香草醛衍生二醛交联壳聚糖活性膜：用于水果保鲜的高效包装材料
?? 英文标题
Active chitosan films crosslinked by vanillin-derived dialdehyde for effective fruit preservation
?? 导读
2025年2月，中北大学化学与化工学院的Ran Li为第一作者，Qingye Liu为通讯作者，联合盐城工学院材料科学与工程学院的Meng He，在《Food Hydrocolloids》期刊发表了题为《Active chitosan films crosslinked by vanillin-derived dialdehyde for effective fruit preservation》的研究论文。
?? 摘要
本文开发了一种仅由壳聚糖与香草醛衍生二醛（DV）构成的全生物基活性包装膜（CS-DV），用于高效水果保鲜。该膜通过Schiff碱反应实现DV与壳聚糖链间的交联，形成致密网络结构，展现出优异的机械性能、抗氧化性、抗菌性和气体阻隔性。与纯壳聚糖膜相比，CS-DV膜的拉伸强度提升4.5倍，DPPH和ABTS自由基清除率分别达到82.20%和99.39%。同时，其可完全阻挡250–400 nm紫外辐射，抑制氧气/水蒸气扩散。应用于红树莓包装后，CS-DV膜显著延长了其保鲜期，在6天常温储藏中有效抑制果实褪色、脱水和软化，保持其外观、pH、花青素含量与硬度，为绿色、安全、经济的果蔬保鲜提供新路径。
?? 引言
水果在采后储藏过程中易发生微生物污染、氧化和营养流失，传统的蜡涂层、化学防腐剂或冷藏保鲜手段存在成本高、能耗大、毒性风险等问题。壳聚糖作为天然可食用高分子，具备良好成膜性、生物降解性和抗菌性，是构建食品包装膜的理想材料。然而，传统物理复合膜存在添加剂安全性和结构稳定性问题。香草醛因其抗氧化与抗菌性能广泛应用于食品添加，但其单醛结构交联能力有限。本文以双醛结构的香草醛衍生物（DV）为交联剂，构建稳定的化学交联网络膜，兼顾结构强度与功能活性，解决天然膜材性能不足难题。
?? 研究内容与结果概述
1. 材料构建与结构表征
成功合成了DV，并通过FTIR和1H
NMR验证结构；
SEM显示CS-DV膜表面均匀致密，XRD表明DV引入破坏壳聚糖晶区，形成非晶结构；
接触角从CS膜的57.31°上升至CS-DV10膜的82.31°，表明疏水性显著增强；
XPS证实交联反应中形成了-C=N-键，增强了结构稳定性。
2. 力学性能
CS-DV10膜拉伸强度达107.8 MPa，断裂应变9.6%，为纯CS膜的4.5倍；
具自修复能力，热压条件下可部分恢复强度和延展性；
膜可承受2.5 kg负载，表明良好柔韧性和强度。
3. 紫外阻隔与阻隔性能
UV-Vis光谱表明CS-DV膜完全阻挡250–400 nm紫外光；
水蒸气透过率（WVTR）从1415.9 g·m?2·day?1降至752.2；
氧气透过率显著降低，抑制营养氧化。
4. 抗氧化与抗菌活性
DPPH和ABTS自由基清除率在CS-DV10膜中分别为82.20%与99.39%；
对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌抑菌显著，表明良好广谱抗菌性能；
抗菌机制包括细胞膜破坏、代谢干扰、呼吸抑制等。
5. 果蔬保鲜应用验证
以红树莓为模型果蔬，室温下储藏6天；
CS-DV膜可显著抑制腐败、褪色、重量损失（降至13.6%）和pH升高；
保持花青素含量、维持果实硬度，效果优于未包装组与纯CS膜组；
具优异的果实保护与感官品质保持能力。
?? 总结与展望
CS-DV膜作为一种全生物基活性膜，结构致密、力学性能优越，同时具备多重保鲜功能，可用于高价值水果（如红树莓）在常温下的中短期保鲜。研究为“无添加剂、高性能、绿色可降解”的食品包装材料开发提供了典型示范，未来可进一步拓展至其他果蔬、熟食等包装场景，或结合智能感应功能实现动态监测。
?? 原文链接
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111147
?? 主题分类
? 食品包装
? 安全检测
? 天然活性成分
? 果蔬
? 新质生产力
图文赏析
