不同浓度海藻酸钠纳米颗粒（含有柠檬香蜂草叶精油）处理后，牛肉大腿部位的微生物特性与物理化学性质之间的相关性，以及颗粒大小、多分散性指数和ζ电位的变化

《Food Science & Nutrition》：The Correlation Between Microbial and Physicochemical Properties of Beef Thigh Meat and Particle Size, Polydispersity Index, and Zeta Potential After Treating With Different Concentrations of Sodium Alginate Nanoparticles Containing Lemon Verbena Plant Leaf Essential Oil

研究将柠檬 verbena 香精油（LVEOs）负载的钠 Alginate 纳米粒子（SANPs）用于牛肉大腿的涂层处理，评估其冷藏储存期间化学和微生物变化。结果表明，1% LVEOs 的 SANPs 涂层在抑制微生物生长（达 5.2 个数量级）、降低脂质氧化（TBARS 值减少 69.5%）及保持最佳感官评价方面效果最优。摘要后分隔符：

　　本研究探讨了将柠檬香蜂草植物叶精油（LVEOs）与海藻酸钠纳米颗粒（SANPs）结合使用，作为可食用涂层对冷藏条件下牛肉大腿肉的化学和微生物变化的影响。实验采用三种不同浓度的LVEOs（0.25%、0.5%和1% w/v）与SANPs混合，评估其对牛肉品质的保护效果。研究结果表明，SANPs与LVEOs结合的1%浓度处理对牛肉的微生物生长和脂质氧化具有显著的抑制作用，同时在感官评价中表现最佳，这表明该组合可能成为延长鲜肉保质期的有效方法。

### 纳米颗粒的物理特性

通过动态光散射（DLS）和Zeta电位分析，研究了不同LVEOs浓度对SANPs的物理性质的影响。结果表明，随着LVEOs浓度的降低，纳米颗粒的粒径增大，同时其聚散度指数（PDI）和Zeta电位逐渐下降。具体而言，1%浓度的LVEOs使得纳米颗粒的水动力直径（Z-average）为32.3 nm，PDI为0.681，Zeta电位为?39.9 mV；而0.5%浓度的LVEOs对应的Z-average为88.6 nm，PDI为0.544，Zeta电位为?30.1 mV；0.25%浓度的LVEOs对应的Z-average为207.7 nm，PDI为0.465，Zeta电位为?21.7 mV。这些数据表明，纳米颗粒的尺寸随着LVEOs浓度的降低而增加，同时其电荷特性也受到影响，导致电荷稳定作用减弱。这说明纳米颗粒的稳定性在较高LVEOs浓度下更优，可能更有利于其在肉类表面的均匀分布和有效作用。

扫描电子显微镜（SEM）分析进一步证实了纳米颗粒的形态特征，显示其为球形且表面光滑，这为LVEOs的稳定包裹和有效释放提供了良好的结构基础。此外，纳米颗粒的尺寸差异也反映了其在不同LVEOs浓度下的分散性和均匀性，较高的LVEOs浓度有助于形成更小、更均匀的纳米颗粒，从而提高其在肉类表面的覆盖效率。

### 化学分析与抗氧化作用

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术，研究了LVEOs与海藻酸钠之间的相互作用。结果显示，FTIR谱图中在2800–3000 cm?1区域的峰变化主要归因于单萜类化合物中的C–H键，而在1000–1100 cm?1区域的吸收峰则反映了海藻酸钠中C–O–C键与精油化合物之间的相互作用。随着LVEOs浓度的增加，这些峰的强度也相应增强，说明精油与纳米颗粒之间的相互作用更加显著，从而提升了涂层的功能性。特别是1%浓度的LVEOs，其在FTIR谱图中表现出最显著的峰变化，这可能意味着其在纳米颗粒中的有效结合，进而增强了其抗氧化和抗菌性能。

此外，对牛肉的化学特性进行了详细分析，包括pH值、总挥发性盐基氮（TVB-N）和硫代巴比妥酸反应物质（TBARS）的测定。pH值的测定显示，随着冷藏时间的延长，所有处理组的pH值均有所上升，但使用SANPs + LVEOs的样品pH值上升幅度较小，这可能与纳米颗粒的缓冲作用和LVEOs的稳定释放有关。对于TVB-N和TBARS的测定，结果显示，使用LVEOs的样品在冷藏过程中表现出更小的TVB-N值和更低的TBARS值，说明LVEOs的添加有效抑制了肉类中蛋白质和脂质的分解，延缓了腐败过程。特别是在第20天的检测中，SANPs + 1% LVEOs的样品TBARS值为0.67 ± 0.06 mg MDA/kg，比对照组降低了69.5%。这表明该涂层在延缓脂质氧化方面表现出色，从而有效保持了牛肉的新鲜度和感官品质。

### 微生物变化与抗菌效果

微生物分析显示，使用SANPs + LVEOs的样品在冷藏期间的微生物生长显著受到抑制。具体而言，对照组的需氧嗜温菌、大肠杆菌和乳酸菌的菌落数在第20天分别达到12.82 ± 0.18、10.09 ± 0.04和10.43 ± 0.15 log CFU/g，而使用SANPs + 1% LVEOs的样品菌落数分别为7.66 ± 0.06、6.44 ± 0.07和6.76 ± 0.30 log CFU/g，分别比对照组降低了5.2 log、3.65 log和3.67 log。这些数据表明，1%浓度的LVEOs对微生物的抑制作用最强，可能是由于其较高的抗菌活性和更好的纳米颗粒包裹效果，从而在肉类表面形成更持久的抗菌屏障。

此外，不同浓度的LVEOs对微生物的影响存在差异。1%浓度的处理组在抗菌效果和延缓腐败方面表现最优，而0.5%和0.25%的处理组虽然也具有一定的抑制作用，但效果相对较小。这可能与纳米颗粒的尺寸和电荷特性有关，较高的LVEOs浓度有助于形成更小的纳米颗粒，增强其在肉类表面的渗透性和活性释放，从而更有效地控制微生物的生长。

### 感官评价与食品接受度

感官评价结果显示，使用SANPs + 1% LVEOs的样品在整体可接受性方面表现最佳。在第20天的测试中，该组的感官评分达到了7.29 ± 0.76，而对照组和低浓度处理组的评分均低于这一水平。这表明，1%浓度的LVEOs不仅在化学和微生物控制方面表现出色，还对肉品的感官品质有积极影响，如颜色、气味和质地等。

在质地方面，对照组和SA涂层样品在第10天和第15天时评分较低，表明其在冷藏过程中质地变差。然而，使用SANPs + 1% LVEOs的样品在第15天和第20天时仍保持较高的质地评分，说明该涂层能够有效延缓肉类的质地变化，保持其原有的口感。在气味方面，对照组和低浓度处理组的样品在第10天和第15天时出现明显异味，而1%浓度的处理组则保持较好的气味特性，这可能与LVEOs的抗氧化和抗菌作用有关，有效抑制了腐败气味的产生。

### 研究意义与未来展望

本研究的结果表明，将LVEOs与SANPs结合形成的可食用涂层在延长牛肉保质期方面具有显著优势。这种涂层不仅能够有效抑制微生物生长，还能显著延缓脂质氧化，保持肉品的化学稳定性和感官特性。特别是在1%浓度的处理组中，其在多个指标上均表现最优，这为开发新型的食品包装材料提供了有力支持。

然而，尽管SANPs + 1% LVEOs在延缓微生物生长方面表现良好，但其在某些指标上（如大肠杆菌）仍未能完全达到安全标准。因此，未来的研究可能需要进一步优化LVEOs的浓度，或者结合其他抗菌成分，以提升涂层的抗菌效果。此外，还可以探索不同类型的纳米材料与LVEOs的组合，以提高其在不同食品中的适用性和效果。

总的来说，本研究为利用天然植物精油与纳米技术相结合，开发新型的可食用涂层提供了科学依据，同时也为延长鲜肉的保质期和提升食品安全性提供了可行的解决方案。这种结合方法不仅符合食品工业对天然、环保材料的需求，还能有效提升肉品的品质和市场竞争力。未来，随着纳米技术和植物精油研究的深入，这种新型涂层有望在食品保鲜领域发挥更大的作用。