制备具有增强抗菌和抗氧化性能的多功能羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇/氧化铈纳米复合薄膜，以延长水果的保鲜期

《Food Biophysics》：Preparation of Multifunctional Carboxymethyl Chitosan/Polyvinyl Alcohol/Cerium Oxide Nanocomposite Films with Enhanced Antibacterial and Antioxidant Properties to Extend Fruit Shelf-Life

　　本研究制备了羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇负载二氧化铈纳米颗粒的抗细菌活性包装材料，并评估其在水果保鲜中的应用。结果显示，纳米颗粒均匀分散且薄膜机械性能优异（拉伸强度提升100.5%，断裂延伸率增加138.6%），阻隔性能显著（5% CeNPs薄膜紫外线透光率近0%，水蒸气渗透率降低35%），抗菌活性达99.66%（大肠杆菌）和96.80%（金黄色葡萄球菌），且无毒（细胞存活率>80%），使草莓保质期延长7天。

　　

摘要

本研究制备了一种基于羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇（CMCS/PVA）的抗菌活性包装材料，并加载了二氧化铈纳米颗粒（CeNPs），评估了其在水果保鲜中的潜在应用。扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）的结果表明，CeNPs在薄膜基质中均匀分散，且薄膜各组分之间具有良好的相容性。含有CeNPs的复合薄膜还表现出优异的机械性能。与纯CMCS/PVA（CP）薄膜相比，其拉伸强度从15.22 MPa提高到了30.72 MPa，断裂伸长率从43.17%提高到了101.79%。同时，CeNPs的加入增强了复合薄膜的阻隔性能。含有5% CeNPs的复合薄膜具有出色的紫外线屏蔽能力，在200–315 nm范围内透射率接近0%，并且具有优异的气体阻隔性能，水蒸气透过率（WVP）降低了35%。此外，CP-CeNPs复合薄膜对DPPH和ABTS自由基的清除活性更强（分别为50.55%和77.12%），对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抑制率分别达到了99.66%和96.80%。该复合薄膜对RAW 264.7小鼠巨噬细胞无毒性，细胞存活率超过80%。最后，在25°C条件下，该复合薄膜使草莓的保质期延长了7天。研究结果表明，这种复合薄膜为活性包装材料的制备提供了一种新的方法，并在水果保鲜包装应用中显示出良好的潜力。

图形摘要