具有高度可控透气性和生物安全性的透气膜开发

每年，世界上大约有三分之一的食物损失和浪费，以及过量的碳排放、垃圾处理和其他环境问题。水果和蔬菜等易腐烂的食品由于保质期短，在食物浪费中占比最大。

贮藏气体(H2O、O2、CO2)在贮藏过程中起着关键作用，可调节植物的生理代谢和微生物生长。

近期，中国林业科学研究院资源昆虫研究所张弘研究员、马金菊和昆明科技大学李凯等人提出了一种简便的仿生策略，开发出具有高度可控透气性和生物安全性的透气膜，以延长食物的保鲜期。

研究采用聚乳酸(PLLA)或壳聚糖微球，作为虫胶膜的气体“开关”或“气孔”来调节O2、CO2和H2O的通透性和CO2/O2的选择性，以在室温下保鲜食物。

通过该方法制备的水果表面涂层或包装膜，对5种呼吸代谢不同的模型水果(橘子、芒果、杨梅、草莓和樱桃)表现出优异的保鲜性能。该涂层能够有效缓解橘子的脱水状况。储存45天后，未涂层的橘子的重量损失达到16%左右，而所有表面具有涂层的橘子的重量损失均低于12%。

这些杂化材料，通过添加不同数量的多孔微球或沉积小功能分子，可以有效地控制气体(O2、CO2和H2O)的渗透性和CO2/O2的选择性，表现出良好的抗氧化、抗菌、防水和可重复使用性能。

该仿生杂化膜还具有生物相容性和可食用性。包装膜在重复使用三遍后，仍然显示出稳定的水果保鲜性能。

这种气体渗透控制策略，在食品保存，以及其他需要控制气体的应用中具有很大的潜力。

上述研究成果以“A Plant Leaf-Mimetic Membrane with Controllable Gas Permeation for Efficient Preservation of Perishable Products”为题，发表在《ACS Nano》上。

推荐阅读