基于山梨酸-壳聚糖微囊的抗菌薄膜的制备及其在黑鱼保鲜中的应用

摘要

随着社会的进步和经济水平的提高，人们消费方式和消费观念也产生巨大的变化，食品的营养与安全越来越成为人们关注的焦点。随着生鲜食品电商与物流的兴起，如何延长生鲜食品的货架期，成为解决生鲜食品配送“最后一公里”的关键点。而食品抗菌包装能够通过抑制微生物生长，从而保证生鲜食品品质，延长其货架期。 本论文通过以山梨酸(S)、壳聚糖(CS)、三聚磷酸钠（TPP）为试验材料，制备抗菌薄膜。首先以山梨酸为芯材，壳聚糖为包材，制备壳聚糖微囊、山梨酸-壳聚糖微囊。再分别以质量分数为3%的山梨酸、壳聚糖、壳聚糖微囊、山梨酸-壳聚糖微囊为抗菌物质，通过挤出吹塑法制备出以LDPE和 EVOH为基材的抗菌薄膜，考察薄膜的基本性能。并在冷藏（4±1）℃条件下考察这些抗菌薄膜对黑鱼鱼肉的保鲜效果，主要研究结论如下所示： ⑴在相同的喷雾干燥条件下，S-MP与MP的直径均为1~4μm。3％的山梨酸、CS、S-MP和MP的加入，使薄膜的抗张强度（Ts）下降，对氧气的阻隔性提高，对水蒸气的阻隔性下降，透光率下降，雾度升高，对断裂伸长率(ε)的影响不显著(P>0.05)。相对于PE薄膜，S-PE、CS-PE、S-MP-PE、MP-PE四种薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较强的抑制作用。其中S-PE薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制效果最好，其次是S-MP-PE薄膜。 ⑵山梨酸与EVOH具有良好的相容性，S-MP、MP能够在EVOH中均匀分布，3%壳聚糖含量过高，在EVOH薄膜中出现团聚。3%山梨酸、S-MP、MP的加入使EVOH薄膜的Ts增强，3%CS使EVOH薄膜的Ts降低；相对于空白EVOH薄膜，S-EVOH薄膜的ε增大，S-MP-EVOH、MP-EVOH、CS-EVOH的ε出现不同程度的下降。山梨酸、S-MP、MP、壳聚糖的加入使EVOH薄膜的透光率下降，雾度上升。由于壳聚糖在EVOH薄膜中出现团聚，CS-EVOH薄膜的雾度最高，透光率最低。相对于空白EVOH薄膜，CS-EVOH薄膜的氧气透过率（OP）最高，S-MP-EVOH、MP-EVOH薄膜的OP减小，S-EVOH薄膜的OP与空白EVOH薄膜差异不显著(P>0.05)。抑菌结果显示S-MP-EVOH、MP-EVOH、CS-EVOH薄膜均对革兰氏阴性菌（沙门氏菌和大肠杆菌）的抑菌效果要优于革兰氏阳性菌（单增李斯特菌），S-MP-EVOH薄膜对沙门氏菌、大肠杆菌和单增李斯特菌的抑菌效果均仅次于S-EVOH薄膜。 ⑶以新鲜黑鱼鱼肉为试验对象，并以菌落总数、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、pH值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、汁液流失率为鲜度指标对S-PE、S-MP-PE、MP-PE、CS-PE抗菌薄膜的保鲜效果进行评价。实验结果表明，所有鲜度指标均反映了S-PE、S-MP-PE薄膜均对黑鱼具有良好的保鲜效果。若以菌落总数小于6lg（CFU/g）为可食用的标准，在4℃环境下,对照组PE薄膜处理的黑鱼鱼肉货架期为6天，S-PE、S-MP-PE、MP-PE、CS-PE薄膜则能使黑鱼鱼肉延长至8天。在第8天S-PE、S-MP-PE两组黑鱼样品的菌落总数显著低于MP-PE、CS-PE薄膜(P<0.05)。S-PE、S-MP-PE、MP-PE、CS-PE四种抗菌膜能有效延长黑鱼的货架期。S-PE薄膜长时间放置在空气中，山梨酸可能氧化变色，使薄膜的抗菌效果减弱，而以微囊包埋山梨酸可以避免山梨酸的氧化，可见S-MP-PE抗菌薄膜在食品保鲜中具有更广阔的应用前景。 ⑷以新鲜黑鱼鱼肉为试验对象，并以菌落总数、挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、pH值、硫代巴比妥酸（thiobarbituric acid，TBA）值、汁液流失率、K值为鲜度指标对抗菌薄膜的保鲜效果进行评价。实验结果表明，所有鲜度指标以及感官评定结果均反映了S-EVOH/PET、S-MP-EVOH/PET薄膜对黑鱼鱼肉的保鲜效果最好。若以菌落总数小于6lg（CFU/g）为可食用的标准，在4℃环境下，MP-EVOH/PET、CS-EVOH/PET薄膜则能使黑鱼鱼肉的货架期延长至8天。S-EVOH/PET、S-MP-EVOH/PET、S-EVOH/PET、S-MP-EVOH/PET薄膜能使黑鱼鱼肉的货架期延长至10天。相对于对照组EVOH/PET薄膜， S-EVOH/PET、S-MP-EVOH/PET两种抗菌膜均能有效延长黑鱼的货架期4天。可见S-EVOH/PET、S-MP-EVOH/PET抗菌薄膜具有良好的抗菌保鲜效果，在生鲜食品保鲜中具有广阔的应用前景。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 抗菌包装材料的研究现状

第二章 含山梨酸微球的抗菌薄膜对黑鱼的保鲜机理

2.1 黑鱼死后腐败变质机理

2.2 山梨酸-壳聚糖微球的抗菌机理

2.3 课题研究的目的意义及内容

第三章 山梨酸-壳聚糖微球/PE抗菌薄膜的制备及性能研究

3.1 前言

3.2 材料与方法

3.3 实验结果与分析

3.4 小结

第四章 山梨酸-壳聚糖微球/EVOH抗菌薄膜的制备及性能研究

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.3 实验结果与分析

4.4 小结

第五章 山梨酸-壳聚糖微球/PE抗菌薄膜对黑鱼鱼肉保鲜的影响

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.3 实验结果与分析

5.4 小结

第六章 山梨酸-壳聚糖微球/EVOH抗菌薄膜对黑鱼鱼肉保鲜的影响

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.3 实验结果与分析

6.4 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 后续研究及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的主要论文与专利