近日，我院郭志明教授课题组在国际Top期刊《Food Hydrocolloids》（Q1，IF₂₀₂₃: 11.0）上发表论文“Enhanced composite Co-MOF-derived sodium carboxymethyl cellulose visual films for real-time and in situ monitoring fresh-cut apple freshness”。江苏大学为第一完成单位，食生学院23级博士研究生张浙鹏为该文第一作者，我院郭志明教授为该文通讯作者。瑞典乌普萨拉大学的Hesham R. El-Seedi教授、阿根廷布宜诺斯艾利斯大学的Stella M. Alzamora院士和Paula L. Gómez教授也参与了论文的研究工作。

鲜切水果市场已成为便捷食品行业新风口新赛道，市场规模将近3万亿元。随着生活节奏加快和营养健康消费重视，即食、便捷、营养的鲜切水果消费占比快速增长。对整果进行清洗、去皮、去核、冷藏等操作后包装组合售卖，保留了其营养成分、独特风味及新鲜度，通过连续化、规模化生产加工实现降本增效。鲜切水果因其营养丰富和组织损伤易受到细菌、‌真菌、‌和病菌的侵染，‌导致产品质量的显著下降，表现为果肉褐变和呼吸速率加剧，也加速了产品新鲜度的降低。水果新鲜度和营养价值也是消费者在选购果切产品时最关注的因素。因此，研发一种成本效益高、非侵入式的可视化监测技术，用于评估鲜切水果的新鲜度是非常迫切的。

图1 鲜切水果新鲜度的Co-MOF可视化监测薄膜. (a) Co-BTC MOF的合成方案，(b) Co-MOF与PR和BTB的交互示意图，(c) CMC-Na基复合膜的制备工艺，(d)增强效果，(e) CO₂响应，(f)包装试验

天然生物类聚合材料因其可再生、易获得、低成本和优异的加工特性，在智能食品包装中得到了广泛关注。近年来，纳米复合材料在聚合物基材上的集成或嵌入以提高包装材料的性能引起了重视。本研究通过制备负载酚红（PR）或溴百里酚蓝（BTB）的不规则球形钴基金属有机框架（Co-MOF），得到纳米复合材料Co-MOF/PR和Co-MOF/BTB。然后，将该材料均匀混入羧甲基纤维素钠（CMC-Na）基底中，制备了CO₂响应包装材料（CMC-Na/PR/Co-MOF和CMC-Na/BTB/Co-MOF），实现了鲜切水果新鲜度的实时、原位可视化监测。

图2 鲜切水果新鲜度的Co-MOF可视化监测薄膜的表征和实际样本测试相关分析图

本文探讨了添加Co-MOF后CMC-Na基薄膜表现出优异的防水性、时间-温度稳定性和力学性能，揭示了多功能纳米Co-MOF填料在食品智能包装领域中的创新应用。值得注意的是，Co-MOF基复合膜表现出增强的紫外-可见光阻隔性、染料的抗迁移性能和热稳定性。最后，Co-MOF基薄膜的总色差值（ΔE）与鲜切富士苹果的硬度和总可溶性固形物（TSS）分别存在显著的线性响应（R²=0.9923和0.9781）。研究结果表明，含多功能MOF纳米填料的CMC-Na基复合膜作为可视化监测手段具有巨大应用潜力。

研究成果得到了国家重点研发计划（2023YFE0107100，2022YFD2100604）等项目的资助。

文章链接https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110475