上海騰拔質構儀助力浙江大學在Food Hydrocolloids發文

近日，浙江大學研究人員在國際食品頂刊《Food Hydrocolloids》（中科院一區，影響因子IF=11.0）發表了題為"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質構儀用于測定殼聚糖膜的拉伸強度和斷裂伸長率。

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 對殼聚糖基薄膜的形貌、微觀結構、理化特性及功能活性的影響。結果表明，MPN@Cur NPs 與殼聚糖具有良好的機械相容性，能有效填充薄膜基質中的空隙，并顯著增強其機械性能（斷裂伸長率從 22.6% 提高到 37.3%；拉伸強度從 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 的薄膜表現出更優異的阻隔性能（如水蒸氣和氧氣透過性）、增強的熱穩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，抗氧化活性也有所提高（對 DPPH 的清除能力從 9.22% 提高到 85.19%，對 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了 25℃下儲存牛奶的保質期。因此，納米復合薄膜為殼聚糖在食品保鮮領域的高附加值商業應用提供了一條具有吸引力和前景的途徑。

拉伸強度（TS）和斷裂伸長率（EB）是包裝薄膜的關鍵特性，它們決定了薄膜承受機械應力和變形而不破裂的能力，從而確保包裝產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度和斷裂伸長率。這可能歸因于 MPN@Cur NPs在薄膜基質中的有效分布。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與薄膜基質之間形成更強的界面結合，從而增強薄膜的機械性能。然而，殼聚糖基薄膜的機械性能并未隨著 MPN@Cur NPs含量的增加而持續提升，這可能是因為當 MPN@Cur NPs含量較高時，其容易聚集形成團聚體。這種聚集是由納米粒子之間存在的氫鍵和化學鍵導致的，可通過使用合適的分散劑來避免。此外，CS - MPN@Cur NPs薄膜的拉伸強度值與低密度聚乙烯（45.2 - 58.6 MPa）相當，表明其適合作為食品包裝材料。

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