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  荔枝是一種具有鮮明地域特征和季節(jié)特征的水果，富含蛋白質(zhì)、維生素、各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些食用和藥用價(jià)值使其在果蔬市場(chǎng)中具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。然而，氧化褐變和易受微生物感染的特性，導(dǎo)致荔枝快速老化和嚴(yán)重腐爛，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此荔枝的儲(chǔ)存仍然具有挑戰(zhàn)性。常見的防治方法包括化學(xué)保鮮、真空包裝和氣調(diào)保鮮技術(shù)等，但同時(shí)也存在微生物抗性增加、有害物質(zhì)殘留、成本高、設(shè)備復(fù)雜等潛在問題。因此，開發(fā)高效、安全、綠色的防護(hù)屏障對(duì)于荔枝免受微生物感染具有重要意義。

  近日，廣西大學(xué)林寶鳳教授團(tuán)隊(duì)在光熱抗菌多功能活性包裝材料的研究取得重要進(jìn)展。通過一鍋法制備Fe摻雜的ZIF-8（Fe/ZIF-8），并將Fe/ZIF-8作為填料復(fù)合到羧甲基纖維素（CMC）中，后經(jīng)添加表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）實(shí)現(xiàn)“一石三鳥”的性能：i）抗氧化性能，延緩荔枝在貯藏過程中的褐變；ii）光熱抗菌性能，防止荔枝受到微生物感染；iii）紫外阻隔性能，保護(hù)荔枝免受紫外線輻射傷害。研究結(jié)果表明，與ZIF-8相比，FZ@CEF的抗氧化性能顯著提高，即使在低劑量（1 mg/mL）時(shí)，FZ@CEF的DPPH和ABTS自由基清除活性分別達(dá)到83.6%和99.1%。令人驚喜的是，Fe/ZIF-8和EGCG還協(xié)同增強(qiáng)了CMC的光熱抗菌性能，使FZ@CEF在短時(shí)間內(nèi)（10 min）表現(xiàn)出優(yōu)異的殺菌效果，對(duì)E. coli和S. aureus的殺菌率分別高達(dá)99.99%和99.13%。基于上述性能，由FZ@CEF包裝的荔枝的保質(zhì)期長(zhǎng)達(dá)9天，而作為對(duì)比的PE包裝膜僅為3天，并且荔枝仍保持良好的外觀、口感和必需的營(yíng)養(yǎng)成分。此外，FZ@CEF具有良好的水溶性和生物安全性，有望替代石油基包裝材料。本研究為荔枝的保存提供了理想的活性抗菌屏障，為食品包裝開發(fā)提供了新的視角。

  該工作以“Active cellulose-based film with synergistic enhanced photothermal antibacterial effects by Fe-doped ZIF-8 and EGCG for efficient litchi preservation”為題發(fā)表于《Chemical Engineering Journal》。論文的通訊作者為廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院林寶鳳教授，第一作者為2022級(jí)碩士研究生趙文忻。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（22175045）、廣西自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（2021GXNSFDA220005）資助。

圖1.（a）Fe/ZIF-8的合成示意圖；（b）Fe/ZIF-8的SEM圖；（c）Fe/ZIF-8的EDS圖；（d）ZIF-8和Fe/ZIF-8的XRD圖譜；（e）ZIF-8和（f）Fe/ZIF-8的粒徑分布圖；（g）ZIF-8和Fe/ZIF-8的FT-IR光譜

圖2. Fe/ZIF-8的XPS全譜圖（a）和N 1s（b）、Zn 2p（c）、Fe譜圖（d）

圖3.（a）FZ@CEF的制備工藝、紫外阻隔性能、抗氧化性能和光熱抗菌性能示意圖；（b）樣品的SEM圖（i：CF的表面，ii：FZ@CEF的表面，iii：CF的截面，iv：FZ@CEF的截面）；（c）FZ@CEF的EDS元素映射圖像

圖4.（a）不同成膜溶液的穩(wěn)態(tài)流變曲線；（b）紅外光譜圖；（c）XRD圖譜；（d）應(yīng)力-應(yīng)變曲線

圖5.（a）復(fù)合材料在200-400 nm的紫外光透過率；（b）水蒸氣透過率；（c）氧氣透過率；（d）抗氧化劑與ABTS/DPPH自由基反應(yīng)的機(jī)理圖；（e）ABTS自由基清除率；（g）DPPH自由基清除率

圖6.（a）樣品在808 nm近紅外光照射600 s（0.2 W/cm²）的紅外熱成像圖片；（b）樣品在不同輻照時(shí)間下的溫度曲線；（c）FZ@CEF在開關(guān)循環(huán)輻照實(shí)驗(yàn)中的溫度變化圖；（d）FZ@CEF在不同濕度環(huán)境中的溫度曲線；（e）UV-vis-NIR光譜圖；（f）樣品在808 nm處的光吸收能力

圖7.（a）不同樣品經(jīng)近紅外輻照和無近紅外光輻照處理后，S. aureus和E. coli菌落的照片；細(xì)菌的存活率：S. aureus（b）和E. coli（c）；（d）經(jīng)不同處理后的細(xì)菌形態(tài)SEM圖

圖8.（a）經(jīng)不同處理的荔枝在不同時(shí)間的照片（i：空白組，ii：PE膜，iii：CF，iv：FZ@CEF（L-），v：FZ@CEF（L+））；荔枝果皮顏色的測(cè)量值：L*值（b）、b*值（c）、a*值（d）、?E*值（e）；（f）總花青素含量；（g）失重率；（h）TA；（i）TPC

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725073000