一、研究背景

冷鲜鸡肉在冷链储藏过程中极易析出肉汁，汁液富含蛋白质、小分子营养物，会大幅加速腐败菌、致病菌繁殖，破坏产品外观、缩短货架周期。传统肉类吸水垫多为不可降解石油基材料，废弃后造成大量塑料污染；现有可降解吸水垫常掺杂银纳米颗粒、植物精油、有机酸等外源抗菌组分，存在食材风味改变、活性物质迁移、细胞毒性等安全隐患。氧化玉米淀粉（OST）是食品级改性多糖，依靠分子羧基实现接触式抑菌，无析出、不破坏食品风味，但目前尚未将其与 PVA、琼脂糖复配制备一体化多功能保鲜吸水垫。现有研究缺少兼具高吸水、优良力学、内源安全抗菌、全生物降解的复合垫体系，本研究构建 OST/PVA/ 琼脂糖三元共混体系，系统完成结构表征、性能测试与生鲜实仓保鲜验证，为绿色肉类活性包装提供全新可行方案。

Graphical Abstract

二、研究内容

本研究以聚乙烯醇（PVA）、琼脂糖（AG）为基材，梯度添加 0%~3% 氧化玉米淀粉（OST），采用多次冻融 - 真空冻干工艺制备系列复合吸水垫（I~VI 号），通过 ATR-FTIR、XRD、SEM、TGA、DSC 完成微观形貌、化学交联、结晶、热稳定性表征；同步测试凝胶强度、拉伸力学、吸水溶胀率、水蒸气透过率；选取大肠杆菌、金黄色葡萄球菌评估广谱抑菌效果，采用人胃上皮 GES-1 细胞开展生物相容性安全评价；最终以 4℃冷藏鸡胸肉开展 6 天储藏试验，检测 pH、菌落总数、TVB-N 等生鲜关键品质指标，验证垫材实际保鲜能力。 红外与 XRD 结果证实 OST 羧基与 PVA/AG 羟基形成氢键与酯化交联，破坏高分子有序结晶结构（图1）；SEM 显示 1% OST 样品孔洞细密均匀，无明显相分离，微观结构最优；热分析表明适宜添加量可提升材料热稳定（图2），过量 OST 会破坏交联网络、热性能下降。力学与吸水性能呈先升后降规律（图3），1% OST 配方拉伸强度 0.54 MPa、断裂伸长率 72%、吸水倍率 4.5 g/g，综合性能均衡。抑菌试验显示抗菌效果随 OST 含量升高显著提升，1% 添加量对两种致病菌抑制率超 99%（图4）；细胞实验证实该配比细胞存活率 85%，满足食品接触生物安全标准。冷藏鸡肉应用结果表明，该复合垫可快速吸附渗出液、构建弱酸性微环境抑制微生物增殖，储藏 6 天后鸡肉 TVB-N 为 14.81 mg/100 g，未超出国标腐败限值，货架期较空白组延长 1 天（图5）。

图1 基于 OST、PVA、PVA/AG 二元共混体系、OST/PVA/AG 三元共混体系垫片的傅里叶变换红外光谱图 (a、b)、实物数码照片 (c) 以及表面与截面扫描电镜图 (d)

图2 基于 OST、PVA、PVA/AG 二元共混、OST/PVA/AG 三元共混垫片的 X 射线衍射图谱 (a)、差示扫描量热曲线 (b)、热重 / 微分热重热分析曲线 (c、d)

图3 OST/PVA/AG 三元共混水凝胶的凝胶强度 (a)；OST/PVA/AG 三元共混垫片的拉伸强度 (TS) 与断裂伸长率 (EAB%)(b)、溶胀率 (c)、水蒸气透过系数 (d)

图4 OST/PVA/AG 三元共混垫片对大肠杆菌 (a) 与金黄色葡萄球菌 (b) 的抑菌率，以及营养琼脂培养基上垫片表面细菌生长的实物数码照片

图5 置于 PVA/AG 二元共混垫片、OST/PVA/AG 三元共混垫片上的新鲜鸡肉与贮藏后鸡肉：实物数码照片 (a)、挥发性盐基氮 (TVB-N) 含量 (b)、菌落总数 (TVC)(c)、pH 值 (d)

总结与展望

氧化淀粉、PVA、琼脂糖三元共混体系依靠分子间氢键与酯化交联形成致密多孔网络，同步优化材料热稳定、力学、吸水阻湿与内源抗菌性能；最优 1% OST 配方无外源抗菌添加剂，抑菌效率高且细胞毒性低，用于冷鲜鸡肉包装可有效吸附汁液、抑制腐败微生物，延缓肉品变质，全部原料为食品级、可完全生物降解，适配畜禽、水产等生鲜冷链包装。本研究仍存在局限：仅开展实验室小试，未完成工业化放大生产；仅采用标准食品模拟浸提液，未完成全套食品迁移安全测试；缺少土壤长期降解动力学数据。后续将开展规模化制备工艺优化，完善食品接触迁移、土壤降解安全性评估；拓展猪肉、鱼虾等多生鲜品类保鲜测试，进一步开发兼具鲜度指示功能的一体化复合吸水垫，推动该绿色包装材料产业化落地。

该工作以Development and efficiency assessment of oxidized starch/polyvinyl alcohol/agarose ternary blend-based absorbent pads with endogenous antibacterial functionality for chicken preservation为题于2026年3月发表在International Journal of Biological Macromolecules (IF=8.7)。bevictor伟德国际刘宜奇博士和暨南大学宋俏微硕士为共同第一作者，暨南大学胡长鹰教授为通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.151014。