壳聚糖离子交联封装葡萄柚精油微胶囊的工艺优化及其在带鱼保鲜中的应用研究

为解决带鱼(Trichiurus haumela)冷藏过程中因脂质氧化和微生物活动导致的腐败问题，研究人员通过壳聚糖(chitosan)与三聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate)离子交联技术制备葡萄柚精油微胶囊(GEOs)，经单因素实验和响应面法优化工艺，获得包封率达60.12±1.17%的微胶囊。该微胶囊具有多孔粗糙表面结构，显著提升精油热稳定性，并展现强抗氧化、抗菌活性及缓释特性（300分钟乙醇释放量<50%）。4℃冷藏实验证实GEOs可有效延长带鱼货架期，为开发天然海鲜防腐剂提供新思路。

　　

带鱼作为我国东海常见经济鱼类，富含优质蛋白和ω-3脂肪酸，却因脂质氧化和微生物繁殖在冷藏中快速腐败。传统化学防腐剂存在安全隐患，而植物精油虽具天然抗菌性，但易挥发、环境敏感的特性限制其应用。如何通过技术创新突破精油稳定性瓶颈，成为食品保鲜领域的重要课题。

浙江海洋大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，创新性地采用壳聚糖(CS)与三聚磷酸钠(TPP)离子交联技术，将葡萄柚精油(GEO)封装成微胶囊(GEOs)。通过单因素实验结合响应面法(RSM)优化工艺参数，系统表征微胶囊特性并评估其在4℃带鱼保鲜中的效果。

关键技术包括：1) 离子交联微胶囊制备技术；2) 傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析分子相互作用；3) 扫描电镜(SEM)观察形貌特征；4) 体外抗氧化(DPPH/ABTS法)和抗菌(抑菌圈法)实验；5) 模拟释放动力学测试；6) 带鱼冷藏过程中TVB-N(总挥发性盐基氮)、TBARS(硫代巴比妥酸反应物)等鲜度指标检测。

材料与方法
研究选用市售带鱼为样本，以CS-TPP为载体，通过乳化-交联法制备GEOs。通过单因素实验考察CS浓度、TPP浓度、GEO添加量和均质时间对包封率的影响，采用RSM建立二次回归模型优化工艺。

结果与讨论
形态特征：SEM显示GEOs呈不规则多孔球形结构，表面粗糙度利于活性物质缓释。FTIR证实CS氨基与TPP磷酸基团通过静电作用交联，GEO特征峰出现表明成功封装。

性能优化：最优工艺为CS浓度1.5%、TPP浓度0.7%、GEO添加量1.2mL、均质时间4min，实际包封率(60.12±1.17%)与预测值(61.05%)高度吻合。

功能特性：热重分析显示GEOs分解温度较游离GEO提高28℃，DPPH清除率提升40%。对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)抑菌圈直径分别达14.3mm和12.8mm。

保鲜效果：处理组带鱼在4℃储存12天后，TVB-N值(21.3mg/100g)和TBARS值(1.2mg MDA/kg)显著低于对照组，货架期延长4-5天。

该研究首次将CS-TPP微胶囊技术应用于海产品保鲜，通过物理屏障和可控释放双重机制解决精油应用难题。GEOs的产业化应用可减少合成防腐剂使用，符合"清洁标签"食品发展趋势。未来研究可进一步探索微胶囊在其它易腐水产品中的普适性，并优化大规模生产工艺。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献记载信息；专业术语如"离子交联(ionic crosslinking)"、"响应面法(RSM)"等均在首次出现时标注英文缩写；作者单位根据CRediT声明中的国内基金项目推断为国内机构。）