牛肉是一种富含高质量蛋白质、生物可利用的血红素铁、锌和维生素B12的营养密集型食品（Robinson等人，2006年）。然而，它容易受到微生物繁殖和氧化酸败的影响，这对食品安全和保质期的延长构成了持续挑战。尽管传统的石油基包装提供了有效的被动保护，但其不可生物降解性加剧了全球塑料污染（Elkaliny等人，2024年）。因此，解决食品浪费减少和环境可持续性的双重挑战推动了人们对活性生物基包装的兴趣日益增长。与被动包装不同，活性包装系统将抗菌和抗氧化功能直接整合到聚合物基质中，能够动态调节保存微环境以抑制腐败过程（Dang、Du和Wang，2024年）。
由于可再生性、生物降解性和内在的生物活性，生物基多糖被广泛认为是活性食品包装的有前景的可持续基质。其中，壳聚糖是一种从甲壳素衍生的阳离子多糖，因其成膜能力、固有的抗菌活性和生物相容性而受到广泛研究（Legault和Ahmadi，2023年；Li和Zhuang，2020年）。然而，壳聚糖的实际应用受到其在中性条件下溶解度低以及基于壳聚糖的薄膜机械强度和阻隔性能不足的限制。为了克服这些限制，开发了水溶性衍生物羧甲基壳聚糖，以改善加工性能同时保留壳聚糖的生物活性（Deinek等人，2021年）。尽管有这些优势，原始的羧甲基壳聚糖薄膜和水凝胶往往具有较弱的网络结构，不足以用于高水分食品的保存。因此，通过化学交联增强多糖基水凝胶的网络完整性至关重要。在各种交联策略中，氨基和醛基之间的席夫碱反应特别具有吸引力，因为它们在温和的水性条件下进行，无需催化剂，并且能够形成动态亚胺键（Mukhtar等人，2021年）。在这种情况下，富含醛基的多糖大分子交联剂二醛葡聚糖能够与羧甲基壳聚糖快速原位交联，显著提高网络密度和结构完整性（Sionkowska、Michalska-Sionkowska和Walczak，2020年）。然而，仅由二醛葡聚糖交联的水凝胶通常表现出有限的生物活性，不足以满足肉类保存的功能需求。
为了同时增强网络结构和赋予生物活性，引入多酚是一种有前景的方法。单宁酸具有广谱抗菌和抗氧化活性（Laxmanan等人，2025年；Maia、Marangoni和Vieira，2025年）；然而，它与多糖基质的相互作用主要是非共价的，导致交联效率低和潜在的渗出（Wu等人，2024年）。通过将酚羟基转化为反应性的邻醌结构，氧化单宁酸具有明显优势（Ball，2015年）。这些醌基团容易与羧甲基壳聚糖中的氨基发生席夫碱和迈克尔加成反应，使氧化单宁酸同时作为强效的生物活性剂和次级共价交联剂。这种双重功能有望促进形成更致密和更稳定的生物活性水凝胶网络（Qin等人，2022年）。
因此，本研究报道了一种由氧化单宁酸增强的原位交联二醛葡聚糖/羧甲基壳聚糖水凝胶薄膜在牛肉保存中的应用。系统阐明了控制物理化学性质、抗菌机制和保存性能的结构-功能关系。通过结合快速原位交联和多功能多酚增强，本研究为高性能生物基水凝胶在先进活性食品包装中的应用提供了合理的设计策略。
