《Food Control》：Development of
Citrus maxima essential oil complexed gelatine hydrogel as an active antimicrobial emitter to reduce ambient perishability of chicken breast fillets
编辑推荐：
•整个葡萄柚皮每果的精油产率比仅果皮外层（flavedo）高 50%•明胶为葡萄柚精油形成了稳定的挥发性发射水凝胶•释放的精油对 S. Enteritidis 和 E. coli 表现出杀菌活性•凝胶袋成功延缓了鸡胸肉在环境下的变质引言在各种肉类中，鸡肉已发展成为最突出的肉类
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整个葡萄柚皮每果的精油产率比仅果皮外层（flavedo）高 50%
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明胶为葡萄柚精油形成了稳定的挥发性发射水凝胶
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释放的精油对 S. Enteritidis 和 E. coli 表现出杀菌活性
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凝胶袋成功延缓了鸡胸肉在环境下的变质
引言
在各种肉类中，鸡肉已发展成为最突出的肉类（Belloumi 等人，2025）。生鸡肉极易受到细菌污染和变质。关键病原体包括 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis（肠炎沙门氏菌）、Escherichia coli（大肠杆菌）、Campylobacter jejuni（空肠弯曲菌）和 Listeria monocytogenes（单核细胞李斯特菌）。这些微生物严重限制了货架期，将生鸡肉在 15-20°C 下的保质期限制在约 24 小时，在 4°C 下限制在 72 小时。在亚洲和非洲气候较温暖的发达程度较低地区，这一货架期进一步缩短（Lima 等人，2025; Yaghoubi 等人，2021; Wickramasinghe 等人，2019）。适宜的环境温度和不完善的基础设施导致在生产和分销阶段产生更高的浪费。这与发达国家形成对比，在发达国家，浪费主要发生在消费阶段。露天湿市场，以及不卫生的储存和屠宰做法，经常通过动物粪便污染肉类，导致 E. coli（50% 的患病率）和 S. Enteritidis（18% 的患病率）污染（Chhetri 等人，2026; Ayoub 等人，2025）。虽然烹饪可以减少微生物负荷，但这些细菌产生的毒素和芽孢仍然构成重大健康风险。这种污染还会加速肉类的感官恶化（Lima 等人，2025; Yaghoubi 等人，2021; Wickramasinghe 等人，2019）。
为了解决这一挑战，合成化学防腐剂已被广泛用于肉类保鲜。亚硝酸钠和硝酸钠、丁基羟基茴香醚（BHA）、二丁基羟基甲苯（BHT）和特丁基对苯二酚（TBHQ）是最常用的肉类防腐剂之一。然而，长期食用这些防腐剂与代谢和神经系统疾病、心血管和肝脏并发症以及免疫毒性、致癌和氧化效应有关。这些担忧增加了对天然防腐剂的研究兴趣，以延长肉类保质期（Belloumi 等人，2025; Lima 等人，2025）。
植物提取物和精油（EO）构成了一大类天然防腐剂。植物精油由萜烯、萜类化合物、苯丙素、醇、酯、酮、苯基、氧化物和醚组成（Gao 等人，2025; Belloumi 等人，2025; Wang 等人，2024; Wang 等人，2021）。植物精油已证明具有抑菌和杀菌特性。这些植物化学物质的主要作用机制是破坏微生物细胞膜，改变其结构和功能（Wang 等人，2021）。此外，它们诱导细胞内成分泄漏，干扰 ATP 合成，在细胞内诱导氧化应激，抑制导致蛋白质合成的代谢途径，并干扰群体感应途径，从而破坏生物膜形成（Gao 等人，2025; Yang 等人，2025; Belloumi 等人，2025; Wang 等人，2024; Lima 等人，2025; Wang 等人，2021）。
柑橘皮是柑橘加工的主要副产品，是全球精油市场的重要来源。大多数提取研究侧重于果皮外层（flavedo）而不是果皮内层（albedo）。这种侧重点具有实用性，因为油腺主要集中在果皮外层。然而，果皮内层的质量比果皮外层多约 20%，使其成为潜在的精油来源（Inthachat 等人，2023; Xiao 等人，2021）。其单位精油浓度相对较低，这限制了其用于直接油提取。因此，果皮内层主要用于果胶提取或作为生物吸附剂，这些过程通常会破坏其生物活性成分（Inthachat 等人，2023; Xiao 等人，2021）。
柑橘精油越来越多地被用作调味剂、芳香剂、治疗剂和功能性成分，也因其抗菌特性而受到关注（Bhatt 等人，2026）。在柑橘物种中，葡萄柚（Citrus maxima）是果实最大的。其高产量、大果实尺寸以及特别高的皮果比使其成为宝贵的生物资源（Chakraborty 等人，2025）。葡萄柚皮精油（PE）主要由单萜烃组成，以柠檬烯为主要成分。其他主要成分包括芳樟醇、α-蒎烯和诺卡酮（Kushwaha 等人，2023; Sapkota 等人，2022）。这些化合物具有广谱抗菌活性。例如，柠檬烯和芳樟醇对 Staphylococcus aureus（金黄色葡萄球菌）、L. monocytogenes（单核细胞李斯特菌）、E. coli（大肠杆菌）、S. Enteritidis（肠炎沙门氏菌）和 Pseudomonas（假单胞菌属）有效。蒎烯对 Bacillus cereus（蜡样芽孢杆菌）、Micrococcus luteus（黄色微球菌）、L. monocytogenes（单核细胞李斯特菌）和 C. jejuni（空肠弯曲菌）有效。诺卡酮对 Enterococcus faecalis（粪肠球菌）、S. aureus（金黄色葡萄球菌）和 Corynebacterium diphtheriae（白喉棒状杆菌）有效（Kushwaha 等人，2023; Sapkota 等人，2022）。
精油（EOs）表现出强烈的抗菌效力，但仅在高浓度下才有效。这种浓度通常会因过于强烈的香气和风味而损害感官质量（Belloumi 等人，2025）。直接应用也限制了实用性。与合成防腐剂相比，其挥发性导致快速损失。因此，将精油负载到基质中以进行持续释放已成为更合适的策略（Zhang 等人，2026; Lima 等人，2025; Fathi-Achachlouei 等人，2020）。在这些系统中，活性化合物挥发或迁移到包装顶空，从而引发食品接触。常见的基质包括基于淀粉、壳聚糖、明胶的复合膜以及瓜尔胶、结冷胶或黄原胶等胶体的水凝胶（Zhang 等人，2026; Lima 等人，2025; Fathi-Achachlouei 等人，2020; Wyrwa and Barska, 2017）。油化合物分散在这些基质中。随着基质水分蒸发，暴露的油分子挥发到顶空中。这些蒸气随后直接与微生物相互作用，抑制其生长。值得注意的是，气态精油的抑制效果浓度比直接应用所需的浓度低多达 30 倍（Zhang 等人，2026; Lima 等人，2025; Fathi-Achachlouei 等人，2020; Wyrwa and Barska, 2017）。肉类和鱼类行业产生的废物约占总产量的 23%。这种负担在亚洲、非洲和拉丁美洲国家不成比例地高，这些国家合计占全球肉类和鱼类废物的近 65%（Chhetri 等人，2026; Ying 等人，2024; Karwowska 等人，2021）。不当处理这些废物会导致严重的生态问题。从这些废物中提取明胶为其减少提供了独特的机会。虽然明胶在食品系统中广泛应用，但作为食品保鲜中持续释放基质的应用仍未得到充分探索。大多数研究反而专注于淀粉和微生物或植物基胶体（Chhetri 等人，2026; Ying 等人，2024; Karwowska 等人，2021）。
在本研究中，从整个葡萄柚皮（包括果皮外层和果皮内层）中提取葡萄柚精油（PE），并比较其产率。然后评估 PE 针对污染肉类的 S. Enteritidis 和 E. coli 的抗菌潜力。接下来，将 PE 掺入明胶水凝胶中，并评估其稳定性。最后，研究了明胶凝胶作为缓慢释放发射器在常温下储存的低密度聚乙烯包装鸡胸肉中延长保质期的潜力。
章节片段
材料
成熟的、未受损的葡萄柚果实（Citrus maxima (Burm.) Merr.）表现为黄色外果皮，平均重量范围为 1700 至 2500 克，在初始结果后 210 天采集。鸡胸肉从当地市场新鲜宰杀的肉鸡中采集。充分休息的鸡通过 jhatka 法宰杀，放血，脱毛并切割。S. Enteritidis ATCC 13076 和 E. coli ATCC 25922 从先前维持的培养物中获得。A 型明胶、营养琼脂和
葡萄柚皮成分和精油产率
观察到单位质量的 PE 产率在果皮外层（3.77%）比果皮内层（1.37%）高约 50%（图 4a）。这种差异归因于果实果皮有色果皮外层区域中油腺的更丰富。然而，当果皮外层和果皮内层一起考虑时，单位质量的总产率增加了约 50%。对于单个重 1200 ± 30.5 克的果实，果皮内层的比例被发现比果皮外层高近 85%（图 4b）。这
结论
本研究展示了 Citrus maxima 皮精油作为明胶基活性包装中的天然抗菌剂在延缓新鲜鸡胸变质方面的潜力。富含柠檬烯和芳樟醇的精油对 S. Enteritidis 和 E. coli 表现出显著的抗菌活性，支持其作为包装应用中的生物活性成分。将其掺入明胶基质中并未对凝胶形成或结构产生不利影响
CRediT 作者贡献声明
Sayantan Chakraborty: 撰写 – 初稿，方法论，形式分析，数据管理，概念化。Gunjana Deka: 撰写 – 初稿，形式分析。Manash Pratim Sarma: 形式分析。Himjyoti Dutta: 撰写 – 初稿，可视化，资源，项目管理，概念化
未引用参考文献
Afidah 等人，2026; Das Mitra 等人，2025; Fathi-Achachlouei 等人，2021; Olatoye, 2022; Passarinho 等人，2014; Torres Vargas 等人，2026; Wang 等人，2021; Ying 等人，2025。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响了本文报告的工作。
竞争利益声明
作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响了本文报告的工作。
致谢
第一作者感谢大学拨款委员会提供研究奖学金。作者感谢 Assam 大学城大学对本研究进行的协作支持。
Sayantan Chakraborty|Gunjana Deka|Manash Pratim Sarma|Himjyoti Dutta
