基于后生元PostbioYDFF-3的吸液垫开发及其对冷藏草鱼片的保鲜机制研究

本研究针对鲜切草鱼片在冷藏过程中易发生脂质氧化和微生物腐败的问题，开发了一种负载后生元PostbioYDFF-3的复合吸液垫（Ge-Ds-Bc-P）。该吸液垫通过明胶（Ge）-双醛淀粉（Ds）-细菌纤维素（Bc）的Schiff base反应构建稳定网络结构，并整合后生元增强抗菌活性。结果表明，7%后生元添加组的吸液垫吸水率提升51%，对腐败菌（Pseudomonas putida和Acinetobacter johnsonii）抑菌率提高65.6%，同时显著抑制TBARS（降低31.3–36.5%）和TVB-N（降低26.6%）上升，延长货架期2天。该研究为食品保鲜提供了新型抗菌吸液垫开发策略。

　　

淡水鱼因其营养丰富和价格低廉而备受消费者青睐，其中草鱼（Ctenopharyngodon idella）是全球产量最高的水产种类之一，2022年全球产量达713万吨。然而，鲜切草鱼片在加工和冷藏过程中面临两大挑战：一是脂质氧化反应导致酸败和异味物质生成，二是微生物增殖（如Pseudomonas putida和Acinetobacter johnsonii）引发腐败。鱼片渗出的血液积液更为细菌生长提供了理想环境，加速品质劣变。传统保鲜技术如涂层保鲜和聚乙烯吸液垫虽有一定效果，但存在降解困难、制备工艺复杂或生物相容性不足等问题。因此，开发一种高效、安全且易规模化生产的保鲜材料迫在眉睫。

在此背景下，青岛农业大学食品科学与工程学院的研究团队在《Food Chemistry: X》发表了一项创新研究，通过将后生元（Postbiotics）PostbioYDFF-3与生物聚合物基质结合，研制出一种新型抗菌吸液垫，并系统评估其在冷藏草鱼片保鲜中的应用效果。后生元是益生菌（如Limosilactobacillus fermentumPostbio-Q7和Lacticaseibacillus paracaseiPostbio-P6）经加工后获得的代谢产物集合，包括菌体碎片和有机酸等成分，具有抗菌性强、制备简单、成本低及安全无毒的优点。相较于植物提取物，后生元更易整合到材料中，并能通过其氨基酸残基促进Schiff base反应，增强材料稳定性。

为开展本研究，作者首先优化了吸液垫的基质配比，通过冻干法制备了明胶（Ge）-双醛淀粉（Ds）-细菌纤维素（Bc）复合垫，并添加不同浓度（3%–10%）的PostbioYDFF-3。关键实验技术包括：凝胶强度测定（质地分析仪）、FTIR和XRD（分析化学结构及晶体结构）、SEM（观察微观形态）、吸附容量测试（评估吸水性能）、抗菌活性检测（针对鱼片腐败菌P. putida NBRC 14164和A. johnsonii ANC 3681的涂板法），以及鱼片保鲜指标监测（pH、总活菌数TVC、硫代巴比妥酸反应物TBARS和总挥发性盐基氮TVB-N）。所有统计均通过SPSS 19.0进行ANOVA和Duncan检验（p<0.05）。

Ge-Ds-Bc pad分析

通过凝胶强度测定筛选最优基质配比。当Ge:Ds=3:1时，凝胶强度达1.74 g/cm，显著高于对照组（p<0.05），因Ds的醛基与Ge的氨基通过Schiff base反应形成亚胺键（C=N），增强网络韧性。添加Bc后，Ge:Ds:Bc=3:1:0.5时强度达1.75 g/cm，过量Bc（如0.6比例）会覆盖交联网络导致强度下降。

Ge-Ds-Bc-P pad分析

FTIR分析

7%后生元组在1660 cm^?1处C=N键振动最显著，表明Schiff base反应充分；3360 cm^?1处-OH键振动增强，证明Bc和水分子形成氢键网络。10%后生元因有机酸过多导致亚胺键水解，-OH振动减弱。

XRD分析

7%后生元组在2θ=14.7°（Bc晶体特征峰）和46.2°（氢键增强峰）强度最高，证实交联优化。10%组峰强度下降因过量酸破坏氢键。

SEM分析

7%后生元组呈现均匀多孔网络结构（孔径小、孔壁连续），而3%组因细胞膜蛋白致脆性增加、孔径不均，10%组因酸水解导致结构开裂。

吸附容量分析

7%后生元组吸附率最高（660.4%），较对照组（609.4%）提升51%，因交联网络和Bc羟基亲水性增强；10%组吸附率骤降至318.5%，因酸破坏界面结合。

抗菌活性分析

7%后生元组对P. putida和A. johnsonii抑菌率分别达86.6%和85.9%（生存率13.4%和14.1%），较无后生元组提高65.6%，因后生元阻断生物膜合成并持续释放。

pH与TVC分析

保鲜实验中，对照组鱼片pH第5天升至7.6，7%后生元组仅6.5；对照组TVC第5天达6.4 log₁₀ CFU/mL（超安全限值6 log₁₀ CFU/mL），7%组为5.55 log₁₀ CFU/mL，且鱼片色泽更鲜亮。

TBARS与TVB-N分析

对照组TBARS第5天达1.15 mg MDA eq/kg，7%后生元组降低36.5%至0.73 mg MDA eq/kg；TVB-N对照组为12.6 mg/100g（接近腐败临界值13 mg/100g），7%组降低26.6%至9.25 mg/100g，因后生元抑制酶解和微生物代谢。

本研究成功开发了一种负载PostbioYDFF-3的Ge-Ds-Bc吸液垫，其最优配比（Ge:Ds:Bc:P=3:1:0.5:7%）通过Schiff base反应构建稳定网络，整合后生元协同增强抗菌和抗氧化性能。该吸液垫显著提升吸水率（51%）、抑菌率（65.6%），并有效延缓脂质氧化（TBARS降幅36.5%）和蛋白质降解（TVB-N降幅26.6%），将草鱼片货架期延长2天。该技术为食品保鲜提供了新型生物相容性材料解决方案，且后生元的低成本和高安全性利于规模化应用。然而，吸液垫的保鲜效果仍需结合其他技术（如气调包装）进一步优化，未来需深入评估其对感官品质的影响并攻克大规模生产难题。