2025年6月11日，浙江大学生物系统工程与食品科学学院张辉教授团队在国际权威期刊《Small》（Q1，中国科学院2区Top，IF=13）在线发表了题为“Synthesis of Water Stable γ-Cyclodextrin Metal–Organic Frameworks as a Carbon Dioxide-Selective Layer for Preservation of Fresh-Cut Pears by Modified Atmosphere Packaging”的研究性论文。
研究背景 气调包装是一种通过调控包装内气体成分延长食品保鲜期的技术，分为主动与被动两种方式。主动气调通过人为置换气体迅速建立保鲜环境，被动方式依赖食品呼吸作用自然调节气体浓度。该技术相较高压、辐射等方法更能保留食品的原有风味与质地，适用于鲜切果蔬。然而，果蔬在包装后持续呼吸可能导致CO?过高、O?过低，诱发厌氧呼吸和品质劣变。为此，需开发兼具高CO?渗透性和CO?/O?选择性的包装膜。但传统聚合物膜在气体渗透性与选择性间存在权衡，难以兼顾。为突破此瓶颈，研究者引入MOF等多孔材料制备混合基质膜（MMMs），提升CO?分离性能。本文以安全性更高的γ-CD-MOF为基础，采用交联剂（如DPC）改性，提升其水稳定性，进一步构建内层为改性CD-MOF、中层为PCL纳米纤维、外层为壳聚糖的三层复合膜。研究系统评估了该膜在鲜切梨气调包装中的应用效果，为开发高性能、安全环保的果蔬保鲜包装材料提供新思路。 成果介绍 气调包装（MAP）被广泛应用于水果的保鲜，但由于水果的呼吸作用，大多数MAP中的CO?浓度持续升高，进而导致水果发生CO?伤害。为此，本研究采用逐层堆叠法制备了一种三层复合膜，其中双酚碳酸酯交联的环糊精金属有机框架（DPC-CL-CD-MOF）作为内层，聚己内酯（PCL）纳米纤维膜为中间层，壳聚糖浇铸膜为外层。在三层结构中，DPC-CL-CD-MOF层凭借其对CO?的吸附能力，可提高复合膜的CO?渗透性和CO?/O?选择性。该复合膜具有中等的热稳定性，但机械强度不足。气体渗透性测试结果显示，当DPC-CL-CD-MOF的添加量从5%增加到15%时，膜的CO?渗透系数从2002.16 barrer下降至582.69 barrer；而在添加量为10%时，CO?/O?选择性达到最大值19.12。在主动MAP条件（5% O?，10% CO?）下应用于鲜切梨的保鲜过程中，含10% DPC-CL-CD-MOF的三层复合膜能有效防止鲜切梨发生CO?伤害，抑制其褐变和软化，降低多酚氧化酶活性、丙二醛含量和过氧化氢含量。 图文赏析 应用于气调包装的 DC-MOF@PCL@CS 工作原理示意图。 采用被动式气调包装时，不同 DC-MOF@PCL@CS 复合膜对鲜切梨切面褐变程度的影响。 采用主动式气调包装时，不同 DC-MOF@PCL@CS 复合膜对鲜切梨切面褐变程度的影响。 原文链接 https://doi.org/10.1002/smll.202411044
