桑叶活性成分种类繁多,含量丰富。其中,桑叶多酚因其抗菌性能优异,生物安全性高,合成过程环保绿色,在抗菌材料开发方面有很大应用潜力。抗菌材料常被用作水果保鲜包装和净水材料,其中薄膜材料应用较多。然而,薄膜无法在运输过程中给予水果充分的缓冲保护,也不能产生高水通量实现快速净水。显然,具有柔性、弹性和循环压缩下抗疲劳性的抗菌多孔材料更适用于上述领域。纤维素柔性高、易获取、生物相容性好,常用于构筑多孔材料。因此,本研究为构筑具有上述性能的多孔材料,首先通过结构设计策略,利用两种尺度相差较大的纤维素作为长、短链纤维分别构筑大、小孔,制备具有分层级多孔结构的纤维素海绵,测定海绵机械性能,并以共价连接方式将桑叶多酚中的绿原酸、槲皮素和桑叶多酚粗提物修饰在海绵上,测定桑叶多酚粗提物中的成分及含量,并以多种分析化学手段验证修饰的可行性。其次,以草莓为模式水果,测试分层多孔海绵的保护性能。将绿原酸修饰在分层多孔海绵上,测试其水果保鲜能力。最后,测试槲皮素修饰海绵后的抗细菌和抗真菌能力。以含有大肠杆菌的水模拟污水,将槲皮素和桑叶多酚FG-4592浓度粗提物修饰的海绵作为净水材料,测试其净水能力和循环利用性。具体研究结果如下:(1)构筑了分层级多孔的纤维素海绵,并实现了桑叶中活性成分对海绵的修饰。在具体研究中,以两种尺度相差较大的纤维素分别作为长、短链纤维,构筑分层级多孔海绵,采用共价修饰策略,将桑叶中的代表性成分绿原酸、槲皮素以及桑叶多酚粗提物修饰在海绵上。SEM结果表明两种纤维素的协同作用赋予了海绵分层级多孔的结构;FTIR结果显示修饰桑叶多酚后,纤维素出现苯环上羟基的特征峰;XPS结果显示修饰绿原酸和槲皮素后,纤维素的C-C和C=O含量明显增加;~(13)C NMR结果显示修饰后,纤维素上出现绿原酸和槲皮素对应碳的信号峰。上述多种表征手段均证实桑叶多酚被成功修饰在纤维素海绵上。(2)探究了分层多孔海绵的力学性能及修饰绿原酸后海绵的抗菌性能,并实现了对以草莓为代表的浆果保鲜。对海绵进行准静态压缩测试,结果表明该海绵的压缩模量仅为31.44 k Pa,循环压缩4000次后仅有18.04%的塑性形变,证明该海绵具有柔软、弹性和循环压缩下的抗疲劳性,能为浆果提供长效的缓冲保护。抗菌试验结果证明,修饰绿原酸后海绵对细菌有优异的杀菌效果和抑制真菌孢子萌发的性能。以该材料对草莓进行储存保鲜实验,结果发现在储存18天后,草莓未发生霉变,同时理化性质也未发生明显变化。因此,该材料有效延长草莓的保鲜期,为草莓的储存提供了良好的条件。(3)探究了修饰桑叶多酚粗提物的分层级多孔海绵对水中微生物的清除能力。以准静态压缩实验测试海绵的力学性能,结果显示海绵具有高应变压缩和循环压缩下购买NVP-TNKS656不破损的稳定性,证明海绵能承受水流冲击而不bone biomarkers破损。水通量和动态水接触角测试结果显示,海绵多孔的特性使其水通量高达4.29×10~5-4.54×10~5L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),并且其亲水性优异,有助于水在海绵内部扩散。抗菌实验证明多酚的修饰赋予海绵对细菌优异的杀菌能力和抑制真菌孢子萌发能力。循环杀菌净水实验结果显示,该海绵具有优异的净水能力,0.5 h即可清除水中98%的细菌。循环利用10次后仍有很高好的抗菌效果。本研究成功地将桑叶中的两种活性成分绿原酸和槲皮素修饰在纤维素表面,并采用两种尺寸的纤维素构筑兼具柔性、弹性和循环压缩下抗疲劳且不破损的海绵。将这两种材料应用于浆果包装和净水材料,可以有效保护浆果免受机械损伤,并延长果实的保鲜期,还能快速有效地将水中的细菌除去。本研究为桑叶这一传统畜牧资源中活性成分的应用提供新的方案,也为纤维素弹性多孔海绵的开发提供新的设计思路。