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食品污染与腐败威胁安全和商业价值,需创新保鲜技术。研究人员开发含游离丁香酚(EG)和 EG 负载 SBA15 介孔二氧化硅颗粒的乙烯基树脂涂层铝箔包装。迁移测试表明仅后者符合安全标准,其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有显著抑菌效果,为食品保鲜提供新方案。
民以食为天,食以安为先。在食品工业领域,食品污染和腐败一直是困扰行业的难题。微生物污染不仅会导致食物变质,失去商业价值,更严重的是可能引发食源性疾病,威胁消费者健康,尤其是老人、儿童、孕妇和免疫力低下人群。像熟火腿这类即食肉制品,在加工、切片和包装过程中极易重新沾染细菌,导致汁液渗出、发酸甚至胀袋;而 Taleggio 奶酪等乳制品,因富含营养物质,也成为微生物滋生的温床,保质期往往较短。传统的保鲜技术在应对这些问题时逐渐显露出局限性,如何在保证食品安全的同时,延长食品货架期,成为亟待解决的行业痛点。
为了突破这一困境,研究人员将目光投向了活性包装(AP)技术。活性包装通过在包装材料中添加活性成分,主动抑制微生物生长,是近年来兴起的食品保鲜新方向。丁香酚(EG)作为一种天然抗菌成分,存在于肉桂、丁香等植物精油中,具有广谱抗菌活性,但其挥发性强、稳定性差,直接使用效果有限。而 Santa Barbara Amorphous-15(SBA15)介孔二氧化硅颗粒具有独特的多孔结构,能有效封装丁香酚,实现其可控释放,这为解决丁香酚的应用难题提供了新思路。在此背景下,相关研究机构的研究人员开展了一项关于丁香酚功能化铝包装的研究,该研究成果发表在《Food Control》上,为食品保鲜领域带来了新的希望。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先制备了两种乙烯基树脂涂层铝箔,一种含有游离丁香酚,另一种含有丁香酚负载的 SBA15 介孔二氧化硅颗粒;然后依据欧洲法规 10/2011,使用 10% 和 95% 乙醇作为食品模拟物,在 20°C 下进行为期 10 天的迁移测试,评估材料与食品接触的安全性;接着将优化后的涂层用于包装 Taleggio 奶酪和熟火腿,在 5°C 下储存 10 天,检测其对大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和中温需氧菌群的抗菌性能;最后进行感官分析,考察包装对食品感官特性的影响。
迁移测试与材料安全性评估
通过整体迁移(OM)和特定迁移(SM)测试评估材料安全性。整体迁移结果显示,两种材料迁移至食品模拟物中的总非挥发性化合物远低于欧盟规定的 60 mg/kg 的整体迁移限值(OML),表明材料具有良好的惰性。但特定迁移分析表明,只有丁香酚负载 SBA15 的涂层符合法规安全限值,游离丁香酚涂层因迁移量超标被排除,该涂层成为唯一适合食品包装的候选材料。
抗菌性能评估
对优化后的丁香酚负载 SBA15 涂层的抗菌性能进行评估。在 Taleggio 奶酪和熟火腿中,该涂层对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最为显著,分别使菌落数减少 2.77 log CFU/g 和 2.13 log CFU/g,对大肠杆菌和中温需氧菌群也有明显抑制作用,且在 10 天的储存期内,能有效控制食品中微生物的增长,显著延长食品的货架期。
感官分析
感官分析结果显示,该涂层未对 Taleggio 奶酪的感官特性产生显著影响,表明其在保证食品微生物安全的同时,能较好地维持食品的品质,满足消费者对食品口感和风味的要求。
综上所述,本研究开发的丁香酚功能化 SBA15 铝包装材料,通过介孔二氧化硅颗粒对丁香酚的有效封装,实现了抗菌成分的可控释放,在保证材料安全性的前提下,显著提升了对食品中致病菌和腐败菌的抑制效果,为熟火腿、奶酪等易腐食品的保鲜提供了安全有效的解决方案。该研究不仅拓展了活性包装技术的应用场景,也为天然抗菌成分在食品包装中的合理应用提供了理论和技术支持,对推动食品工业的可持续发展、减少食品浪费和保障消费者健康具有重要意义。研究结果表明,这种新型包装材料在食品保鲜领域具有广阔的应用前景,有望为食品行业带来新的技术变革。