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半岛体育官方网站登录入口中国农科院蔬菜花卉所硕士生以共同第一作者身份在一区Top期刊(IF=88)上发表研究成果

发布时间:2024-08-17 04:53:48点击量:

  草莓营养价值丰富,被誉为“水果皇后”,深受消费者青睐。然而,其水分含量高、果皮薄脆,极易腐烂变质,不耐储运,严重制约草莓产业的发展。目前,采用纳米材料结合抗菌性活性物质制备新型绿色高效的保鲜膜,是延长果蔬货架期的重要手段之一。前期本团队成功制备了多种新型多孔纳米材料,并在、茶氨酸、萝卜硫素、吲哚-3-甲醇等生物活性物质的提取富集、分离检测以及负载释放方面的取得了系列研究进展。槲皮素(Quercetin)是一种存在于许多植物中的黄酮类化合物,具有抗菌、抗氧化、抗炎、抗病毒等多种生物活性。将槲皮素添加至保鲜膜可以提高保鲜膜的抗菌能力,但其稳定性差,在加工和储存过程易降解,导致有效利用率低。ZIF-L作为一种叶片状金属有机框架材料(MOFs),其高比表面积和大孔隙度可为槲皮素的负载提供有效结合位点,并显著提高槲皮素的加工稳定性。同时,银纳米粒子(AgNPs)和氧化石墨烯半岛体育官方网站登录入口(GO)也具有一定的抗菌特性,将槲皮素负载于ZIF-L,并结合GO和AgNPs的抗菌活性,在PVDF膜中进行多维耦联,可有效提高纳米复合膜的半岛体育官方网站登录入口抑菌保鲜性能。

  基于上述设计思路,本研究采用原位聚合法制备了叶片状ZIF-L用于槲皮素的纳米吸附和负载,结合的协同抑菌,首次制备了Quercetin@ZIF-L/纳米复合膜。其次,通过对纳米复合膜透过率、截留率、水通量和SEM、AFM、接触角等性能参数进行表征优化,最终得到结构均一、性能优良的纳米复合膜。结果表明,ZIF-L对槲皮素的吸附负载性能可达96%,Quercetin@ZIF-L可在一定程度上提升纳米复合膜的保鲜性能,但水蒸气透过率和水通量较高,不利于延长草莓保鲜期。相较而言,Quercetin@ZIF-L/纳米复合膜既能协同抑菌,也可降低膜通透性和透光率,显著延长了草莓货架期。其中,10%Quercetin@ZIF-L/10%保鲜性能最优,可在常温常湿8天内,保持草莓无明显霉变和腐烂。此外,纳米复合膜的金属离子迁移实验证明,纳米复合膜中银离子和锌离子平均迁移量极低,符合欧盟食品安全标准。

  中国农业科学院蔬菜花卉研究所为论文完成第一单位,硕士生尹晨、丁欣和博士生林志豪为论文共同第一作者,徐东辉研究员、王健教授(河北北方学院)和刘广洋研究员为共同通讯作者。该研究依托于蔬菜生物育种全国重点实验室、农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室开展,获得了国家重点研发计划、国家大宗蔬菜产业技术体系、北京市面上基金和中国农业科学院农业科技创新工程等项目的资助。

  图2: 槲皮素初始浓度的影响(A)、ZIF-L吸附剂质量的影响(B)、吸附时间的影响(C)、盐离子浓度干扰试验(D)、pH响应释放试验(E)、盐离子浓度干扰试验(F)和pH响应释放试验(G)