究制备了具有多种功能的GL-CA-εPL PE薄膜，并成功应用于奶酪保鲜。GL-CA-εPL PE薄膜还表现出优异的抗氧化和热密封性能、缓释性能和生物可降解性能。GL-CA-εPL PE薄膜的优异性能得益于多功能BCN基三相O/W 皮克林纳米乳液（CA-εPL PE）的成功制备。实验结果证实，采用静电吸附-超声乳化自组装策略制备的BCNs确保了CA和εPL的协同效应，并将纳米乳液的优势整合到一个系统中。这种策略极大地提高了抗氧化和抗菌性能。

因此，为了提高生物聚合物膜的性能，应充分考虑纳米复合包装的设计、适当的纳米填料、活性原料和适当的配方配比。未来，该团队的目标是专注于寻找合适的天然色素，并将其引入基于BCN的递送系统，以实现集抗菌和抗氧化性能并监测食品新鲜度变化的智能包装制造。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.143295

转自：“NANO学术”微信公众号

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