壳聚糖/琼脂负载Plantaricin FB-2抗菌涂层的构建及其对新鲜猪肉保鲜效果的机制研究

为解决新鲜猪肉易氧化腐败和微生物污染问题，研究人员开发了壳聚糖(CS)/琼脂(AG)复合膜负载Plantaricin FB-2的抗菌涂层。通过FTIR、XRD、SEM等技术证实了三组分协同作用，CS/AG/128涂层对金黄色葡萄球菌抑菌圈达14.56 mm，并实现Plantaricin FB-2缓释，使猪肉保质期延长至14天。该研究为生鲜肉制品智能包装提供了新策略。

　　

新鲜猪肉因其高水分和营养特性极易成为微生物滋生的温床，传统冷藏难以有效抑制假单胞菌、肠杆菌等腐败菌的增殖。据统计，全球每年因肉类腐败导致的经济损失高达数十亿美元，而化学防腐剂的使用又引发消费者对食品安全的担忧。在此背景下，开发基于天然成分的活性包装技术成为食品科学领域的研究热点。

某大学研究团队在《International Journal of Food Microbiology》发表的研究中，创新性地将细菌素Plantaricin FB-2与多糖基质结合，构建了具有缓释功能的CS/AG复合涂层。研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证分子间氢键形成，X射线衍射(XRD)分析显示Plantaricin FB-2的加入使CS结晶度从23.8%降至18.5%。扫描电镜(SEM)观察到当Plantaricin FB-2浓度增至128 μg/mL时，涂层表面出现明显相分离结构，粗糙度(Ra)增加47.2%，但水接触角提升至82.3°，表明疏水性增强。

材料表征结果
通过差示扫描量热法(DSC)测得CS/AG/128涂层的玻璃化转变温度(T_g)较空白组提高11.6℃，证实其热稳定性增强。原子力显微镜(AFM)三维成像显示，添加128 μg/mL Plantaricin FB-2使涂层杨氏模量达到1.47 GPa，较纯CS膜提升近3倍。

抗菌性能分析
牛津杯法测试显示，CS/AG/64和CS/AG/128对大肠杆菌的抑菌圈直径分别为9.34 mm和11.87 mm。流式细胞术检测证实，CS/AG/128能使金黄色葡萄球菌膜电位下降63.8%，导致胞内ATP泄漏。

猪肉保鲜实验
在4℃贮藏条件下，CS/AG/128处理组的猪肉在第14天时：

• L^*值(亮度)保持在54.3，优于对照组(ΔE>7)
• TVB-N(挥发性盐基氮)含量为18.7 mg/100g，显著低于国标限值(≤20 mg/100g)
• 菌落总数控制在4.7 log CFU/g，较对照组降低2.3个数量级

该研究首次阐明Plantaricin FB-2通过破坏微生物膜完整性(FTIR检测到2920 cm^-1处CH₂伸缩振动峰偏移)和干扰能量代谢的双重机制发挥抑菌作用。CS/AG基质的缓释特性使Plantaricin FB-2在14天内保持75%以上的活性，为解决生鲜肉制品冷链运输中的微生物污染问题提供了创新方案。这种可降解抗菌涂层的开发，不仅符合"双碳"背景下的绿色包装需求，更为食品工业减少防腐剂使用量开辟了新途径。