近日，中国热科院加工所热带作物产地加工团队系统阐明了金属离子对废弃咖啡渣基薄膜结构、性能及食品保鲜功能的调控机制，为废弃咖啡渣高值化利用和可降解食品包装材料开发提供了新思路。
咖啡渣作为咖啡产业的主要副产物，全球年产量巨大，但大多作为废弃物填埋处置，易引发水体污染、甲烷排放等环境问题。值得注意的是，咖啡渣含有碳水化合物、木质素、蛋白质和脂质等成分，是尚未充分开发的生物质资源。本研究以废弃咖啡渣为原料，通过离子液体溶解和金属离子溶液再生，成功制备出兼具良好水稳定性、抗菌性、紫外线阻隔性及阻燃性的多功能食品包装薄膜。进一步，研究揭示了金属离子配位对薄膜结构、力学性能及功能特性的调控机制。结果显示，金属离子与多糖羟基形成稳定的配位交联结构取代了原本易被水破坏的氢键网络，使薄膜表面疏水性显著增强，湿态力学性能明显改善，水蒸气阻隔性能媲美低密度聚乙烯。此外，特定金属离子还赋予薄膜紫外线屏蔽、抗菌和自熄阻燃等功能。所有金属离子配位薄膜在自然土壤中40天内可完全生物降解。在草莓保鲜实验中，与传统塑料保鲜膜相比，锌离子配位薄膜包装的草莓腐烂率最低，失重率和软化程度显著降低，货架期明显延长。
该研究成果以“Sustainable and multifunctional metal-ion coordinated spent coffee grounds films for food preservation”为题发表于《Food Chemistry: X》。中国热科院加工所张少凯助理研究员为论文第一作者，盛占武研究员、林丽静研究员和刘义军副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、中央级公益性科研院所基本科研业务费、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队等项目资助。
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