中国热科院在涂膜保鲜新材料研究领域取得新进展

近日，中国热科院南亚所旱作新材料研究室在涂膜保鲜新材料研究领域取得新进展，研究团队引入Pickering乳液作为肉桂精油的负载体系，以玉米醇溶蛋白（zein）和没食子酸（GA）的共价复合物作为乳化剂，制备得到zein-GA复合物稳定肉桂精油的Pickering乳液（ZGPE）。在此基础上，研究不同ZGPE负载量对基质壳聚糖（CS）成膜后性能的影响，选取综合性能最优的ZGPE/CS比例，配制成为乳液活性涂膜液，并用于芒果采后的贮藏保鲜，以评价其实际应用价值。芒果作为一种典型的呼吸跃变型水果，采收后呼吸代谢旺盛，加之产地温度湿度较高的影响，在贮藏和运输过程中极易发生腐败变质的现象，同时微生物的侵染还会加速果实腐败变质的过程。涂膜保鲜，一种使用生物基聚合物，如多糖或蛋白质，利用其成膜性和生物活性，通过抗菌抗氧化活性以及降低采后水果的呼吸强度、酶活性和代谢率等方式，达到保鲜效果的方法。
 
　　该研究发现碱处理法制备蛋白质-多酚共价物的机制是多酚氧化形成的醌与蛋白质亲核基团的反应。由zein-GA复合物作为乳化剂制备的ZGPE粒径分布均匀，Zeta电位为-43.25 mV，乳液稳定性较好。ZGPE的负载改善了壳聚糖基质成膜后易溶胀的缺点，使活性膜表面疏水性增加；且活性膜中负载的肉桂精油在食品模拟物溶液中表现出长效缓释特性，能显著延长保鲜作用效果。没食子酸（GA）和肉桂精油赋予基质成膜后良好的抗氧化能力和抑菌性能，表明其作为保鲜材料，有保护食品在贮藏运输过程中免受氧化而导致的营养流失及变质的能力。
 
　　该研究保鲜实验显示，在10 d贮藏周期内，乳液活性涂膜组果实的失重率、呼吸强度、pH值、硬度和可溶性固形物等指标，相比对照组都有所改善。此外，乳液活性涂层还能够激发芒果果实中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性，降低丙二醛（MDA）在机体中的堆积，抑制活性氧对组织细胞的攻击，更好保持了果实组织细胞的完整性。同时，肉桂精油的存在也阻止了贮藏期间微生物的入侵。综上所述，负载ZGPE的活性涂膜能够有效保持芒果果实采后贮藏的品质，延长其货架期。
 
　　该研究成果以“Enhanced mechanical properties and antibacterial activities of chitosan films through incorporating zein-gallic acid conjugate stabilized cinnamon essential oil Pickering emulsion”为题发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中国热科院与华中农业大学联培研究生杨林杰为论文第一作者，中国热科院李普旺研究员和杨子明副研究员、周闯助理研究员为论文共同通讯作者，该项研究得到了海南省重点研究计划项目（ZDYF2023XDNY030）、中国热带农业科学院国家热带农业科学中心科技创新团队（NO. CATASCXTD202305）和中央级科研事业单位基本科研业务费专项2022年科技“揭榜挂帅”项目（NO.1630062022006）的资助。
 
　　报道链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128933



日期：2024-06-24