根据世界卫生组织的研究，细菌感染已成为人类健康的主要威胁。食物是细菌感染的主要传播途径之一。由于可作为细菌和食品之间的接触屏障，减少微生物和交叉感染以及细菌灭活，必须重视食品包装。食品包装中使用的薄膜大部分是来自石化资源的聚合物，它们不可再生，且不可降解。使用这些薄膜会造成资源紧张，且不利于环保。因此，替代基于石油的聚合物，生物聚合物，如纤维素、淀粉、明胶、大豆蛋白等，以及合成的生物聚合物，如聚乳酸等逐渐得到开发作为可持续发展和有效的食品包装薄膜。此外，纤维素已被确认是制备食品包装薄膜的合适的原料。
羧甲基纤维素（CMC）是纤维素经甲基化反应后的衍生物。CMC保留了纤维素原有的多糖线性化学结构，且含有定量的羧基。CMC具有亲水性、成膜性、可降解性、成本低、溶液粘度高、透明、无毒等特点。它在食品、生物医学等领域有广泛的应用。但纤维素及其衍生物不具备有效的抗菌能力，这是基于纤维素抗菌包装材料发展的关键因素。
研究表明，用纤维素和复合抗菌剂制备的食品包装材料可有效地杀灭食源性致病菌，抑制微生物生长。食品包装材料一般是在纤维素基体中掺杂无机纳米粒子，如AgNPs、Zn/ZnO、Cu、TiO2等，并与抗生素药物复配而成。使用后，金属纳米颗粒会在环境中持续存在，造成一定程度的生物毒性和环境污染。此外，抗生素耐药性是对人类健康和可持续发展的严重威胁，世界范围内已达到临界水平。据报道，超支化聚合物纳米颗粒具有低粘度、低毒性、高反应性等特点。PAMAM是三维球形大分子，核心单元为乙二胺，支化单元末端为伯胺基团。与无机纳米材料和抗生素相比，它具有更高的安全性、对环境友好、细菌耐受性强。此外，基于纤维素的抗菌复合材料机械强度优良、热稳定性高且具有显著的抗菌性能。因此，使用该复合材料制备的食品包装材料可有效延长食品的保质期、降低生产成本和防腐剂添加量，并简化相应的灭菌过程。这些包装材料提高了食品质量，减少了有害物质对人体健康的潜在影响。
栀子素是从栀子果实中提取的天然成分，能有效与含伯胺基团（如明胶、壳聚糖等）的天然生物材料交联。栀子素的化学交联涉及在官能团之间形成离子键或共价键，从而构建致密、稳定和不可逆的三维薄膜网络，其中含胺基的化合物与栀子素的反应机理已经进行过讨论和分析。它可显著改善复合材料的化学性能，提供高交联密度。栀子素有广泛的应用，包括骨再生和治疗癌症。与戊二醛和甲醛等交联剂相比，栀子素表现出优良的生物降解性和低细胞毒性，即使在低的添加量下也能达到可观的交联值，更适于用作食品包装材料。
齐鲁工业大学的李彦春教授等在研究中，首先用PAMAM（G0）修饰双醛羧甲基纤维素（DCMC），合成了超支化双醛羧甲基纤维素（HPD）。然后，采用“一锅法”制备了新型超支化双醛羧甲基纤维素接枝明胶（HPD/Gs）膜。用FTIR、SEM-EDS、XRD、TGA/DTG、DSC等对HPD/Gs的结构特征、交联度、厚度、溶胀行为、水溶解度、水蒸气渗透性、表面形貌、亲水性、机械强度、抗菌性能、生物相容性等进行了表征。结果表明，所制备的HPD/Gs薄膜具有良好的热稳定性和力学性能。当HPD与G的质量比为1:1.5时，HPD/1.5G薄膜的交联度、膨胀行为、水蒸气渗透率（WVP）、水接触角、抗拉强度、断裂伸长率分别达到42.757%、109.114%、46.71 g・mm/m2・day・kPa （1 天）、115.4 ± 4.5°、1.77 MPa、320.93%。此外，HPD/Gs膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有良好的细胞相容性和抗菌性能。该研究表明，所设计的HPD/Gs是一种具有潜在应用价值的绿色抗菌材料。
文献来源：Li Yan, Xugang Dang,* Mao Yang, Wenjia Han, and Yanchun Li*. ACS Sustainable Chem. Eng. 2023, 11, 7323-7333.
威海晨源分子新材料有限公司成立于2011年，是一家国家级高新技术企业。公司先后获批山东省工程技术研究中心、山东省品牌国际科技合作基地、山东省院士工作站、山东省知名品牌、山东省隐形冠军等技术创新平台及荣誉。创始人李武松博士毕业于北京大学，是中国树枝状聚合物产业化的创始人，先后获得山东省组织部颁发的山东省泰山产业领军人才，山东省人社厅颁发的山东省有突出贡献的中青年专家，山东青年五四奖章、山东省优秀科技工作者、2018年度威海市市长质量奖、威海市科学技术一等奖、威海市十大杰出青年、2020“大国之材”年度人物，荣获共青团中央和人社部颁发的第十一届中国青年创业奖等荣誉称号。
晨源分子目前拥有由多名名校毕业的博士、硕士组成的研发团队，与北京大学、清华大学和上海交通大学等国内外6所高校院所建立了产学研合作，拥有行业内唯一的院士工作站，并获得了政府数千万元的科技支持。
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