中國熱科院在涂膜保鮮新材料研究領(lǐng)域取得新進展

　　近日，中國熱科院南亞所旱作新材料研究室在涂膜保鮮新材料研究領(lǐng)域取得新進展，研究團隊引入Pickering乳液作為肉桂精油的負載體系，以玉米醇溶蛋白（zein）和沒食子酸（GA）的共價復(fù)合物作為乳化劑，制備得到zein-GA復(fù)合物穩(wěn)定肉桂精油的Pickering乳液（ZGPE）。在此基礎(chǔ)上，研究不同ZGPE負載量對基質(zhì)殼聚糖（CS）成膜后性能的影響，選取綜合性能最優(yōu)的ZGPE/CS比例，配制成為乳液活性涂膜液，并用于芒果采后的貯藏保鮮，以評價其實際應(yīng)用價值。芒果作為一種典型的呼吸躍變型水果，采收后呼吸代謝旺盛，加之產(chǎn)地溫度濕度較高的影響，在貯藏和運輸過程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象，同時微生物的侵染還會加速果實腐敗變質(zhì)的過程。涂膜保鮮，一種使用生物基聚合物，如多糖或蛋白質(zhì)，利用其成膜性和生物活性，通過抗菌抗氧化活性以及降低采后水果的呼吸強度、酶活性和代謝率等方式，達到保鮮效果的方法。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)堿處理法制備蛋白質(zhì)-多酚共價物的機制是多酚氧化形成的醌與蛋白質(zhì)親核基團的反應(yīng)。由zein-GA復(fù)合物作為乳化劑制備的ZGPE粒徑分布均勻，Zeta電位為-43.25 mV，乳液穩(wěn)定性較好。ZGPE的負載改善了殼聚糖基質(zhì)成膜后易溶脹的缺點，使活性膜表面疏水性增加；且活性膜中負載的肉桂精油在食品模擬物溶液中表現(xiàn)出長效緩釋特性，能顯著延長保鮮作用效果。沒食子酸（GA）和肉桂精油賦予基質(zhì)成膜后良好的抗氧化能力和抑菌性能，表明其作為保鮮材料，有保護食品在貯藏運輸過程中免受氧化而導(dǎo)致的營養(yǎng)流失及變質(zhì)的能力。

 

　　該研究保鮮實驗顯示，在10 d貯藏周期內(nèi)，乳液活性涂膜組果實的失重率、呼吸強度、pH值、硬度和可溶性固形物等指標，相比對照組都有所改善。此外，乳液活性涂層還能夠激發(fā)芒果果實中超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）的活性，降低丙二醛（MDA）在機體中的堆積，抑制活性氧對組織細胞的攻擊，更好保持了果實組織細胞的完整性。同時，肉桂精油的存在也阻止了貯藏期間微生物的入侵。綜上所述，負載ZGPE的活性涂膜能夠有效保持芒果果實采后貯藏的品質(zhì)，延長其貨架期。

 

　　該研究成果以“Enhanced mechanical properties and antibacterial activities of chitosan films through incorporating zein-gallic acid conjugate stabilized cinnamon essential oil Pickering emulsion”為題發(fā)表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中國熱科院與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)培研究生楊林杰為論文第一作者，中國熱科院李普旺研究員和楊子明副研究員、周闖助理研究員為論文共同通訊作者，該項研究得到了海南省重點研究計劃項目（ZDYF2023XDNY030）、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團隊（NO. CATASCXTD202305）和中央級科研事業(yè)單位基本科研業(yè)務(wù)費專項2022年科技“揭榜掛帥”項目（NO.1630062022006）的資助。

 

　　報道鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128933