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猪肉因高水分和营养易被微生物污染致变质。研究人员开发以壳聚糖（CS）为壳、聚乙烯醇（PVA）/ 牛至精油（OEO）乳液为核的同轴乳液静电纺纳米纤维膜。该膜能延长猪肉保质期，为肉类保鲜提供新的活性包装材料。
猪肉，作为餐桌上的常客，富含蛋白质、脂质、维生素等多种营养物质，深受大家喜爱。然而，它也有个让人头疼的 “小毛病”—— 太容易变质了！新鲜猪肉较高的水分活度和丰富的营养成分，简直是微生物眼中的 “天堂”。在储存过程中，微生物们在猪肉里肆意生长繁殖，不仅让猪肉的保质期大大缩短，降低了它的商业价值，还可能产生有害物质，威胁人们的健康。据研究，肉制品在生产、运输和储存过程中，因微生物导致的损失可高达 20%。传统的保鲜膜在对抗猪肉变质和氧化方面，效果也不尽如人意。为了解决这些难题，来自相关研究机构的科研人员开展了一项极具意义的研究，其成果发表在《Food Research International》上。
科研人员致力于开发一种具有长效抗菌和抗氧化性能的先进食品包装技术，以此来延长猪肉的保质期。他们将目光投向了纳米技术，尤其是静电纺丝技术。这项技术就像一个神奇的 “魔法棒”，能在高压电场下，把聚合物溶液变成具有高比表面积、多孔结构、良好阻隔性和机械稳定性的微纳米结构纤维。
研究人员巧妙地设计了一种三层核壳结构的纳米纤维膜。壳层选用了壳聚糖（CS）和聚环氧乙烷（PEO），其中 CS 源于几丁质脱乙酰化，不仅来源丰富、成本低，还具有生物相容性和抗菌特性，不过纯 CS 溶液因离子排斥难以静电纺丝，添加 PEO 就能解决这个问题；核心层则由聚乙烯醇（PVA）和牛至精油（OEO）乳液组成，PVA 生物相容性好、性质稳定，在工业上应用广泛，OEO 富含香芹酚和百里酚，具有强大的抗菌和抗氧化能力，还是美国食品药品监督管理局（FDA）认可的 “一般认为安全”（GRAS）物质。此外，为了增强 PVA 的耐水性，他们还在核心层加入了柠檬酸（CA） 。
在研究过程中，科研人员采用了多种关键技术方法。运用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察纳米纤维膜的微观结构；利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析膜的化学组成；通过水稳定性测试、热稳定性分析和水蒸气透过率（WVTR）测量，探究膜的物理性能；开展 OEO 释放研究、抗氧化和抗菌活性评估，了解膜的功能特性；最后进行改性气氛包装（MAP）实验，检验膜在实际应用中的效果。
下面来看具体的研究结果：
- 纳米纤维的形态：SEM 图像显示，制备的纳米纤维呈现出三维堆叠结构，形态均匀、表面光滑，没有出现珠状或不规则结构。随着 OEO 含量增加，纤维直径从 85.9nm 扩大到 96.9nm，这可能是由于纺丝溶液粘度变化导致的。
- 结构与成分分析：TEM 分析证实了纤维膜的结构完整性，FTIR 光谱验证了 OEO 成功被封装，且没有发生化学相互作用。
- 稳定性和阻隔性：该纤维膜表现出出色的水稳定性和热稳定性，同时具备良好的水蒸气阻隔性能。
- 活性成分释放：在释放实验中，膜中的活性成分能持续释放长达 10 天。
- 抗菌和抗氧化性能：抗菌测试表明，该膜对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）有显著的抑制活性。5 天的抗氧化实验也证实了膜具有持久的抗氧化功能，并且抗菌和抗氧化活性都与 OEO 的浓度呈正相关。
- 实际应用效果：在 MAP 条件下，CP/PCO 纳米纤维膜有效地将猪肉的保质期延长了 3 - 6 天，大大减少了猪肉的变质情况，提升了肉类的整体品质和安全性。
综合以上研究，科研人员通过结合乳液静电纺丝和同轴静电纺丝技术，成功制备出一种三层核壳结构的纳米纤维膜。这种膜不仅结构稳定，而且在物理性能、活性成分释放、抗菌和抗氧化等方面表现优异，在实际应用中能显著延长猪肉保质期。这一研究成果为肉类保鲜提供了一种全新的、极具潜力的活性包装材料，有望在食品包装领域得到广泛应用，对减少食品浪费、保障食品安全具有重要意义。不过，目前该研究还处于实验阶段，未来或许还需要进一步优化工艺，降低成本，以便更好地实现工业化生产和市场推广，让这项技术真正走进人们的日常生活。
