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西南大学张永强、黄进、甘霖 Carbohyd. Polym.: 基于气体阻隔的天然源活性物质纳米水果保鲜材料方向取得进展
2023-08-27  来源:高分子科技

  芒果在采摘后仍会进行快速的生理代谢,导致水分流失、淀粉转化为糖、质地软化,同时随着贮藏时间的延长也易受到病原菌的感染而腐败变质,造成大量的浪费和严重的经济损失,限制了芒果产业的可持续发展。气体阻隔涂层作为一种芒果保鲜剂,能够有效减缓芒果采摘后的生理代谢功能和防止病原菌侵入,维持其原有的外观和香气及营养价值。基于目前绿色、安全、健康的理念和材料复合技术,众多研究者研发出壳聚糖基、生物蜡基和淀粉基涂层等生物基芒果保鲜剂,尤其以壳聚糖(CS)基涂层的成膜性能突出而被广泛应用。然而,CS基涂层存在阻隔效能较低以及防感染功能不佳等问题,这主要是由基材固有的阻隔缺陷以及所衍生复合材料内部出现的组分不协同适配导致的。因此,亟需开发一种气体阻隔性增强、病原菌防治功能强化的芒果保鲜剂。



  西南大学软物质材料化学与功能制造重庆市重点实验室果品天然保鲜团队以成膜特性优异但气体阻隔性不佳的CS材料为基底,利用纤维素纳米晶(CNC)的一维棒状结构、高长径比、高机械强度和生物基来源等特性,用于提升CS涂层材料的气体阻隔性和机械性能,同时引入抗菌活性的天然源活性成分丁香精油(CEO)赋予CS涂层材料优异的抗菌性能,构建具有高效气体阻隔性的芒果保鲜剂复合涂层(CS/CEO/CNC)。探究了复合涂层溶液对芒果致病菌的抑制效果,CS/CEO/CNC对该致病菌具有良好的抑制作用,抑制效果接近100% 


保鲜剂复合涂层的透射电镜照片 (a, d: CNC 和 CS/CEO/CNC 颗粒) 以及颗粒的长度和直径 (b-c: CNC; e-f: CS/CEO/CNC) 


保鲜剂复合涂层的扫描电镜照片 (a: 芒果皮; b: CS/CEO复合材料作为涂层;c-e:CS/CEO/CNC复合材料作为涂层) 


3 CNC、CS/CEOCS/CEO/CNC-0.10、0.20、0.30a)的XRD图谱。CS、CEO、CNC、CS-CEOCS-CEO/CNC-0.10,0.20,0.30b)的FTIR光谱。CS、CNCsCEO之间的相互作用(c 


4 芒果在25±1°C下贮藏15天期间的代表性照片 


5基于rDNA-ITS序列的芒果炭疽病菌系统发育树(a)和保鲜涂层的抗菌活性(b抑菌圈照片;c. CS、CS/CEO、CS/CEO/CNC-0.10, 0.20, 0.30样品的抑菌率)


  该研究近期以“Gas barrier coating based on cellulose nanocrystals and its preservation effects on mango”为题发表在Carbohydrate Polymers期刊,西南大学植物保护学院研究生李明霞为第一作者,西南大学化学化工学院、软物质材料化学与功能制造重庆市重点实验室甘霖副教授,黄进教授和植物保护学院张永强副教授为通讯作者。该成果获得北海市科学技术局(202082026)和重庆市特色效益粮油产业技术体系团队项目的资助。


  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2023.121317

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(责任编辑:xu)
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