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在食品安全領域,有害微生物嚴重危害人類的健康安全。目前抗生素的濫用使細菌具有一定的耐藥性。而無機納米材料如Ag、Cu、TiO2、ZnO等都表現出廣譜抗菌性、對細菌不產生耐藥性、高效、低毒等優點。其中,將銀納米粒子(AgNPs)用于食品包裝領域受到研究者的廣泛關注。
近期,廣西大學段青山博士課題組以聚乳酸(PLA)-熱塑性聚氨酯(TPU)韌性納米纖維作為基體材料,通過靜電噴霧在其上分別負載了三種微結構(球形、類紅細胞球和餅狀微觀形態)的AgNPs-PLA材料,以降低AgNPs帶來的食品包裝材料的安全風險和成本。相關工作以題為《A silver nanoparticles-polylactic acid microspheres/polylactic acid-thermoplastic polyurethane nanofibers hierarchical antibacterial film》發表在國際著名期刊Industrial Crops and Products上。廣西大學輕工與食品工程學院碩士研究生吳澤成與章志君為該論文的共同第一作者,段青山博士為通訊作者。
文章對AgNPs/PLA-TPU材料的微觀形貌、抗菌抗粘附性能、疏水性等進行了詳細分析,并且通過草莓包裝實驗驗證了其用于包裝材料的可行性。通過對比不同形貌的微球,發現負載球形AgNPs-PLA/PLA- TPU分層抗菌膜具有良好的機械性能,AgNPs含量低至0.6 wt%,水接觸角最大為140.1°,抑菌率為99%±1%,通過細菌染色實驗,可以發現在其表面上細菌數量最少。
這種復合薄膜在草莓包裝中的測試成功地將保質期延長到了9天以上。隨著貯藏時間的增加,保鮮膜和無包裝對照組草莓品質迅速下降,并且發生霉變。相比于其他包裝組,AgNPs/PLA-TPU包裝組在9天的貯藏期內一直保持著良好的硬度、可溶性固含物、VC含量等,AgNPs/PLA-TPU包裝組的草莓菌落總數小于103 CFU/mL。AgNPs/PLA-TPU包裝可讓草莓維持著較好的感官品質和營養成分,有效延長草莓貨架期。這種分層聚乳酸材料在食品包裝領域具有廣闊的應用前景,其制備方法也可能成為減少抗菌材料中抗菌劑用量的潛在候選材料。