基于木薯淀粉膜纳米封装香芹酚抑制碎牛肉细菌生长与脂质氧化的活性包装研究

本研究开发了一种含香芹酚（游离或纳米封装于奇亚籽胶）的可生物降解木薯淀粉膜，用于冷藏碎牛肉的活性包装。结果表明，该膜具有良好的生物降解性（20天达85%），能有效延缓pH上升、降低脂质氧化（TBARS值显著降低）并抑制微生物生长（特别是纳米封装组效果更优），为食品工业提供了可持续的包装解决方案。

　　

Highlight

材料

木薯淀粉（Yoki Alimentos，巴西，22%直链淀粉）、天然有机土壤（Terra do Campo，巴西）、碎牛肉（BestBeef，18%脂肪）和奇亚籽（散装）购自巴西阿雷格里港本地市场。甘油（CAS 56-81-5）购自Merck公司；乙醇（CAS 64-17-5）和Tween 80（CAS 9005-65-6）购自Dinamica公司；香芹酚（98%，CAS 499-75-2）和2-硫代巴比妥酸（CAS 504-17-6）购自Sigma-Aldrich公司。实验用水为超纯水（Milli-Q系统）。

使用紫外-可见分光光度法对活性膜中香芹酚的提取与定量

木薯淀粉基活性膜中的香芹酚含量为：游离香芹酚组（FC）6.86%（±0.16），奇亚籽胶纳米胶囊组（CMNC）5.67%（±0.07）。初始添加量为8%，生产过程中可能略有损失，但香芹酚与聚合物基质相容性良好，损失较小。需要强调的是，用于制备活性膜的流延成型技术（casting technique）非常适用，尤其是考虑到香芹酚的挥发性。

结论

本研究证明，将香芹酚（游离或奇亚籽胶纳米封装形式）加入可生物降解木薯淀粉膜中，是一种极具前景的活性包装策略。香芹酚保留率良好，表明其与聚合物基质相容性佳；FTIR分析证实了香芹酚在膜中的存在，并凸显了纳米封装的保护作用。薄膜表现出亲水性（游离香芹酚组更明显），但密度随香芹酚加入而增加。生物降解性测试显示，20天后降解率达85%，支持其作为可持续包装材料的潜力。应用于冷藏碎牛肉时，所有处理组（包括商业膜）均导致颜色变化和水分活度下降，但活性膜有效延缓了pH上升、降低了脂质氧化（TBARS值显著改善），并展现出抗菌活性。纳米封装香芹酚膜（CMNC）抗菌效率更高，TBARS值更低（第12天为0.71 mg MDA/kg，较对照组低1.30 mg MDA/kg），且抗菌作用随时间持续（第9天嗜温菌减少2.90 log CFU/g，第12天减少2.07 log CFU/g）。香芹酚制剂还减少了嗜冷菌数量，其中CMNC膜在第9天表现 statistically superior。这些发现突显了纳米封装在延长抗菌活性方面的优势，表明含CMNC的可生物降解木薯淀粉膜比游离香芹酚更有效，是食品工业中一种有前景的可持续替代方案。