果蔬加工团队研发出具有pH响应荧光的多功能果胶薄膜

近日，中国农业科学院农产品加工研究所果蔬加工智造与营养健康创新团队研发出一款具有pH响应荧光的多功能果胶膜，揭示了其荧光形成机制，优化了成膜特性，最终实现了在鲜切水果保鲜包装中的高效应用。相关研究成果发表在《碳水化合物聚合物（Carbohydrate Polymers）》（JCR一区，IF=12.5）上，加工所2022级博士生胡佳星为论文第一作者，毕金峰研究员与李旋副研究员为共同通讯作者。

多糖基薄膜通常通过物理混合活性物质以赋予生物活性，但其制备工艺、成本、相容性及功能活性仍有提升空间。

本研究通过亚胺键与氢键动态锁定机制，将组氨酸（His）可逆接枝于成膜性能优良的氧化果胶（OLAP）上，制备出荧光薄膜。结构分析表明，OLAP的羰基通过C=N键连接至His的α-氨基，同时咪唑环上的-NH-基团与OLAP上的-COO-基团形成氢键，通过分子内电荷转移产生荧光。C=N交联进一步形成致密结构，从而提升材料的热稳定性和氧气阻隔性能（58.14–73.88 g/m²/h）。与原始OLAP薄膜相比，OLAP-His薄膜展现出更优的弹性和降解性。得益于咪唑环和C-N键结构，该薄膜具有出色的紫外屏蔽能力、抗氧化活性（ABTS和DPPH清除率分别达85.05%和53.58%）及对大肠杆菌的抗菌性能。此外，薄膜对水果呼吸产生的酸性气体呈现pH响应荧光特性，可用于鲜切猕猴桃的新鲜度监测，并能将猕猴桃软化过程延缓1.41至2.26倍。本研究为开发绿色、高效、安全的多功能生物基薄膜提供了材料基础和技术参考。

该研究得到了国家自然科学基金项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124854