近日，青島農業(yè)大學食品科學與工程學院果蔬貯藏加工及綜合利用團隊吳昊副教授課題組在國際頂尖期刊《Journal of Hazardous Materials》（IF：10.588，中科院一區(qū)Top期刊）發(fā)表學術論文《Antibacterial properties and mechanism of biopolymer-based films functionalized by CuO/ZnO nanoparticles against Escherichia coli and Staphylococcus aureus》。青島農業(yè)大學是第一作者和通訊單位，團隊成員吳昊副教授為通訊作者，青島農業(yè)大學食品科學與工程學院碩士研究生管桂林為論文第一作者。

 

　　隨著國內“禁塑令”的出臺，基于生物高分子研發(fā)可降解薄膜已成為食品包裝行業(yè)的一個發(fā)展方向。通常，生物高分子成膜后包裝性能較差，但是可通過納米復合技術來進行改善。納米金屬氧化物具有納米效應和光催化活性，通過與生物高分子形成納米復合材料，可改善其機械和阻隔特性，同時可賦予包裝材料抗菌活性。近期研究表明，與單獨生物高分子（如殼聚糖）或納米金屬氧化物相比，兩者形成的復合材料呈現(xiàn)出更優(yōu)越的抗菌功效，然而，關于其內在抗菌機制尚不清楚，尤其是細菌胞內信號通路對復合膜的反應有待進一步研究。

 

　　在該文章中，作者基于納米CuO和ZnO制備了海藻酸鈉/殼聚糖-納米金屬氧化物復合膜，在光照下可產生活性氧自由基，并且在土中28天可分解，具有良好的光催化活性和生物可降解性。進一步，作者發(fā)現(xiàn)光照下該膜對大腸桿菌（E. coli）和金黃色葡萄球菌（S. aureus）的生長抑制率超過90%。該膜可激活兩種細菌的膜轉運系統(tǒng)、抗氧化防御系統(tǒng)、細胞膜和DNA修復系統(tǒng)，但是，當膜對細菌細胞損傷超過細胞的防御和動態(tài)調節(jié)能力時，將破壞細菌細胞壁和細胞膜完整性，導致胞內氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡，細菌發(fā)生死亡。

 

　　該文章制備的納米復合膜兼具綠色包裝和高效抗菌的雙重功能，在果蔬保鮮領域具有較好的應用前景。相關研究獲得了國家重點研發(fā)項目、國家自然科學基金、中國留學基金委項目、山東省泰山學者項目、山東省現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系項目、山東省高等學校青創(chuàng)科技計劃創(chuàng)新團隊項目和青島農業(yè)大學高層次人才啟動經(jīng)費的支持。

 

　　相關鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123542