2024年全球肉类消费量约为2.8亿吨，预计到2050年将翻一番（Tosif, Zannou, Purkiewicz等，2026）。在肉类加工过程中，天然的保护屏障（表皮和内源性抗菌肽）被去除，使新鲜肉类更容易受到微生物污染（Shu等，2026）。在整个供应链中，肉类不断渗出液体，为微生物繁殖提供了丰富的营养环境。这导致肉类变色、产生异味、质地恶化，甚至损失高达23%的产量，从而加剧了资源浪费、环境退化和公共卫生风险（Zhang, Teymouri等，2026）。
目前，肉类包装通常使用吸水垫（例如非织造布垫或聚丙烯酸酯基超强吸水聚合物）来管理渗出物（Tosif, Zannou, Purkiewicz等，2026）。然而，这些材料仅依靠被动物理吸收，缺乏主动抑制微生物生长的能力。由于不含生物活性成分，它们无法防止氧化变质过程（Wu等，2024）。此外，由于生物降解性差或完全不可降解，这些材料对环境造成严重威胁。活性包装作为一种补充策略应运而生，其核心原理是将功能性化合物嵌入包装基质中，然后通过可控或刺激响应机制释放出来，以抑制微生物繁殖和延缓氧化（Zhang, Teymouri等，2026）。植物来源的小分子（多酚、醌类、生物碱和萜类）通过其固有的生物活性和超分子相互作用，赋予包装基质多功能性（Sun等，2026）。特别是，控释包装通过单独或共同利用环境触发因素，实现了生物活性物质的定时、定位和定量释放（Hou等，2026）。因此，开发具有高液体吸收能力并展现活性抗菌和抗氧化功能的多功能活性吸水垫，是下一代肉类保鲜的创新解决方案。
普鲁兰是一种水溶性多糖，由通过α-1,4-糖苷键连接的麦芽三糖单元组成，并通过α-1,6-糖苷键进一步聚合。普鲁兰吸水垫具有优异的热稳定性、高孔隙率和低吸湿性（Yang等，2022）。然而，单一成分的多糖吸水垫容易发生结构塌陷和机械失效，限制了其可回收性和重复使用性。相比之下，由两种或更多种多糖前体制成的复合吸水垫可以增加亲水基团的密度，提高机械强度，保持多孔结构并减少体积收缩（Rashidinejad等，2021）。它们轻质多孔的结构和良好的可塑性使其适用于特定食品应用（Yan等，2026）。例如，Chen等（2026）证明，用CaCl₂交联并负载麝香酚的果胶/纤维素纳米纤维（CNF）复合垫具有优异的吸湿性、抗菌效果和机械完整性，显著延长了双孢蘑菇的保质期。这为设计满足多种食品保鲜需求的生物聚合物吸水垫奠定了基础。
表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）因其协同的三羟基苯基-没食子酰结构而具有强大的抗氧化活性（Li等，2026）。然而，EGCG在微碱性或中性条件下极易降解，其稳定性差限制了在食品加工过程中的保留。通过蛋白质自组装进行封装已成为保护EGCG结构完整性的有效策略（Xu等，2026）。明胶（Gel）因其优异的亲水性和成胶能力，被开发成多种用于生物活性化合物可控和持续释放的载体系统（Wang, Han等，2026）。此外，Gel与亲水性药物和生物大分子具有高兼容性，扩展了其在功能性食品和营养保健品中的应用（Nawaz等，2026）。因此，明胶自组装在EGCG的封装和控释方面具有巨大潜力。
多糖吸水垫的稳定三维网络是通过分子间和分子内相互作用形成的（Li, Yang, Chen等，2025）。交联剂与多种多糖前体相互作用，生成更密集的结构，从而通过网络内交联增强机械性能和结构稳定性（Huang等，2025）。单宁酸（TA）被FDA归类为GRAS（公认安全），可直接用作绿色交联剂（Zhang等，2023）。其丰富的酚羟基与多糖链上的氨基或羧基形成氢键或共价交联，增强了网络密度和机械强度。因此，我们假设天然交联剂（TA）和纳米填料（Gel@EGCG纳米颗粒）的协同结合可以显著提升κ-卡拉胶/普鲁兰（Car/Pul）吸水垫的整体性能，包括机械强度、孔隙结构以及活性抗氧化和抗菌能力。这一策略对于开发高性能活性包装和推进肉类保鲜具有巨大潜力。
在本研究中，我们首先利用明胶的自组装特性来封装EGCG（Gel@EGCG）。随后，将Gel@EGCG纳米颗粒作为纳米填料，并使用TA作为交联剂，在Car/Pul基质中通过分子间交联制备出活性吸水垫（CPTGE）。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）来阐明各组分之间的相互作用机制。确定了CPTGE垫的油水吸收能力、抗压强度、抗氧化活性和抗菌效果，以评估其作为活性包装的适用性。最后，验证了它们在延缓新鲜牛肉氧化变质（特别是肌红蛋白褐变和脂质过氧化）方面的有效性。这为定向开发兼具高效液体吸收和活性抗菌抗氧化特性的多功能吸水垫提供了可行策略。
