近日，浙江大學(xué)研究人員在國際食品頂刊《Food Hydrocolloids》（中科院一區(qū)，影響因子IF=11.0）發(fā)表了題為"Modification of physicochemical, antioxidant, and antibacterial properties of chitosan film with curcumin-loaded TA/Fe nanoparticles"的研究性論文。在該論文中，研究人員利用上海騰拔Universal TA質(zhì)構(gòu)儀用于測(cè)定殼聚糖膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

本研究旨在使用載有姜黃素的金屬-多酚納米粒子（MPN@Cur NPs）作為活性劑來制備一種新型的殼聚糖基薄膜，該薄膜用于食品保鮮。MPN@Cur NPs 的平均粒徑和 ζ 電位分別測(cè)定為 205.9 nm和 - 26.8 mV。通過掃描電子顯微鏡、紅外光譜儀、X 射線衍射儀、紫外光譜儀、抗氧化活性和抗菌活性分析，研究了添加 MPN@Cur NPs 對(duì)殼聚糖基薄膜的形貌、微觀結(jié)構(gòu)、理化特性及功能活性的影響。結(jié)果表明，MPN@Cur NPs 與殼聚糖具有良好的機(jī)械相容性，能有效填充薄膜基質(zhì)中的空隙，并顯著增強(qiáng)其機(jī)械性能（斷裂伸長(zhǎng)率從 22.6% 提高到 37.3%；拉伸強(qiáng)度從 31.1 MPa提高到 43.6 MPa）。此外，與純殼聚糖薄膜相比，添加 MPN@Cur NPs 的薄膜表現(xiàn)出更優(yōu)異的阻隔性能（如水蒸氣和氧氣透過性）、增強(qiáng)的熱穩(wěn)定性以及改善的紫外線阻隔能力（紫外線透過率從 93.6% 降至 35.3%）。而且，這些薄膜對(duì)食源性病原體金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌能力顯著增強(qiáng)，抗氧化活性也有所提高（對(duì) DPPH 的清除能力從 9.22% 提高到 85.19%，對(duì) ABTS 的清除能力從 8.62% 提高到 80.02%）。最終，該殼聚糖基薄膜顯著延長(zhǎng)了 25℃下儲(chǔ)存牛奶的保質(zhì)期。因此，納米復(fù)合薄膜為殼聚糖在食品保鮮領(lǐng)域的高附加值商業(yè)應(yīng)用提供了一條具有吸引力和前景的途徑。

拉伸強(qiáng)度（TS）和斷裂伸長(zhǎng)率（EB）是包裝薄膜的關(guān)鍵特性，它們決定了薄膜承受機(jī)械應(yīng)力和變形而不破裂的能力，從而確保包裝產(chǎn)品的完整性和耐用性。金屬 - 多酚納米粒子（MPN NPs）和姜黃素（Cur）的加入顯著提高了殼聚糖基薄膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。這可能歸因于 MPN@Cur NPs在薄膜基質(zhì)中的有效分布。分散的 MPN@Cur NPs具有較高的表面能和較大的比表面積，有助于 MPN@Cur NPs與薄膜基質(zhì)之間形成更強(qiáng)的界面結(jié)合，從而增強(qiáng)薄膜的機(jī)械性能。然而，殼聚糖基薄膜的機(jī)械性能并未隨著 MPN@Cur NPs含量的增加而持續(xù)提升，這可能是因?yàn)楫?dāng) MPN@Cur NPs含量較高時(shí)，其容易聚集形成團(tuán)聚體。這種聚集是由納米粒子之間存在的氫鍵和化學(xué)鍵導(dǎo)致的，可通過使用合適的分散劑來避免。此外，CS - MPN@Cur NPs薄膜的拉伸強(qiáng)度值與低密度聚乙烯（45.2 - 58.6 MPa）相當(dāng)，表明其適合作為食品包裝材料。

參考文獻(xiàn)：Shuifang Mao et al. Modification of physicochemical, antioxidant, and antibacterial properties of chitosan film with curcumin-loaded TA/Fe nanoparticles. Food Hydrocolloids. 2024