南京林业大学李维林教授和方东路教授带领的科研团队在《Food Hydrocolloids》期刊发表了关于蓝莓保鲜的最新研究成果。李维林教授长期专研蓝莓黑莓，此次其带领的团队通过静电纺丝技术制备了载有花青素的聚乳酸 / 季铵化壳聚糖电纺纳米纤维智能活性包装膜，成功实现了对蓝莓新鲜度的监测及保鲜。这一成果为蓝莓保鲜提供了新型包装材料，降低了蓝莓在储存过程中的腐烂率，延长了货架期，减少了经济损失，有望推动蓝莓保鲜技术的发展，为食品包装领域提供了新的思路和方法。

以聚乳酸（PLA）和季铵化壳聚糖（HACC）为混合基体，加入蓝莓花青素（ACN），通过静电纺丝技术成功制备了具有质量控制和颜色监测双重功能的新型 ACN/PLA/HACC 静电纺纳米纤维薄膜。团队先分别制备 PLA（12%，w/v）溶液、HACC（5%，w/v）溶液 ，将二者按 5:2 的体积比混合，再加入 25 wt% 甘油搅拌，最后添加不同比例（2 - 10 wt%）的蓝莓花青素于二甲基甲酰胺溶剂中溶解后，与上述混合溶液搅拌得到复合电纺溶液，注入 5 mL 注射器进行静电纺丝，设置好流速、电压、接收距离等参数后制得薄膜。制备流程见下图。

图1展示了不同配方的静电纺丝溶液所制备的纳米纤维的表面形貌和纤维直径。从图中可以看到，添加不同含量花青素的纳米纤维薄膜均具有典型的交织网状结构，且当花青素浓度为 6% 时，纳米纤维表面光滑且多孔，平均直径约为 307.43 nm。这种结构有助于提高薄膜的气体和水蒸气透过率，同时保持良好的机械强度。

PLA、ACN 和 HACC 通过氢键相互作用，展现出良好的相容性。这种相互作用不仅提高了薄膜的热稳定性，还增强了其在不同环境条件下的性能。FT-IR 图谱显示，添加 ACN 后，PLA 的 O-H 伸缩振动峰从 3330 cm⁻¹ 移动到 3340 cm⁻¹，且特征峰强度先增加后减小，表明 ACN 的加入显著改变了电纺溶液中分子间的静电相互作用（见图2）。XRD 结果表明，ACN 的加入降低了 PLA 的结晶度，这有助于提高薄膜的柔韧性和相容性。DSC 和 TG/DTG 分析显示，6% ACN/PLA/HACC 薄膜的热稳定性最高，最大质量损失温度（Tmax）和残余重量（Wred）分别为 360.27 °C 和 15.31%，显著高于其他浓度的 ACN 薄膜。

与传统的 PLA/HACC 薄膜相比，6% ACN/PLA/HACC 纳米纤维薄膜在这些方面均表现出显著的增强。WVP 测试结果显示，6% ACN/PLA/HACC 薄膜的水蒸气透过率（WVP）为 0.19 g mm/m² h kPa，显著高于 PLA/HACC 薄膜（0.16 g mm/m² h kPa），这表明其耐水性有所提高。抗氧化性测试表明，6% ACN/PLA/HACC 薄膜对 DPPH 和 ABTS 自由基的抑制率分别为 65.8% 和 63.6%，显著高于 PLA/HACC 薄膜（11.46% 和 19.09%）。抗菌性测试显示，6% ACN/PLA/HACC 薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效率分别为 27.0% 和 56.3%，显著高于其他浓度的 ACN 薄膜（见图3）。此外，6% ACN/PLA/HACC 薄膜在 pH 3–11 的缓冲溶液中表现出显著的颜色变化，颜色从红色（pH 3）逐渐变为绿色（pH 11），ΔE 值超过 5，表明其具有良好的 pH 颜色响应性能（见图4）。

在蓝莓储存实验中，6% ACN/PLA/HACC 薄膜表现出显著的颜色变化，从白色逐渐变为粉红色，这与蓝莓的腐烂率和重量损失率的降低相对应。实验结果显示，使用该薄膜包装的蓝莓腐烂率从70%降低到23%，重量损失率从1.66%降低到1.26%。此外，蓝莓的硬度、可溶性固形物（TSS）、丙二醛（MDA）、维生素 C（Vc）和花青素含量等指标均表现出更好的保鲜效果。具体来说，6% ACN/PLA/HACC 处理组的蓝莓在储存期间保持了更高的硬度（4.18 N）、更高的 Vc 含量和花青素含量，且 MDA 含量显著低于其他处理组。

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综上所述，该研究团队通过优化材料配方和静电纺丝工艺，成功开发了一种具有显著保鲜效果和智能监测功能的新型纳米纤维薄膜，为蓝莓等易腐食品的保鲜提供了新的解决方案。

文章来源：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110586