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2022-12-28作者:来源:食品科学杂志责任编辑:食品界 字体A+AA-
淡水鱼营养丰富,附加值高,但因微生物、内源酶以及化学作用极易腐败变质,极大限制了产品的销售范围,同时易引起食品安全重大隐患。近年来,具有抗菌功能的新型包装材料引起广泛关注。
1、ε-PL-AOT复合物核磁氢谱结果
由图2可知,在δ 8.024处的峰是连接在氨基C上的质子峰(D,—C—NH3+)。在δ 2.936处的峰则是连接C和N的亚甲基上的质子峰(B,C—CH2—N)。另外,在δ 0.858处的尖形分裂峰分别对应着AOT主链上甲基质子和支碳链上的甲基质子(H,C—CH3)。各质子数目基本与预测结构符合,此外,通过各质子峰的面积之比,如AOT主链碳次甲基质子峰面积(2.301)约为ε-PL伯胺质子峰面积(1.000)的2 倍,可以看出ε-PL-AOT复合物是等物质的量反应形成的。
2、ε-PL-AOT涂层功能化抗菌保鲜膜
ε-PL-AOT为水不溶性复合物,因此利用乙醇溶解后喷涂于PE保鲜膜表面,随后常温风干,乙醇挥发后在保鲜膜表面形成复合物涂层。如图3所示,ε-PL-AOT涂层处理的保鲜膜表面出现白色沉积物,但不影响保鲜膜本身的透明度,透光性较好。
3、ε-PL-AOT涂层红外光谱结果
如图4所示,PE/ε-PL-AOT样品在1 046 cm-1处出现特征峰,为AOT中S=O键的对称伸缩振动,说明磺酸根与ε-PL氨根离子之间的电荷作用会使S=O键的对称伸缩振动峰发生蓝移,该结果证实ε-PL-AOT在保鲜膜表面形成了稳定的涂层。
4、ε-PL-AOT涂层元素分析结果
如表1所示,与PE保鲜膜相比,ε-PL-AOT涂层处理的保鲜膜表面N和S元素所占百分比明显增加,ε-PL-AOT复合物通过与PE之间的疏水作用力在保鲜膜表面形成稳定涂层,因此结构中含有大量的N和S,证实PE膜表面ε-PL-AOT涂层的构建成功。PE保鲜膜、PE/ε-PL和PE/AOT表面以C元素为主,这是因为PE保鲜膜为聚乙烯组成,主要元素组成为C元素,ε-PL和AOT为水溶性,无法在保鲜膜表面形成稳定涂层。PE/ε-PL-AOT及其对照涂层表面元素组成的XPS谱如图5所示。
5、ε-PL-AOT涂层表面亲水性
如图6所示,因PE保鲜膜本身为疏水材料,表面接触角为113.7°,PE/AOT和PE/ε-PL的接触角与PE保鲜膜无明显差异,证明涂层在水洗过程被洗掉,无法与膜表面稳定结合。而ε-PL-AOT涂层接触角降至39.91°,亲水性明显增加,主要原因在于ε-PL-AOT通过疏水作用力与PE疏水表面相互作用形成稳定涂层,AOT的疏水烷烃链与PE分子形成稳定键合,ε-PL亲水分子暴露在涂层上端,表现出高度的亲水性。
6、ε-PL-AOT涂层抗菌保鲜膜的力学性能分析结果
如表2所示,加入ε-PL-AOT对抗菌保鲜膜的厚度、拉伸强度和断裂伸长率基本没有影响,其中,相比较PE保鲜膜,抗菌保鲜膜的厚度没有发生变化;而拉伸强度和断裂伸长率虽稍有降低,但总体变化较小,对抗菌保鲜膜的力学性能影响较小。总体而言,在PE保鲜膜中加入ε-PL-AOT后,该涂层抗菌保鲜膜仍具有良好的力学性能。
7、ε-PL-AOT抗菌效果评价
ε-PL-AOT抗菌涂层的抑菌效果
如图7所示,肉眼可直观观察到PE膜处理样品和PE/ε-PL-AOT膜处理样品的菌落数量具有明显差异。由于PE膜无抗菌功能,24 h后表面大肠杆菌和金黄色葡萄球菌菌落数分别为6.78(lg(CFU/g))和6.87(lg(CFU/g));而ε-PL-AOT抗菌膜表面细菌数量远低于对照组,分别为2.94(lg(CFU/g))和2.73(lg(CFU/g)),证明了该涂层具有广谱抗菌功能。其主要杀菌机制为接触杀菌,涂层表面ε-PL分子接触细菌时可以破坏细菌细胞膜的完整性,导致细胞膜通透性改变,细菌内容物泄漏,进而裂解死亡。
ε-PL-AOT抗菌涂层对淡水鱼保鲜效果
如图8所示,肉眼可直接观察到3 种处理方式样品的菌落数量有明显差异,空白对照组(无保鲜膜)和PE保鲜膜处理组的细菌菌落总数均高于1×106 CFU/g,根据GB 4789.2—2016,肉制品一级鲜度的菌落总数低于1×104 CFU/g,其为变质肉。PE/ε-PL-AOT抗菌膜处理组表现出明显保鲜效果,在平板上肉眼无可视菌落,菌落总数低于1×104 CFU/g,满足GB 4789.2—2016中肉制品一级鲜度标准,以上结果表明ε-PL-AOT抗菌涂层在淡水鱼常温保鲜领域具有很好的应用前景。
结 论
本文《ε-聚赖氨酸抗菌涂层制备及在淡水鱼保鲜中的应用》来源于《食品科学》2022年43卷19期217-222页,作者:王瑞,王宇,王一丞,段欣欣,雷鹏,李莎,谷益安,孙良,罗正山,续晓琪,吴文锦,徐虹。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210416-225。点击https://www.spkx.net.cn/article/2022/1002-6630/2022-43-19-027.html即可查看文章相关信息。