近日，四川农业大学理学院农业智能自组装先进材料团队吴贺君教授在《LWT - Food Science and Technology》（中科院分区农林科学1区Top，IF = 6.0）发表了题为《负载纤维素纳米晶稳定丁香精油皮克林乳液的果胶-魔芋胶抗菌复合膜的制备、表征及应用》（Preparation, characterization and application of antimicrobial pectin-konjac glucomannan composite films incorporating cellulose nanocrystals stabilized clove essential oil Pickering emulsion）的研究论文。园艺产品采后科学专业2022级在读博士研究生王小雪为论文第一作者，吴贺君教授为通讯作者。论文研究工作得到了四川省科技计划（2021YFQ0071和2022YFS0517）、全国大学生创新创业训练项目（202110626035和202410626012）和四川省茶叶创新团队专项建设资金（SCCXTD-2024-10）等资助。

研究背景

随着消费者安全意识的不断提升，天然、安全、可降解且具备抑菌活性的可食性包装成为食品包装领域的研究热点。多糖因具有普遍的成本低、生物降解性和无毒性等优点，被广泛用作可食性包装膜的成膜基质。但单一的成膜材料在某些性能上存在一定缺陷，因此将多种成膜基质进行复合，并添加抗菌活性物质，可以改善薄膜的性能并赋予其抗菌活性，进而拓展其在包装领域的应用空间。丁香精油（CEO）被公认为是安全的（GRAS）食品添加剂，可直接添加到成膜基质中，以赋予其良好的抗菌活性。然而，植物精油的不稳定性、疏水性和易挥发性使其在抗菌包装膜的制备及应用中受到一定限制。研究表明，将皮克林乳液包封精油再添加到薄膜中，能够在一定程度上改善薄膜的性能，同时表现出良好的活性成分控释作用，进而发挥更加高效的抗菌活性。其中，纤维素纳米晶体（CNC）因具有良好的长径比、机械性能和生物降解性等，可作为皮克林乳液的一种理想稳定剂。

基于上述研究背景，本研究先在超声条件下制备了以CNC稳定CEO的皮克林乳液（CCPE），接着以果胶（PEC）和魔芋胶（KGM）作为复合成膜基质，探讨了不同浓度CCPE对PEC/KGM多糖复合膜理化性能、功能活性及缓释特性的影响，最后探索了其在巨峰葡萄涂膜保鲜方面的实际应用效果。

结论与展望

研究结果表明，CNC固体颗粒自组装吸附在油-水界面上，封装CEO后形成CCPE具有良好的物理稳定性和储存稳定性。将不同浓度的CCPE添加到PEC/KGM复合多糖膜中，有效改善了单纯多糖薄膜力学、阻隔、抗菌性能不佳的问题，并实现了CEO在成膜基质中的控释。特别是当CCPE的添加量为10%时，复合膜拥有相对最高的拉伸强度（23.5MPa）和最低的水蒸气透过系数（1.05 × 10⁻¹⁰ g/m⋅s⋅Pa），以及显著的抗菌活性（对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈直径分别达38.77 mm 和 29.03 mm）和良好的缓释特性。将PEC/KGM/CCPE成膜液用于巨峰葡萄的涂膜保鲜时发现，与对照组相比，该涂层有效降低了巨峰葡萄在常温贮藏期间的失重率，保持了果实的硬度、Vc含量和可溶性固形物含量，并有效抑制了pH的增加和多酚氧化酶活性，可延长其采后贮藏保鲜期6天左右。总之，本研究证实通过负载纤维素纳米晶稳定丁香精油的皮克林乳液，可显著改善多糖基复合膜的理化性能，在活性食品包装领域展现出良好应用潜力。未来研究应重点可进一步优化此类活性复合膜的制备工艺参数，同时验证其对除了果蔬之外其他易腐食品（如肉类、水产品）的包装保鲜适应性，并系统开展安全性及规模化生产可行性评估，以促进其工业化应用转化。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.lwt.2025.117855