近日，单杨院士团队丁胜华副研究员在超声协同芬顿体系制备壳聚糖-阿魏酸共聚物及对应活性薄膜方面取得进展，相关成果以“Ultrasonication significantly enhances grafting efficiency of chitosan-ferulic acid conjugate and improves its film properties under Fenton system”为题发表在农林科学领域一区TOP期刊Food Research International（IF：7.425）上，我院2020级硕士研究生徐海山为第一作者，丁胜华副研究员为通讯作者，湖南大学生物学院隆平分院为第一单位，湖南省农业科学院农产品加工研究所为第二单位。该研究得到了国家自然科学基金（32272257），湖南省自然科学基金项目（2022JJ30330）、长沙市杰出创新青年培养计划（KQ1905025）等项目的支持。
本研究通过不同时间的超声-芬顿体系（FUS）制备壳聚糖-阿魏酸共聚物，并选择合适时间的FUS制备共聚物得到对应薄膜，对结构、功能、流变学和物理特性进行研究。与传统芬顿体系相比，FUS提高了共聚物的接枝率，且随着超声时间的延长，接枝率先升高后降低。超声时间为1 min的FUS制备的共聚物（FUS1）具有最高的接枝率（121.28 mg/g），其接枝时间相比于芬顿接枝法从12 h缩短至1 min。FT-IR和XRD结果表明阿魏酸通过酯键和酰胺键与壳聚糖共价连接，且共聚物的结晶度相比于壳聚糖明显降低。SEM和Mw分析表明共聚物的降解程度随超声时间的增加而增加。此外，FUS1的DPPH和ABTS自由基清除活性最接近Vc，且具备最优的抗菌效果。因此，选择FUS1制备活性薄膜。FUS1膜液粘度相比于壳聚糖膜液明显降低。与壳聚糖基膜相比，FUS1膜的紫外透射率接近0，水蒸汽、氧气和二氧化碳渗透性均显著降低，且水溶性和拉伸强度提高了58.09%和25.72%。因此，超声-芬顿体系是一种高效制备食品活性包装材料的方法，FUS1薄膜具有广阔的应用前景。
本研究首次比较了超声-芬顿体系和传统的芬顿体系制备壳聚糖-阿魏酸共聚物的接枝效率，并探究了不同超声时间对共聚物接枝效率、结构性能、热稳定性、抗氧化性能和抗菌性能的影响，开发出一种绿色、环保、高效制备性能优异的壳聚糖-阿魏酸共聚物的方法，并开发出适合于果蔬和生鲜预制食品的活性包装膜。
来源：湖南省农业科学院
2023年1月4日
