受面膜的启发：一种具有保湿和抗菌功能的纳米复合保鲜纸，用于水果和蔬菜的储存

《Chemical Engineering Journal》：Inspired by facial masks: A nanocomposite fresh-keeping paper with moisturizing and antibacterial activities for fruit and vegetable preservation

本研究基于面膜保湿抗菌的原理，首次开发并制备了一种兼具高效保湿与协同抗菌功能的纳米复合材料保鲜纸。以可降解纸为基材，通过浸渍工艺构建了含百里香酚负载的聚多巴胺纳米颗粒涂层（P-CL-PDA NPs-Car），系统研究了其理化性质及保鲜效果。实验表明，1:15体积比的Car-PDA NPs负载效率达63.90%，在模拟冷链条件下，该保鲜纸能显著降低草莓（至第8天）、蓝莓（第18天）、樱桃番茄（第25天）和香菇（第10天）的腐败速度，且总迁移量低于10 mg/dm2安全阈值，同时表现出优异的机械性能（拉伸强度提升520%）和生物安全性（小鼠巨噬细胞存活率94.56%）。

　　

林张|杨青丽|李长健|李米|贾健

中国山东省青岛市青岛农业大学特种食品研究所，邮编266109

摘要

受面膜“保湿抗菌”功效的启发，本研究首次提出并制备了一种兼具高效保湿和协同抗菌功能的纳米复合保鲜纸，旨在延缓果蔬采后品质的下降。以可降解纸张为基底，通过负载纳米复合涂层（CL-Car-PDA NPs）制备了这种具有双重保湿抗菌功能的保鲜纸（P-Car-PDA NPs）。系统研究了CL-Car-PDA NPs和P-Car-PDA NPs的物理化学性质及保鲜效果。当Car与PDA NPs的体积比为1:15（v/v）时，PDA NPs的最大负载效率达到63.90%。在模拟冷链物流条件下，CL-Car-PDA NPs和P-Car-PDA NPs均能有效抑制Car的释放，并对黑曲霉（Aspergillus niger）表现出优异的抑制作用。CL-Car-PDA NPs具有更优的物理阻隔性能、可洗涤性及生物安全性。具体而言，经CL-Car-PDA NPs处理的小鼠单核巨噬细胞的存活率高达94.56%，与空白对照组相比，绿豆芽的发芽率或平均株高没有显著差异。P-Car-PDA NPs的机械性能、水蒸气透过率（WVP）和气体选择性均显著优于对照组。在模拟冷链物流条件下储存6天后，其拉伸强度增加了520%，而水蒸气透过率降低了60.60%。值得注意的是，P-Car-PDA NPs在四种食品模拟物中的总迁移量低于10 mg/dm2的法规阈值。在模拟冷链物流条件下，P-Car-PDA NPs将草莓、蓝莓、樱桃番茄和双孢蘑菇的保质期分别延长至第8天、第18天、第25天和第10天，效果优于CL-Car-PDA NPs。

缩写说明

缩写

壳聚糖/丝瓜汁复合涂层含有多巴胺纳米粒子的复合涂层含有香芹酚的复合涂层含有香芹酚负载的多巴胺纳米粒子复合涂层涂有壳聚糖/丝瓜汁复合涂层的保鲜纸涂有多巴胺纳米粒子复合涂层的保鲜纸涂有香芹酚复合涂层的保鲜纸

（Car）	香芹酚（Carvacrol）
（CL-Control）
（CL-PDA NPs）
（CL-Car）
（CL-PDA NPs-Car）
（P-CL-Control）
（P-CL-PDA NPs）
（P-CL-Car）

材料

纸张购自中国浙江省杭州新兴造纸工业有限公司。丝瓜和绿豆购自当地农贸市场。盐酸多巴胺、壳聚糖和香芹酚由上海阿拉丁试剂有限公司提供。黑曲霉（Aspergillus niger，ATCC 16404）由青岛农业大学食品科学与工程学院提供。小鼠单核巨噬细胞购自Procell生命科技有限公司。

香芹酚-PDA纳米粒子的粒径与傅里叶变换红外（FTIR）表征

如图1A-1B所示，香芹酚-PDA纳米粒子具有均匀分散的球形结构，粒径分布较窄，表明成功合成了结构紧密、形态一致的纳米粒子。为制备稳定的香芹酚负载多巴胺纳米粒子（Car-PDA NPs）并提高其吸附效率，进一步分析了不同Car/PDA NPs体积比下的纳米粒子粒径及香芹酚吸附率。如图1C所示，当...

结论

受面膜“保湿抗菌”效果的启发，本研究开发了一种由香芹酚负载的多巴胺纳米粒子（CL-Car-PDA NPs）组成的纳米复合涂层，以壳聚糖-丝瓜汁为基质。随后通过浸渍工艺将该涂层涂覆在可降解纸张上，成功制备出了兼具保湿和抗菌功能的纳米复合保鲜纸（P-CL-PDA NPs-Car）。该保鲜纸的性能...

作者贡献声明

林张：撰写 – 原稿撰写、方法设计。杨青丽：数据可视化、软件处理。李长健：研究构思。李米：数据可视化、软件处理。贾健：撰写 – 文稿审阅与编辑、项目管理、资金申请。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：32572715）的支持。