等离子体活化水-明胶复合涂层的可控释放与抑菌机制及其在乌鳢鱼片保鲜中的应用研究

推荐：针对水产品易腐败和化学保鲜剂安全隐患问题，研究人员开发了等离子体活化水(PAW)溶解明胶的新型抗菌涂层。研究发现PAW10处理使明胶β-折叠增加至45.12%，形成致密网络结构，延缓H2O2释放，将乌鳢鱼片保质期从6天延长至9天，为食品绿色保鲜提供了新策略。

　　

水产品因其高蛋白、高水分特性极易腐败，传统化学保鲜存在安全风险，而物理保鲜技术成本较高。乌鳢(Channa argus)作为重要经济鱼类，其鱼片在4℃冷藏条件下仅能保存6天。针对这一产业痛点，江苏大学食品与生物工程学院的研究团队创新性地将等离子体活化水(Plasma Activated Water, PAW)与明胶结合，开发出具有缓释抗菌功能的复合涂层，相关成果发表在《LWT-Food Science and Technology》期刊。

研究采用高压发生器(8 kV)制备不同处理时间(5/10/20 min)的PAW，通过紫外分光光度计、流变仪、扫描电镜等技术表征涂层特性，结合牛津杯法评估抑菌效果。以市售乌鳢鱼片为对象，通过监测TVB-N、TVC、蛋白酶活性等指标，结合肌肉组织切片和质构分析，系统评估保鲜效果。

3.1 涂层特性
PAW₁₀处理的明胶涂层(G-PAW₁₀)透明度提升最显著，pH从5.27降至4.30。流变测试显示其粘度最高(剪切速率100 s^-1时达12.5 Pa·s)，扫描电镜观察到最致密的三维网络结构。拉曼光谱证实其α-螺旋减少5.59%，β-折叠增加5.2%，这种结构变化使H₂O₂缓释效率提升46.7%，对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌圈直径分别达12.3 mm和13.4 mm。

3.2 保鲜效果
贮藏9天后，G-PAW₁₀组鱼片TVC为5.81 log CFU/g，显著低于对照组(6.11 log CFU/g)。TVB-N值维持在18.67 mg/100g，未超过腐败阈值(20 mg/100g)。其粗蛋白酶活性抑制效果最显著(7.16 nkat/mL vs 对照102.25 nkat/mL)，肌肉纤维孔隙率仅31.58%(对照组44.97%)，剪切力保持839.67 g(对照组230.36 g)。

3.3 作用机制
PAW中活性氧物种(ROS)通过破坏细菌肽聚糖层实现杀菌，而明胶网络结构既延缓H₂O₂分解又阻隔微生物侵入。值得注意的是，PAW₂₀因过强氧化作用(pH 3.96)反而激活酸性蛋白酶，导致自溶速率加快，证明10 min为最佳处理时间。

该研究开创性地将PAW的抗菌特性与明胶的成膜优势相结合，通过分子结构调控实现活性成分可控释放。不仅将鱼片保质期延长50%，更建立了"物理活化-结构修饰-功能强化"的技术范式，为开发绿色智能包装材料提供了新思路。未来需进一步解析PAW与明胶的分子互作机制，并开展中试转化研究以推动产业化应用。