浙江大学吴迪教授团队：微流控吹纺制备多功能纤维膜用于鲜切苹果保鲜-北京永康乐业科技发展有限公司

研究背景：

近年来，鲜切水果因其新鲜、美味和便捷的特点而受到消费者的广泛关注和喜爱。然而，鲜切加工会引发一系列复杂的生理生化变化，加速水果的变质。此外，鲜切水果如鲜切苹果，由于暴露在空气中，更容易受到环境因素的影响，导致褐变和微生物侵染。

灰霉病（由灰葡萄孢菌引起）是苹果和其他水果采后常见的病害，难以控制。尽管目前可以通过使用褐变抑制剂和低温来控制微生物侵染和褐变，但如何方便有效地保持鲜切苹果的质量仍然是一个亟待解决的问题。活性食品包装提供了一种潜在的解决方案，与传统的直接添加活性物质的方法相比，活性包装可以减少活性物质的使用量，并避免活性物质与食品之间的化学反应。

导读：

近期，浙江大学吴迪教授团队采用微流控吹纺技术快速制备了多功能纤维膜，并成功负载纳他霉素和抗坏血酸，用于抑制鲜切苹果的褐变和微生物侵染，显示出在延长水果保鲜期方面的巨大潜力。相关研究以“Multifunctional fibrous films fabricated by microfluidic blow spinning for the preservation of fresh-cut apples”为题目，发表在期刊《Postharvest Biology and Technology》上。

本文要点：

1、本研究通过微流控吹纺技术（MBS）快速制备了多功能纤维膜，用于鲜切苹果的保鲜。

2、研究发现，载有纳他霉素的纤维膜具有光滑均匀的微观结构，平均直径在1.0至1.3μm之间。随着纳他霉素含量的增加，纤维膜的热稳定性和疏水性得到提高。

3、载药纤维膜对灰葡萄孢菌表现出良好的抗菌活性，而添加抗坏血酸后，多功能纤维膜能显著抑制鲜切苹果的褐变。

4、代谢组学分析表明，该膜通过减少酚类化合物的氧化来抑制苹果褐变。

微流控吹纺（Microfluidic Blow Spinning, MBS）在制造纤维膜方面具有多种优势，具体如下：

1、快速连续生产：MBS技术能够实现纤维膜的快速连续生产，提高了生产效率，适合大规模制造。

2、操作安全性高：与电纺丝技术相比，MBS不依赖于高压电场，因此在操作过程中更为安全，减少了电击风险。

3、高孔隙率和比表面积：MBS制备的微纳米纤维膜具有高孔隙率和比表面积，这有助于提高活性物质的负载和释放效率，增强了纤维膜的功能性。

4、材料适用性广泛：MBS技术能够处理多种聚合物溶液，包括一些难以通过电纺丝技术处理的材料，为开发新型纤维膜提供了更多可能性。

5、环境友好：MBS技术通常在较低的温度下操作，能耗较低，且不产生有害的副产物，对环境影响小。

6、精确调控纤维特性：通过调整气流速度、溶液浓度等工艺参数，MBS技术可以灵活控制纤维的形成过程，从而实现对纤维膜特性的精确调控。

7、成本效益：由于生产效率高和操作条件相对简单，MBS技术在成本控制方面具有显著优势，尤其是在大规模生产时更为经济。

纳他霉素和抗坏血酸如何在鲜切苹果保鲜中发挥作用？

1、纳他霉素的抗菌作用：纳他霉素作为一种广谱抗真菌剂，能够抑制苹果上如灰霉菌（Botrytis cinerea）等真菌的生长，从而减少微生物浸染，延长苹果的保鲜期。

2、抗坏血酸的抗褐变作用：抗坏血酸通过还原反应抑制苹果中酚类化合物的氧化，减少因酶促褐变导致的色泽变化，保持苹果的新鲜外观和营养价值。

3、协同作用：纳他霉素和抗坏血酸的联合应用不仅能有效抑制微生物生长和褐变反应，还能通过维持苹果的天然风味和质地，提升消费者的感官体验。

图1.纤维薄膜的SEM图像：（A）Nata 0；（B）Nata 0.02；（C）Nata 0.04；（D）Nata 0.1；（E）Nata 0.2。根据纺丝溶液中纳他霉素的量，将获得的纤维膜分别命名为Nata 0、Nata 0.02、Nata 0.04、Nata 0.1和Nata 0.2。例如，将由含0.02g纳他霉素的纺丝溶液获得的纤维膜命名为Nata 0.02。