张咚咚，胡 思，Zakir HAYAT，宋慧玲，周显青

（河南工业大学粮油食品学院，粮食储藏与安全教育部工程研究中心，河南 郑州 450001）

玉米作为我国重要的秋粮作物，不仅被加工成多种多样的食物，也是“饲料之王”和重要的工业原料，在人们的日常饮食和工业生产中占据重要位置，是我国粮食储备的主要粮种之一[1]。玉米籽粒胚部较大，约占籽粒体积的1/3，营养丰富，且其呼吸强度大、吸湿性强、带菌量大、容易酸败，同时玉米收获时水分含量较高，易感染虫害等，因此玉米是主要粮食作物中最容易受到微生物侵害并出现发热霉变的粮种之一[2-3]。

无机纳米材料尤其是氧化锌纳米材料，因能够产生活性氧、溶出锌离子和具备接触效应而具有较广的抑菌谱，其抑菌时间长、对环境要求低、抑菌效果较好且无毒无害，已经广泛用于食品、包装、防治等领域[4]；也有纳米颗粒在粮食田间的抑制真菌研究，并且氧化锌作为添加剂已经广泛应用于饲料工业中[5-7]。在玉米储藏过程中鲜见有关氧化锌纳米颗粒（zinc oxide nanoparticles，ZnO-NPs）的研究应用，较多的研究结果关注玉米饲料中添加ZnO-NPs对动物腹泻或者肠道的影响，发现ZnONPs添加在饲料中相比普通氧化锌能够更好地控制动物腹泻，在上调毛螺菌科、瘤胃菌科、韦荣球菌科和链球菌科等益生菌丰度的同时，还可下调链球菌科和普雷沃氏菌科比例，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别达到了97.9%和98.8%[8]。此外，添加ZnO-NPs有助于提高玉米饲料中锌元素的含量。

基于此，本实验采用水热法优化制备了一种球形ZnO-NPs，研究ZnO-NPs在玉米储藏过程中对微生物的抑制作用，以期能够为开发玉米储藏过程中长效、广谱、绿色微生物抑制剂提供理论依据，进一步提升我国的安全储粮技术创新能力。

1 材料与方法

1.1 菌株、材料与试剂

大肠杆菌（Escherichia coli）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、黑曲霉（Aspergillus niger）、黄曲霉（Aspergillus flavus）和桔青霉（Penicillium citrinum）由本实验室前期从玉米中分离，现保藏于河南工业大学粮食储运国家工程实验室。

‘郑单958’玉米于2020年收获于郑州市高新区古荥村。

氢氧化钠 天津市天力化学试剂有限公司；二水合乙酸锌、十六烷基三甲基溴化铵（hexadecyl trimethyl ammonium bromide，CTAB） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；无水乙醇 天津市致远化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。超纯水为实验室自制。

1.2 仪器与设备

DF-101S集热式恒温磁力搅拌器、SZCL-2数显智能控温磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限公司；TGL-18MS台式高速冷冻离心机 上海沪粤明科学仪器有限公司；101A-1型电热鼓风恒温干燥箱 上海市崇明实验仪器厂；水热反应釜（不锈钢外壳、聚四氟内衬）济南恒化科技有限公司；IARffinity-1S傅里叶变换红外光谱仪（Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）奥谱天成（厦门）科技有限公司；Jem-2100F场发射能量过滤透射电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）（配有X射线能谱仪） 日本JEOL公司；Mastersizer 3000激光粒度仪 英国Malvern公司；LGL-10C真空冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂有限公司；d8 advance X射线多晶衍射仪（X-ray powder diffractometer，XRD） 北京东方中科集成科技股份有限公司；SW-CJ-2D型双人单面净化工作台 苏州净化设备有限公司；HWS型恒温恒湿箱 宁波东南仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 ZnO-NPs制备条件的优化

1.3.1.1 水热反应时间的优化

取20 mL 1 mmol/L的醋酸锌溶液于烧瓶中，然后将10 mL 3%（质量分数）CTAB加入乙酸锌溶液中，磁力搅拌15 min；边搅拌边滴加20 mL 8 mmol/L的氢氧化钠溶液，室温下剧烈搅拌30 min，形成白色凝胶状沉淀；然后将上述混合液在40 kHz、600 W条件下超声15 min，转入反应釜，恒温120 ℃下分别保持6、12、18、24、30 h后冷却至室温，分别用超纯水和无水乙醇洗涤3 次后进行真空冷冻干燥，得到ZnO-NPs粉末后采用Mastersizer 3000激光粒度仪通过动态光散射法（后同）测定ZnO-NPs粒径参数（粒径分布、平均粒径和多分散系数（polydispersity index，PDI），后同），研究水热反应时间对ZnO-NPs粒径的影响。

1.3.1.2n（Zn2+）∶n（OH-）的优化

参考1.3.1.1节方法在20 mL 1 mmol/L乙酸锌溶液中，分别滴加2、4、6、8、10 mmol/L不同浓度氢氧化钠溶液20 mL，此时体系中n（Zn2+）∶n（OH-）依次为1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10，恒温120 ℃，在1.3.1.1节优化后的水热反应时间下制备ZnO-NPs，测定ZnO-NPs的粒径参数，探究不同n（Zn2+）∶n（OH-）对所制备ZnO-NPs粒径的影响。

1.3.1.3 水热温度的优化

在1 mmol/L 20 mL乙酸锌溶液中，按1.3.1.2节优化后的n（Zn2+）∶n（OH-）添加NaOH溶液，分别在80、100、120、140、160 ℃下按照1.3.1.1节优化后的水热反应时间制备ZnO-NPs，测定ZnO-NPs的粒径参数，探究不同水热温度对所制备ZnO-NPs的粒径的影响。

1.3.1.4 溶剂的选择

前述ZnO反应体系中采用的是水作为反应溶剂，本节实验中将所有的试剂溶解于无水乙醇中，以无水乙醇作为反应溶剂，其他条件都采用上述优化后的条件，采用Jem-2100F场发射TEM观察ZnO-NPs形貌，加速电压200 kV，探究两种溶剂对ZnO-NPs制备的影响。

1.3.2 ZnO-NPs的表征方法

在1.3.1节优化后的条件下制备ZnO-NPs，然后采用以下方法表征。

ZnO-NPs的形貌采用Jem-2100F场发射TEM观察，加速电压200 kV，同时使用配备的能谱仪（energy dispersive spectrometer，EDS）来分析纳米颗粒元素组分[9]。

采用d8 advance X射线多晶衍射仪的Kα射线轰击Cu靶，在40 kV和30 mA条件下，Cu Kα的波长为1.540 6 Å，对样品的分析角度为20°～80°，增量为0.05（°）/s[10]，探究ZnO-NPs的晶粒尺寸和结构。

采用ARffinity-1S傅里叶变换红外光谱仪分析样品的化学键结构，基线校正光谱采集范围为4 000～400 cm-1，分辨率为1 cm-1，本实验中采用常规KBr压片法测定ZnONPs的红外光谱图[11]。

1.3.3 ZnO-NPs对模式细菌株抑制能力的测定

采用琼脂打孔法检测了ZnO-NPs的抑菌能力。在前期研究中，本课题组从玉米表面分离出革兰氏阴性菌大肠杆菌（Escherichia coli）和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），作为该实验的模式菌株，测定ZnO-NPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制能力。将处于对数期的两种细菌制备成1×106CFU/mL的菌悬液，取100 μL均匀涂在营养琼脂平板上，采用8 mm的无菌打孔器在平板中央打1 个孔。在孔内加入100 μL不同质量浓度（0.5、1、2、4、8 mg/L）的ZnO-NPs，在37 ℃恒温箱中培养24 h。使用数码游标卡尺分别测量抑菌圈直径[12-13]，用抑菌圈直径表征ZnO-NPs对模式细菌株的抑菌能力。

1.3.4 ZnO-NPs对模式霉菌株抑制能力的测定

在前期研究中，本实验室从玉米表面分离出黑曲霉（Aspergillus niger）、黄曲霉（Aspergillus flavus）和桔青霉（Penicillium citrinum）作为该实验的模式霉菌，通过3种真菌的菌丝径向生长情况来评价其抗真菌活性。将3 种霉菌分别制备成孢子悬液，将ZnO-NPs分别按照0、0.1、0.25、0.5、0.75、1 mg/mL添加至马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar，PDA）培养基中，其中未添加ZnO-NPs为空白组。将100 μL新鲜的孢子悬浮液（1×106CFU/mL）接种于PDA培养基的平板中心（3 个平行实验）[14]。接种好的PDA平板在（28±1）℃孵育3 d。用数码游标卡尺测量真菌径向生长的平均直径，按照下式计算对菌丝径向生长的抑制率。

式中：C为对照组菌丝径向生长直径/mm；T为ZnONPs处理的菌丝径向生长直径/mm。

1.3.5 玉米储藏过程中微生物菌落总数的测定

将玉米过筛除杂，分成6 份，每份2 kg，采用GB/T 10362—2008《粮油检验 玉米水分测定》测定玉米的水分质量分数，然后将含有不同质量浓度的ZnO-NPs悬浮液喷洒在玉米上，并在润麦器中旋转搅拌，使玉米中ZnO-NPs的添加量分别为0（即对照组）、100、200 mg/kg（以玉米质量计），根据玉米实际水分质量分数调节加水量，使玉米水分质量分数为16%；将玉米置于温度为35 ℃、相对湿度为80%的恒温恒湿培养箱中模拟储藏，每5 d取样检测玉米表面微生物菌落总数变化情况。微生物菌落总数的检测采用GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验 菌落总数测定》方法。

1.3.6 玉米储藏过程中品质指标的检测

以玉米储藏过程中常检测的玉米脂肪酸值和玉米发芽率来评价ZnO-NPs对玉米储藏品质的影响。玉米储藏方法同1.3.5节，每5 d取样检测各品质指标。其中，玉米脂肪酸值采用GB/T 20570—2015《玉米储存品质判定规则》附录A测定，玉米发芽率采用GB/T 5520—2011《粮油检验 籽粒发芽试验》测定。

1.4 数据统计与分析

采用Excel 2019软件进行数据整理，结果以平均值±标准差表示。通过Origin 2019b软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 ZnO-NPs制备条件的优化结果

2.1.1 水热反应时间的优化结果

当水热反应时间为18、24、30 h时，ZnONPs的平均粒径从149 nm增加到190 nm，相对应的PDI从0.075增加到0.264。PDI越大，粒径分布范围就越宽，PDI越小，颗粒粒径就越均匀。当水热反应时间为6 h时，平均粒径为135 nm（PDI＝0.075），粒径明显降低，且较为均一（图1）。结果显示，随着水热反应时间的延长，ZnO-NPs的粒径总体上呈现不断增加的趋势，在水热反应时间为6 h时，达到最小值。这可能是因为ZnO-NPs在水热反应初期径向生长和纵向生长同时进行，随着时间延长，ZnONPs的纵向生长速度大于径向生长速度，长径比也在不断增加，而ZnO-NPs的粒径也随着水热反应时间的延长而增大[15]。故本研究中选择水热反应时间为6 h。

图1 不同水热反应时间对ZnO-NPs粒度分布（A）和平均粒径（B）的影响Fig. 1 Particle size distribution (A) and average particle size (B) of ZnO-NPs prepared with different hydrothermal times

2.1.2 Zn2+/OH-物质的量比的优化结果

当n（Zn2+）∶n（OH-）为1∶2时，ZnO-NPs的平均粒径约为460 nm（PDI＝0.567），相比其他物质的量比条件下制备的ZnO-NPs，其粒径明显增大，且分布范围更宽（图2），这可能是溶液中OH-浓度较低，正极面的生长速率大于柱面的生长速率，造成前驱体反应不完全，颗粒间出现团聚现象[16]。随着反应体系中OH-浓度的不断加大，其平均粒径逐渐变小，当n（Zn2+）∶n（OH-）为1∶8时，ZnO-NPs的平均粒径最小，约为105 nm（PDI＝0.029），且粒径分布也更集中（图2），这是由于在ZnO-NPs的生长过程中，OH-不断与颗粒表面进行碰撞，浓度越大碰撞越激烈，导致颗粒越小[17]；当n（Zn2+）∶n（OH-）为1∶10时，ZnONPs的生长过程中反应体系的Zn2+、OH-总数较多，从而使得纳米颗粒形成较快，粒径较大[18]。故本研究中选择n（Zn2+）∶n（OH-）为1∶8。

图2 不同n（Zn2+）∶n（OH-）对ZnO-NPs粒度分布（A）和平均粒径（B）的影响Fig. 2 Particle size distribution (A) and average particle size (B) of ZnO-NPs prepared with different n(Zn2+)∶n(OH-) ratios

2.1.3 水热温度的优化结果

在不同的水热温度下，各离子的运动激烈程度明显不同，ZnO-NPs的生长速度也不同。如图3所示，当温度低于120 ℃时，随着水热温度的升高，一方面会促使粒径大小更为均一；另一方面会使粒径逐渐变小，ZnO-NPs的平均粒径从160 nm减小到93 nm，相对应的PDI从0.201减小到0.075。当水热温度为120 ℃时，粒径分布范围较集中，粒径为92 nm的ZnO-NPs粒度分布达到35%，且ZnO-NPs在120 ℃条件下的平均粒径最小，温度高于120 ℃时，随着温度的升高，平均粒径逐渐增大（图3B）。这与吴长乐[19]的报道一致，随着温度的升高，混合溶液中反应分子的能量升高，活性分子数增多，从而促进了分子间的相互碰撞，溶液中生成ZnO-NPs的趋势也会变大，使得生长顺序上长度方向的增长速度大于直径方向，因此ZnO-NPs的粒径发生变化。故本研究中选择最佳水热温度为120 ℃。

图3 不同反应温度对ZnO-NPs粒度分布（A）和平均粒径（B）的影响Fig. 3 Particle size distribution (A) and average particle size (B) of ZnO-NPs prepared at different reaction temperatures

2.1.4 溶剂的优化结果

不同的溶剂获得的纳米颗粒形态有明显的差异，以水为溶剂时，所制备的纳米颗粒呈圆球状（图4A），而以乙醇为溶剂时，所制备的纳米颗粒呈棒状（图4B）。这可能是由于溶剂-晶体表面的相互作用，乙醇吸附在晶体的表面，降低了ZnO晶面的活性，抑制了正极面方向的晶体生长，柱面方向的生长速度较快，从而形成了棒状结构[20-21]。综上，本研究选择水作为溶剂制备ZnO-NPs。

图4 不同溶剂制备的ZnO-NPs的TEM图Fig. 4 TEM images of ZnO-NPs prepared with different solvents

2.2 ZnO-NPs的表征结果

2.2.1 TEM表征结果

在透射电子显微镜下，所制备的ZnO-NPs类似球形，形态相似，大小相对均一，分散性较好（图5）。在TEM图像中，随机选定200个纳米颗粒，对其绝对粒径进行测量分析，测得平均粒径为（33±2）nm，动态光散射法测得ZnO-NPs平均粒径为93 nm（PDI＝0.024）。

图5 ZnO-NPs的TEM图Fig. 5 TEM images of ZnO-NPs prepared under optimized conditions

2.2.2 EDS表征结果

所制备的纳米颗粒经过EDS能谱分析，可以确定纳米颗粒中所含元素的种类及相对含量。结果表明所制备的ZnO-NPs中只含有锌一种金属元素，除此之外还有非金属元素氧（其他元素都是超薄碳膜上所携带的）（图6A），没有其他杂质元素峰的存在，且Zn原子和O原子分布均匀（图6B），表明所制备的纳米颗粒元素组成中只含有Zn和O两种元素，较为纯净，没有其他杂质元素存在。

图6 ZnO-NPs的EDS（A）及Mapping图谱（B）Fig. 6 EDS profile (A) and Mapping image (B) of ZnO-NPs

2.2.3 XRD分析结果

所制备ZnO-NPs的晶体结构中具有明显的ZnO特征峰（图7），且谱峰与ZnO标准图谱[22]完全一致。图谱中没有发现明显的杂质峰，说明所制备的纳米颗粒为ZnO，并且纯度较高。

图7 ZnO-NPs的XRD图谱Fig. 7 XRD pattern of ZnO-NPs

2.2.4 FTIR分析结果

FTIR可以用来分析化合物和材料独特的振动和旋转模式，是化合物和材料鉴定的有力表征工具。所制备ZnO-NPs的红外光谱谱图中（图8），在3 430 cm-1处有1 个明显的特征峰，这是3 500～3 200 cm-1处的—OH伸缩振动峰，可能是与锌离子配位的-OH基团引起的，也可能是纳米颗粒表面的水引起的[23]；在1 629 cm-1和472 cm-1处的特征峰是Zn-O键的特征吸收峰，主要是ZnO-NPs表面羟基或桥连羟基的伸缩和弯曲振动吸收峰。

图8 ZnO-NPs的FTIR图Fig. 8 FTIR spectrum of ZnO-NPs

2.3 ZnO-NPs对模式细菌的抑制效果

不管是对金黄色葡萄球菌还是大肠杆菌，纳米颗粒周围都有明显的抑菌圈，且对金黄色葡萄球菌的抑制效果更明显（图9），这表明所制备的ZnO-NPs对细菌具有明显的抑菌效果。在对不同添加量ZnO-NPs的抑菌测试中发现，随着添加量的提高，其抑菌圈直径不断增加，且对金黄色葡萄球菌的抑制效果更为明显（表1）。也有较多文献表明，ZnO-NPs的抑菌效果会随着细菌种类和浓度的不同而不同[24-25]。金黄色葡萄球菌比大肠杆菌对ZnO-NPs更为敏感也表明在对细菌的抑制过程中，革兰氏阳性菌会比阴性菌更为敏感。这可能是由于革兰氏阳性菌的细胞壁中含有大量的肽聚糖和磷壁酸，易与ZnONPs产生的活性氧结合，从而导致菌体结构被破坏[26]，因此更容易受到抑制，这主要是细胞生理、细胞壁构成和新陈代谢不同所致。此外，ZnO-NPs会释放出Zn2+，Zn2+先吸附到细菌的细胞壁，破坏细胞壁并且干扰肽聚糖的合成，阻碍细胞壁的修复形成。之后，Zn2+进一步穿透细胞壁，与蛋白质或其他阴离子基团结合，破坏膜的代谢和结构，Zn2+还能穿透细胞膜渗入到细胞的内部，抑制细菌正常的代谢反应，造成细菌的死亡或产生功能障碍[27-28]。

图9 ZnO-NPs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈Fig. 9 Inhibitory zones of ZnO-NPs against E. coli and S. aureus

表1 ZnO-NPs对大肠杆菌和金黄色葡萄菌的抑菌圈直径Table 1 Diameters of inhibition zones of ZnO-NPs against E. coli and S. aureus

2.4 ZnO-NPs对模式真菌的抑制效果

ZnO-NPs的浓度及真菌种类对抑菌特性有明显影响，如图10、表2所示，随着纳米颗粒质量浓度的不断增加，霉菌的活性受到明显抑制，其菌丝径向生长直径不断减小，当ZnO-NPs质量浓度大于0.25 mg/mL时，随着ZnO-NPs质量浓度的增加，ZnO-NPs对黑曲霉、黄曲霉和桔青霉菌丝生长的抑制效果明显增强，说明ZnONPs的抗真菌能力具有一定的浓度依赖性。ZnO-NPs对3种真菌的抑制作用有明显的差异。这可能是由于菌体在ZnO-NPs的作用下产生活性氧，活性氧与真菌相互作用，促进菌丝体的变异，从而达到抑制真菌的作用[29-31]。

图10 不同质量浓度ZnO-NPs对黄曲霉、黑曲霉和桔青霉的抑菌活性Fig. 10 Antifungal activity of ZnO-NPs against A. flavus, A. niger and P. citrinum

表2 不同质量浓度的ZnO-NPs对3 种真菌的生长抑制率Table 2 Inhibitory rates of ZnO-NPs on the growth of three fungi

2.5 ZnO-NPs对玉米储藏过程中微生物菌落总数的影响

2.5.1 ZnO-NPs对细菌菌落总数的影响

在温度为35 ℃、相对湿度为80%的储藏条件下，经过30 d的储藏，玉米表面细菌菌落总数随着储藏时间的延长而升高，对照组中菌落总数从初始的6.54×104CFU/g迅速增加到5.40×105CFU/g，而在不同ZnO-NPs添加量下，细菌菌落总数均明显减少，且添加量越高其抑制作用越明显（图11）。这一结果与图9、表1中ZnO-NPs对两种模式细菌生长有明显抑制作用的结果一致。在储藏30 d内，实验组中的细菌菌落总数全程低于对照组，表明添加的纳米颗粒具有持续的抑菌特性，在玉米储藏过程中，能够持续对细菌生长繁殖有抑制作用。

图11 ZnO-NPs对玉米储藏过程中细菌菌落总数的抑制作用Fig. 11 Inhibitory effect of ZnO-NPs on bacterial colony counts

2.5.2 ZnO-NPs对真菌菌落总数的影响

在温度为35 ℃、相对湿度为80%的储藏条件下，经过30 d的储藏，玉米表面真菌菌落总数在储藏前期相对比较平稳，在5.00×104CFU/g上下浮动。随后，对照组中真菌菌落总数显著增加，而添加了ZnO-NPs的玉米真菌菌落总数增加量较少（图12）。这表明纳米颗粒在抑制细菌的同时，对玉米储藏过程中有较大破坏力的真菌也有明显的抑制作用。这一结果与图10、表2中ZnO-NPs对3 种模式真菌有抑制作用的结果一致，同时，在玉米储藏的30 d内，其菌落总数一直处于较低水平，表明ZnO-NPs的添加对真菌有持续的抑制作用。

图12 ZnO-NPs对玉米储藏过程中真菌菌落总数的抑制作用Fig. 12 Inhibitory effect of ZnO-NPs on fungal colony count during maize storage

2.6 ZnO-NPs对玉米储藏品质指标的影响

2.6.1 ZnO-NPs对玉米脂肪酸值的影响

玉米在储藏过程中，本身仍然具有生理活性，通过分析玉米储藏过程中的脂肪酸值和发芽率的变化情况，以评估ZnO-NPs对玉米储藏过程中品质指标的影响。其中，脂肪酸值是判定玉米是否宜存的一项重要指标，可根据玉米脂肪酸值来判断玉米品质的劣变程度。经过30 d储藏，不同处理组玉米的脂肪酸值从初始的32.17 mg/100 g升高到最终的50 mg/100 g左右，随着储存时间的延长，玉米脂肪酸值明显升高，添加ZnO-NPs后，与对照组相比，其脂肪酸值无明显变化（图13）。对照组和实验组中脂肪酸值的差别不明显，表明ZnONPs的添加并不会引起玉米脂肪酸的劣变，也有可能是因为本实验中玉米储藏时间较短，玉米脂肪酸值变化较小。在后续研究中，有必要进一步延长储藏期，探索ZnO-NPs可以对玉米长期储藏过程中品质的影响。

图13 ZnO-NPs对玉米储藏过程中脂肪酸值的影响Fig. 13 Effect of ZnO-NPs on fatty acid value of maize during storage

2.6.2 ZnO-NPs对玉米发芽率的影响

发芽率可以反映玉米种子的生活力，发芽率高的种子具有较强的生活力。发芽率一方面与种子的水分含量有关，水分含量越高，种子越难以发芽；另一方面也能反映玉米胚的完整性。经过30 d的储藏，玉米的发芽率在储藏前期维持在80%左右，储藏后期对照组有一定的下降，添加ZnO-NPs后，其发芽率相对较高（图14），表明ZnO-NPs对玉米有一定的保护作用，可能是由于ZnONPs抑制了玉米储藏过程中微生物的生长，从而保护了玉米胚的完整性，促进了发芽率的提高。

图14 ZnO-NPs对玉米储藏不同时间后发芽率的影响Fig. 14 Effect of ZnO-NPs on germination rate of maize during storage

3 结 论

为解决玉米储藏过程中微生物快速生长繁殖导致的发热、霉变、真菌毒素超标的问题，本研究采用水热法优化制备了1 种具有抑菌能力的ZnO-NPs，期望能够用作玉米储藏过程中的微生物抑制剂。经过对ZnO-NPs制备条件的优化，最终确定了n（Zn2+）∶n（OH-）为1∶8、水热温度120 ℃、恒温水热6 h、以水为溶剂的制备条件，该条件下所制备的纳米颗粒为球形，平均粒径93 nm（PDI为0.024），且经过EDS、XRD、FTIR表征，所制备的纳米颗粒不含杂质元素，具有ZnO-NPs所特有的晶体结构和化学键特征。抑菌实验结果表明，ZnO-NPs对2 株模式细菌和3 株模式真菌具有明显的抑菌效果。将所制备的ZnO-NPs添加到玉米中，储藏30 d内，ZnONPs能够有效抑制玉米表面的细菌菌落总数和真菌菌落总数，对玉米脂肪酸值无明显影响，对发芽率有一定的提升作用。综上，优化制备的ZnO-NPs能够抑制玉米表面的微生物生长繁殖，有望作为一种新型微生物抑制剂应用于玉米储藏过程中，实现对玉米表面微生物生长繁殖的长期抑制，加强玉米的储藏稳定性。