图文来源：作者团队
负载蚕豆抗菌肽的羧甲基壳聚糖-明胶可食性薄膜用于活性食品保鲜
长沙理工大学食品与生物工程学院：XiangYu Huang (第一作者），程云辉教授及陈茂龙副教授（通讯作者）等在期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF 8.5）上发表了题为“Carboxymethyl chitosan–gelatin edible films incorporating fava bean antimicrobial peptides for active food preservation”的研究型论文。
全球对食品安全、货架期延长和环境可持续性的日益关注，推动了活性和可生物降解包装材料作为传统石油基塑料的重要替代品的发展。在众多生物聚合物中，壳聚糖和明胶因其优异的成膜性、固有的生物相容性和生物降解性而成为极具潜力的候选材料。然而，单一生物聚合物包装薄膜的实际应用常受限于其固有缺陷，例如壳聚糖薄膜机械强度较弱、对水敏感，明胶薄膜则防潮性差、抗菌活性有限。为克服这些挑战，需要在材料设计和加工技术上进行创新。羧甲基壳聚糖（CMCS）作为水溶性壳聚糖衍生物，具有更强的抗菌活性和成膜性能；其与明胶（GL）复合可通过静电和氢键相互作用改善相容性。此外，将天然抗菌剂（如抗菌肽、多酚等）掺入复合薄膜已被证明能有效抑制微生物生长、酶促褐变和营养流失。本研究选用蚕豆来源的抗菌肽（FBAP），其具有显著抗菌活性、增强的阻隔性能和生物降解性，是一种有前景的食品包装薄膜材料。然而，如何通过绿色物理加工将抗菌肽作为结构组分 intrinsically 整合到薄膜基质中，避免使用化学交联剂，仍是一个重要挑战与机遇。
以羧甲基壳聚糖（CMCS）和明胶（GL）为成膜基质，添加不同浓度（0–3.0 wt%）的蚕豆抗菌肽（FBAP），通过超声波辅助（560 W，5 min）促进组分间交联，再经浇铸、干燥制备复合薄膜。采用FT-IR、XRD、SEM、TGA等手段表征薄膜的微观结构和热稳定性；测定水接触角、水蒸气透过率（WVP）、机械性能、光学性能、抗氧化活性（DPPH和ABTS清除率）以及FBAP的释放行为。最后，将薄膜涂覆于冬枣和樱桃番茄表面，在4℃下贮藏11天，定期检测失重率、可溶性固形物、总酚、维生素C、可滴定酸及微生物总数等指标。
FBAP成功通过氢键与CMCS/GL基质结合，形成的复合薄膜（U-CMCS/GL-FBAP）表面致密均匀，水接触角达108.3°，表现出疏水性；WVP降低61.3%，拉伸强度和断裂伸长率分别提升约2倍和1.12倍；DPPH和ABTS自由基清除率分别达40.89%和79.44%；96小时内FBAP累计释放65.82%。在冬枣和樱桃番茄的保鲜应用中，该薄膜有效减缓了果实失重、抑制了微生物生长、保留了营养品质，将货架期延长至11天。该复合薄膜结合了平衡的表面特性、增强的机械与阻隔性能、抗氧化能力及控释抗菌活性，为实现豆类副产物的高值化利用和食品活性保鲜提供了一种有前景的可持续策略。
（1）采用一体化材料-工艺策略，通过超声波辅助制备基于羧甲基壳聚糖（CMCS）、明胶（GL）和蚕豆抗菌肽（FBAP）的三元复合薄膜。
（2）FBAP不仅作为抗菌剂，还通过强分子间相互作用参与网络构建。
（3）超声处理诱导结构致密化。该策略在不使用传统化学交联剂的前提下增强了薄膜稳定性，符合清洁生产原则。
基金支撑：
本研究受到国家重点研发计划（2024YFF1105500）及湖南省科技创新计划（2022RC1146）资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.150832
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翻译：李少琦
编辑：科研小助
审核：席书敏
专家指导：张康逸
供稿团队：小麦绿色精深加工与功能性食品创制创新团队
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