DOI:10.1021/acssuschemeng.0c05917
目前迫切需要由生物聚合物和天然抗菌劑開發出可生物降解的無毒材料，以提高食品安全性和質量。在這項研究中，采用一步且可擴展的綠色合成方法（即靜電紡絲），利用無毒有機溶劑和天然來源的抗菌劑由玉米蛋白制備出抗菌纖維，所有這些抗菌劑都被FDA認定為公認安全使用物質（GRAS），可添加在食品中。使用最新的分析和微生物方法評估了纖維的形態和理化性質，以及抗菌劑的溶解動力學及其抗菌功效。開發了一種天然抗菌劑混合物，其中包括百里香油、檸檬酸和乳酸鏈球菌素。經證實它具有廣譜滅活與食物有關病原體的能力。電紡抗菌纖維的形態學表征顯示無珠纖維的平均直徑為165nm，而理化特性顯示出較高的表面積體積比（比表面積：21.91 m2/g）和纖維中抗菌分析物的存在。抗菌劑在2小時內從纖維中迅速釋放到各種食品模擬物中。此外，抗菌纖維在暴露24小時和1小時后有效地將大腸桿菌和李斯特菌種群減少了約5個對數。更重要的是，由于纖維的直徑小且表面積體積比高，因此病原體滅活僅需要極少量的纖維和每單位表面積的抗菌劑（纖維2.50 mg/cm2）。還使用多針注射器證明了該纖維合成工藝的可擴展性，其產量高達1 g/h。這項研究表明，使用天然生物聚合物和抗菌劑來合成可持續食品包裝材料的潛力。
圖1.（a）活性成分（AI）混合物的制備示意圖，該混合物被加載到聚合物溶液中；（b）通過靜電紡絲合成摻入AI混合物的纖維。
圖2.（a，b）ZF和（c，d）AZF的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像和纖維直徑分布圖；（e）乳酸鏈球菌素、ZF和AZF的X射線衍射（XRD）圖；（f）百里香油、檸檬酸、乳酸鏈球菌素、ZF和AZF的傅立葉變換紅外光譜（FTIR）。
圖3.鋁箔、玉米蛋白纖維（ZF）、涂有活性成分（AI）混合物的鋁箔、抗菌玉米蛋白纖維（AZF）（1.25 mg/cm2）、AZF（2.50 mg/cm2）、在4℃下儲存4周的AZF對（a）大腸桿菌和（b）李斯特菌的抗菌活性。用相同的大寫字母標記的相同材料組中的數據沒有顯著差異（P>0.05）。用相同的小寫字母標記的相同處理時間組中的數據沒有顯著差異（P>0.05）。
微信二維碼
