纳米材料掺杂的新型薄膜用于抗菌及食品保鲜

以下文章来源于科学私享 ，作者团队投稿

具有定制光动力抗菌行为的仿植物叶薄膜用于易腐农产品的高效保鲜

导  读

2023年8月，西北农林科技大学王建龙教授团队在国际食品Top期刊《Innovative Food Science & Emerging Technologies》（Q1，IF: 6.6）发表题为“A plant leaf-mimicking film with tailored photodynamic antibacterial behavior for efficient preservation of perishable products”的研究性论文。西北农林科技大学博士研究生张亮为第一作者，通讯作者为西北农林科技大学食品快速检测王建龙教授。

建立持续、高效的策略应对果蔬的微生物腐败一直是食品领域的研究热点。受植物绿叶“光合作用”的启发，我们开发了一种具有卓越的光动力杀菌活性的新型可见光捕获薄膜（NHC-Cur-CS），实现了果蔬微生物源腐败的高效防治。这种先进的薄膜是通过以需求为导向的定制工艺设计的，其中包括将姜黄素负载的富氮中空多孔碳填料（NHC-Cur）的巧妙整合以及壳聚糖（CS）膜基质的合理选择。NHC-Cur-CS薄膜具有一系列令人印象深刻的抗菌特性，包括处理时间短（20 min）和可见光照射下对细菌的高杀灭率（≥99.27%）。因而，NHC-Cur-CS薄膜展现出优异的保鲜性能，可将柑橘的保质期延长2.2倍。这些理想的结果源于两个方面的创新设计：（i）Z型异质结的形成和独特的中空多孔结构，这两者都赋予NHC-Cur优异的光动力活性，以及（ii）NHC-Cur与CS的科学整合，缓解了两种材料在灭菌过程中单独使用的缺陷。此外，NHC-Cur的掺入不同程度地增强了NHC-Cur-CS薄膜的机械强度和阻隔能力，进一步为其实际应用奠定了基础。这些杰出的特性彰显了NHC-Cur-CS薄膜在有效保护易腐农产品腐烂方面的巨大潜力。

研究亮点

成功制备了Z型异质结光催化剂（NHC-Cur）。

NHC-Cur赋予壳聚糖（CS）薄膜理想的光动力抗菌活性。

NHC-Cur-CS薄膜在保障柑橘品质的前提下显著延长了储藏期。

仿生策略被首次应用于食品包装薄膜的设计。

研究结论

通过一系列分析技术，证实了NHC-Cur的编入改善了CS膜的机械强度、阻隔能力，为其实际应用奠定了基础。

各种光电化学表征验证了NHC-Cur中Z型异质结结构的存在及其优异的自由基产生能力。

平板计数结果表明NHC-Cur-CS膜能对多种食源性致病菌（大肠杆菌和金黄色葡萄球菌）实现高效杀灭（灭菌率>99%）。

柑橘储藏实验证实了NHC-Cur-CS优异的果蔬保鲜性能，强调了其在预防果蔬微生物腐烂中的可行性。

转自：“NANO学术”微信公众号

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