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具有高度可控透气性和生物安全性的透气膜开发

2021-05-20 16:32:48  来源:前瞻网

每年,世界上大约有三分之一的食物损失和浪费,以及过量的碳排放、垃圾处理和其他环境问题。水果和蔬菜等易腐烂的食品由于保质期短,在食物浪费中占比最大。

贮藏气体(H2O、O2、CO2)在贮藏过程中起着关键作用,可调节植物的生理代谢和微生物生长。

近期,中国林业科学研究院资源昆虫研究所张弘研究员、马金菊和昆明科技大学李凯等人提出了一种简便的仿生策略,开发出具有高度可控透气性和生物安全性的透气膜,以延长食物的保鲜期。

研究采用聚乳酸(PLLA)或壳聚糖微球,作为虫胶膜的气体“开关”或“气孔”来调节O2、CO2和H2O的通透性和CO2/O2的选择性,以在室温下保鲜食物。

通过该方法制备的水果表面涂层或包装膜,对5种呼吸代谢不同的模型水果(橘子、芒果、杨梅、草莓和樱桃)表现出优异的保鲜性能。该涂层能够有效缓解橘子的脱水状况。储存45天后,未涂层的橘子的重量损失达到16%左右,而所有表面具有涂层的橘子的重量损失均低于12%。

这些杂化材料,通过添加不同数量的多孔微球或沉积小功能分子,可以有效地控制气体(O2、CO2和H2O)的渗透性和CO2/O2的选择性,表现出良好的抗氧化、抗菌、防水和可重复使用性能。

该仿生杂化膜还具有生物相容性和可食用性。包装膜在重复使用三遍后,仍然显示出稳定的水果保鲜性能。

这种气体渗透控制策略,在食品保存,以及其他需要控制气体的应用中具有很大的潜力。

上述研究成果以“A Plant Leaf-Mimetic Membrane with Controllable Gas Permeation for Efficient Preservation of Perishable Products”为题,发表在《ACS Nano》上。

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