海藻酸钠基复合涂层结合PLA包装:含月桂叶和橄榄叶提取物的生物基解决方案对鸡胸肉保鲜效果研究

【字体: 时间:2025年06月23日 来源:Applied Food Research 4.5

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  本研究针对传统塑料包装环境污染和鸡肉保鲜难题,创新性地采用聚乳酸(PLA)生物基包装结合海藻酸钠(SA)可食用涂层,负载月桂叶(LLE)和橄榄叶提取物(OLE)及乳酸链球菌素(NIS),系统评估了其对鸡胸肉冷藏期间理化特性、微生物稳定性及感官品质的影响。结果表明:含2% LLE的涂层显著抑制脂质氧化(TBARS值降低35%),NIS涂层对单增李斯特菌抑制效果达5 log;PLA包装与活性涂层的协同作用使货架期延长至13天,为可持续食品包装提供了新策略。

  

鸡肉作为全球消费量最大的肉类之一,其保鲜难题始终困扰着食品工业。传统塑料包装虽成本低廉,却带来严重的微塑料污染;而鸡胸肉高水分含量和易氧化特性,使其冷藏货架期仅3-5天,微生物滋生和脂质氧化导致的品质劣变不仅造成经济损失,更可能引发食源性疾病。面对环境与安全的双重挑战,开发兼具保鲜效能和环保特性的新型包装技术成为当务之急。

在此背景下,葡萄牙的研究团队在《Applied Food Research》发表了一项突破性研究。他们巧妙结合生物基材料与天然活性成分,设计出由聚乳酸(PLA)托盘/薄膜和功能化海藻酸钠(SA)涂层构成的"绿色"保鲜系统。该研究首次将月桂叶(Laurus nobilis)和橄榄叶(Olea europaea)提取物与食品级抗菌剂乳酸链球菌素(Nisin)整合入SA基质,通过喷涂工艺形成可食用涂层,实现了活性物质在鸡肉表面的精准递送。

研究采用多维度评价体系:通过pH、色差(ΔE)、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)和挥发性盐基氮(TVB-N)监测理化变化;运用ISO标准方法分析7类微生物的动态变化;采用定量描述分析法(QDA)评估感官特性。特别设计的人工污染实验,以单增李斯特菌(L. monocytogenes)和鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium)为靶标,严格验证涂层的食品安全防护效能。

3.1. 理化特性分析
pH监测显示,含植物提取物的涂层组(LLE/MIX)pH稳定性显著优于对照组(CNT/PLA),13天后仍维持在5.64-6.03,这归因于酚类物质对蛋白降解酶的抑制。色差分析发现,LLE和MIX组因叶绿素类物质导致初始b*值(黄蓝色度)升高6.0单位,但随时间推移,其ΔE变化幅度(<3.0)远小于对照组(8.2),表明涂层有效减缓了肌红蛋白氧化。脂质氧化指标TBARS在LLE组始终低于5×10-2 mg MDA/kg,仅为对照组70%;TVB-N值在贮藏末期(27.16 mg/100g)显著低于对照组(51.76 mg/100g),证实植物多酚能阻断蛋白质降解链式反应。

3.2. 微生物抑制效能
NIS涂层展现出快速杀菌特性,24小时内使乳酸菌(LAB)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)分别降低1.5 log和2.9 log。而LLE/MIX涂层则呈现持续抑菌效应,13天后使假单胞菌(Pseudomonas spp.)和肠杆菌科(Enterobacteriaceae)数量比对照组减少1.18 log和0.7 log。在人工污染实验中,NIS对L. monocytogenes的抑制尤为突出,13天后菌落数仅3.52 log CFU/g,较对照组降低5.18 log,这种"接触杀菌"机制可能源于Nisin对细胞膜穿孔作用与植物多酚对微生物代谢通路的双重干扰。

3.3. 感官与主成分分析
尽管LLE/MIX组因叶黄素呈现明显黄绿色(评分3.8 vs 对照组0.5),但雷达图显示其"整体新鲜度接受度"(OFA)与对照组无显著差异(P>0.05)。主成分分析(PCA)揭示,PC1(43.3%方差)关联典型肉色/气味,PC2(18.4%)反映植物成分特征,证实消费者更关注腐败指标(氨味/酸败)而非天然色素,这为天然提取物在食品中的应用提供了感官科学依据。

这项研究开创性地构建了"生物基包装-可食用涂层-天然活性成分"三位一体的保鲜体系,其科学价值体现在三方面:环境方面,PLA替代传统塑料可减少49%碳足迹;安全方面,植物提取物与Nisin的互补作用拓宽了抗菌谱;经济方面,喷涂工艺(14.5 g/样品)易于工业化推广。未来研究可探索微胶囊化技术改善植物提取物的缓释特性,或通过基因组学解析涂层对肉源微生物群落结构的调控机制。这项成果为实现联合国可持续发展目标(SDG 12)提供了切实可行的技术路径,标志着食品包装从"被动防护"向"主动保鲜+环境友好"的双重变革。

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