壳聚糖纳米乳负载紫苏醛对冷藏牛肉品质特性及微生物多样性的影响研究

本研究针对冷藏牛肉易受微生物污染和氧化变质的问题，开发了负载紫苏醛的壳聚糖纳米乳（PA-CS）涂层。通过15天冷藏实验，发现PA-CS组能显著降低pH（6.61）、蒸煮损失（34.88%）、TBARS（0.86 mg MDA/kg）和总羰基含量（1.47 nmol/mg蛋白），并抑制优势菌属假单胞菌（Pseudomonas）的生长。该研究为天然防腐剂在肉类保鲜中的应用提供了新策略。

　　

牛肉作为全球消费量最大的肉类之一，富含优质蛋白质、健康脂肪和必需矿物质，但其高水分和营养含量也使其在冷藏过程中极易受到微生物污染和氧化变质的影响。尽管0-5°C的冷藏条件能延缓腐败，但嗜冷菌如假单胞菌（Pseudomonas）和热杀索丝菌（Brochothrix）仍能繁殖，导致肉质变差、产生异味，并引发脂质和蛋白质氧化。传统化学防腐剂存在安全隐患，而植物精油因其天然抗菌特性成为研究热点，但水溶性差和易氧化的问题限制了应用。

为解决这一难题，安徽科技学院食品科学与工程学院的研究团队创新性地将紫苏醛（Perillaldehyde, PA）——一种从紫苏植物中提取的天然抗菌成分——封装进壳聚糖纳米乳（Chitosan nanoemulsion, CS）中，系统评估了PA-CS涂层对冷藏牛肉品质和微生物群落的影响。研究成果发表在《Food Chemistry: X》上，为开发新型肉类保鲜技术提供了重要依据。

研究采用高压均质法制备PA-CS纳米乳，通过测定pH、蒸煮损失、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）、总挥发性盐基氮（TVB-N）等指标评价保鲜效果，结合低场核磁共振（LF-NMR）分析水分迁移，并利用高通量测序解析微生物群落变化。

3.1 pH值变化
PA-CS组在整个冷藏期间pH值最低（第15天为6.61），显著低于对照组（6.93）。这是由于壳聚糖和紫苏醛协同抑制了微生物代谢产生的碱性物质积累。

3.2 蒸煮损失
PA-CS组蒸煮损失比对照组降低13.98%，纳米乳涂层通过维持肌原纤维蛋白结构完整性，有效减少了水分流失。

3.3 色泽稳定性
PA-CS组牛肉的L
（亮度）和a
（红度）值下降最缓，其抗氧化成分延缓了肌红蛋白氧化为高铁肌红蛋白的过程。

3.4 脂质氧化抑制
PA-CS组的TBARS值（0.86 mg MDA/kg）仅为对照组的58%，紫苏醛通过清除自由基和分解过氧化物，显著抑制了多不饱和脂肪酸的氧化降解。

3.5 蛋白质氧化控制
总羰基含量在PA-CS组最低（1.47 nmol/mg蛋白），表明涂层可保护赖氨酸、组氨酸等氨基酸侧链免受氧化攻击。

3.6 微生物调控
PA-CS组将假单胞菌相对丰度从对照组的87.73%降至34.89%，其抗菌机制包括破坏细胞膜完整性和持续释放活性成分。

3.7 质构特性改善
PA-CS组硬度仅下降55.81%（对照组为75.39%），纳米乳通过抑制蛋白水解酶活性，维持了肌肉组织的三维网络结构。

该研究证实，PA-CS纳米乳通过三重机制发挥保鲜作用：物理屏障阻隔氧气、化学抗氧化延缓腐败、生物抗菌调节微生物群落。尤其值得注意的是，其对假单胞菌的特异性抑制效果，为靶向控制肉类优势腐败菌提供了新思路。研究还首次揭示了紫苏醛与壳聚糖在分子水平的协同效应——壳聚糖的阳离子特性增强了紫苏醛与细胞膜的相互作用，而纳米乳的缓释特性延长了抗菌持续时间。这些发现不仅为天然防腐剂的应用提供了理论支撑，也为开发可降解活性包装材料指明了方向。未来研究需进一步优化配方以平衡感官特性与防腐效能，并通过毒理学实验验证其安全性。