近日，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院果蔬貯藏加工及綜合利用團(tuán)隊(duì)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(xué)術(shù)論文《Antibacterial properties and mechanism of biopolymer-based films functionalized by CuO/ZnO nanoparticles against Escherichia coli and Staphylococcus aureus》。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)是第一作者和通訊單位，團(tuán)隊(duì)成員吳昊副教授為通訊作者，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生管桂林為論文第一作者。

 

　　隨著國內(nèi)“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(fù)合技術(shù)來進(jìn)行改善。納米金屬氧化物具有納米效應(yīng)和光催化活性，通過與生物高分子形成納米復(fù)合材料，可改善其機(jī)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(dú)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(fù)合材料呈現(xiàn)出更優(yōu)越的抗菌功效，然而，關(guān)于其內(nèi)在抗菌機(jī)制尚不清楚，尤其是細(xì)菌胞內(nèi)信號通路對復(fù)合膜的反應(yīng)有待進(jìn)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(fù)合膜，在光照下可產(chǎn)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(jìn)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(xì)菌的膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、抗氧化防御系統(tǒng)、細(xì)胞膜和DNA修復(fù)系統(tǒng)，但是，當(dāng)膜對細(xì)菌細(xì)胞損傷超過細(xì)胞的防御和動態(tài)調(diào)節(jié)能力時，將破壞細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜完整性，導(dǎo)致胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡，細(xì)菌發(fā)生死亡。

 

　　該文章制備的納米復(fù)合膜兼具綠色包裝和高效抗菌的雙重功能，在果蔬保鮮領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。相關(guān)研究獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、中國留學(xué)基金委項(xiàng)目、山東省泰山學(xué)者項(xiàng)目、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目、山東省高等學(xué)校青創(chuàng)科技計劃創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)高層次人才啟動經(jīng)費(fèi)的支持。

 

　　相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123542