上海腾拔质构仪助力浙江大学在Food Hydrocolloids发文

近日，浙江大学研究人员在国际食品顶刊《Food Hydrocolloids》（中科院一区，影响因子IF=11.0）发表了题为"Modification of physicochemical, antioxidant, and antibacterial properties of chitosan film with curcumin-loaded TA/Fe nanoparticles"的研究性论文。在该论文中，研究人员利用上海腾拔Universal TA质构仪用于测定壳聚糖膜的拉伸强度和断裂伸长率。

本研究旨在使用载有姜黄素的金属-多酚纳米粒子（MPN@Cur NPs）作为活性剂来制备一种新型的壳聚糖基薄膜，该薄膜用于食品保鲜。MPN@Cur NPs 的平均粒径和 ζ 电位分别测定为 205.9 nm和 - 26.8 mV。通过扫描电子显微镜、红外光谱仪、X 射线衍射仪、紫外光谱仪、抗氧化活性和抗菌活性分析，研究了添加 MPN@Cur NPs 对壳聚糖基薄膜的形貌、微观结构、理化特性及功能活性的影响。结果表明，MPN@Cur NPs 与壳聚糖具有良好的机械相容性，能有效填充薄膜基质中的空隙，并显著增强其机械性能（断裂伸长率从 22.6% 提高到 37.3%；拉伸强度从 31.1 MPa提高到 43.6 MPa）。此外，与纯壳聚糖薄膜相比，添加 MPN@Cur NPs 的薄膜表现出更优异的阻隔性能（如水蒸气和氧气透过性）、增强的热稳定性以及改善的紫外线阻隔能力（紫外线透过率从 93.6% 降至 35.3%）。而且，这些薄膜对食源性病原体金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力显著增强，抗氧化活性也有所提高（对 DPPH 的清除能力从 9.22% 提高到 85.19%，对 ABTS 的清除能力从 8.62% 提高到 80.02%）。最终，该壳聚糖基薄膜显著延长了 25℃下储存牛奶的保质期。因此，纳米复合薄膜为壳聚糖在食品保鲜领域的高附加值商业应用提供了一条具有吸引力和前景的途径。

拉伸强度（TS）和断裂伸长率（EB）是包装薄膜的关键特性，它们决定了薄膜承受机械应力和变形而不破裂的能力，从而确保包装产品的完整性和耐用性。金属 - 多酚纳米粒子（MPN NPs）和姜黄素（Cur）的加入显著提高了壳聚糖基薄膜的拉伸强度和断裂伸长率。这可能归因于 MPN@Cur NPs在薄膜基质中的有效分布。分散的 MPN@Cur NPs具有较高的表面能和较大的比表面积，有助于 MPN@Cur NPs与薄膜基质之间形成更强的界面结合，从而增强薄膜的机械性能。然而，壳聚糖基薄膜的机械性能并未随着 MPN@Cur NPs含量的增加而持续提升，这可能是因为当 MPN@Cur NPs含量较高时，其容易聚集形成团聚体。这种聚集是由纳米粒子之间存在的氢键和化学键导致的，可通过使用合适的分散剂来避免。此外，CS - MPN@Cur NPs薄膜的拉伸强度值与低密度聚乙烯（45.2 - 58.6 MPa）相当，表明其适合作为食品包装材料。

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