基于PHB/PCL复合材料的可降解抗菌包装在鲜鲑鱼中抑制单增李斯特菌的应用研究

为解决食品包装中单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)污染问题，研究人员开发了一种基于聚羟基丁酸酯(PHB)/聚己内酯(PCL)共混物与ε-聚赖氨酸(EPL)的新型可降解活性包装材料。通过挤出和注塑成型技术制备的3%和5% EPL含量托盘，在鲜鲑鱼挑战试验中显著降低单增李斯特菌及其他腐败菌(如假单胞菌和乳酸菌)的微生物计数，同时不影响鱼肉挥发性盐基氮(TVB-N)指标。该研究为食品工业提供了兼具环保性与抗菌功能的包装解决方案。

　　

在食品安全领域，单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)引发的食源性疾病始终是重大公共卫生挑战。这种革兰氏阳性菌在冷藏条件下仍能繁殖，尤其易污染即食食品如鲜鲑鱼，对孕妇、老年人和免疫缺陷人群构成致命威胁。尽管现有技术如高温处理、高压加工(HPP)能部分控制污染，但生物膜形成和细菌耐药性等问题仍待解决。与此同时，传统塑料包装的环境污染问题日益严峻，开发兼具生物可降解性和抗菌功能的活性包装成为研究热点。

针对这一交叉领域难题，来自西班牙的研究团队在《Food Control》发表创新成果。他们巧妙地将天然抗菌肽ε-聚赖氨酸(EPL)与两种可降解聚合物——微生物合成的聚羟基丁酸酯(PHB)和石油基聚己内酯(PCL)结合，通过工业化兼容的挤出和注塑工艺，开发出能持续释放抗菌成分的食品包装托盘。

研究采用多尺度技术手段验证材料性能：通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)确认PHB/PCL共混物的热稳定性；扫描电镜(SEM)显示EPL的加入改善了聚合物相分离现象；采用双辛可宁酸(BCA)法测定EPL在食品模拟物中的缓释曲线，发现10%乙醇溶液中12天内释放量达2.8%。抗菌测试显示，含5% EPL的层压材料对单增李斯特菌的最小抑菌浓度(MIC)≤1%，在固体培养基上形成明显抑菌圈，SEM图像更直观显示细菌细胞膜出现破裂。

关键创新体现在鲜鲑鱼挑战试验设计：将冷适应处理的单增李斯特菌(10³
CFU/g)接种鱼块后，置于7℃储存12天。结果显示，5% EPL托盘使单增李斯特菌菌落数持续降低1个对数单位，同时对总活菌数(TVC)、乳酸菌(LAB)和假单胞菌(Pseudomonas spp.)分别产生显著抑制。值得注意的是，材料抗菌性未影响鱼肉新鲜度指标——挥发性盐基氮(TVB-N)值始终低于欧盟规定的35mg/100g阈值。

这项研究突破了生物可降解材料在活性包装中的应用瓶颈：通过工业化兼容的加工工艺，PHB/PCL/EPL复合材料实现了三重优势——环境友好(生物降解性)、加工可行性(熔融加工窗口兼容)和持续抗菌(12天缓释)。相比直接将抗菌剂添加至食品的传统方法，这种"包装即防腐剂"的策略更精准高效，且避免了感官品质改变。研究团队特别指出，5% EPL浓度是实现长效抗菌的关键阈值，这为后续产业化提供了明确参数。

该成果为生鲜食品包装提供了创新解决方案，尤其适用于高水分活度的水产品。未来研究可进一步优化聚合物比例以改善机械性能，并探索EPL与其他天然抗菌剂的协同效应。随着消费者对"清洁标签"需求的增长，这种基于生物基材料的活性包装技术，有望在保障食品安全的同时减少塑料污染，实现"双赢"效益。