红睡莲花瓣提取物增强明胶/肌浆蛋白膜的抗氧化与抗菌特性及其在食品保鲜中的应用

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:LWT 6.0

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  本研究针对传统食品包装材料的环境友好性和功能单一性问题,创新性地将红睡莲花瓣提取物(RWLPE)与明胶/肌浆蛋白(SP)复合膜结合。通过系统评估薄膜的物理化学性质、机械性能及生物活性,发现RWLPE的加入显著提升了薄膜的DPPH自由基清除率(87.58±0.21%)和对大肠杆菌(E. coli)的抑制效果(39.11±1.32%),同时保持水蒸气透过率(WVP)和厚度等关键参数稳定。该研究为开发兼具抗氧化、抗菌功能的可降解食品包装提供了新思路。

  

在食品工业面临塑料污染和防腐剂安全问题的双重挑战下,开发兼具生物可降解性和功能活性的新型包装材料成为研究热点。红睡莲(Nymphaea lotus Linn)作为东南亚季节性水生植物,其花瓣富含74种酚类化合物却常被废弃。泰国孔敬大学的研究团队创新性地将这种农业副产物转化为高附加值产品,通过微波辅助双水相萃取技术(MA-ATPS)获得具有87.58% DPPH自由基清除率的提取物,并将其整合入明胶与鲶鱼肌浆蛋白(SP)的复合膜体系,相关成果发表于《LWT》。

研究采用微波辅助提取优化花瓣活性成分,通过扫描电镜(SEM)和FT-IR分析薄膜微观结构,依据ASTM标准测定机械性能,采用Mueller-Hinton琼脂扩散法评估抗菌活性。实验选用200-300g的鲶鱼(Clarias macrocephalus)制备SP,通过离心和过滤获得蛋白溶液。

【物理性能】薄膜厚度稳定在0.10-0.11mm,添加RWLPE使溶解性从47.54%提升至53.63%,但水蒸气透过率(0.77-1.17 g.mm/m2.day.kPa)无显著变化。色度分析显示a值(红度)从-0.61升至0.01,b值(黄度)从4.28增至5.49,证实酚类色素的有效整合。

【机械特性】拉伸强度(15.08-16.55 MPa)和断裂伸长率(3.54-5.06%)保持稳定,SEM显示添加0.5% RWLPE的薄膜表面出现氢键作用形成的聚集结构,但未影响力学性能。

【化学特性】FT-IR谱图中3276 cm-1处的酰胺A带位移表明酚羟基与蛋白质相互作用,1632 cm-1(酰胺I)和1546 cm-1(酰胺II)的特征峰证实蛋白质构象变化。薄膜的DPPH清除率从0%显著提升至54.25%。

【生物活性】对E. coli的抑制率达39.11%,但对S. aureus无显著效果,这与Gram阴性菌外膜对酚类物质的敏感性有关。

该研究证实红睡莲花瓣提取物能有效赋予可食用膜双重生物活性,且不影响其基本包装功能。特别值得注意的是,薄膜在保持15 MPa以上拉伸强度的同时,溶解性提升使其适用于即食食品包装。研究为农业废弃物高值化利用提供了范例,所开发的活性包装技术对延长富含不饱和脂肪酸食品的货架期具有重要应用前景。未来研究可探索不同植物提取物的协同效应,以及工业化生产中的工艺优化问题。

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