《Food Chemistry: X》：Effects of microencapsulated ε-Polylysine hydrochloride on quality and microbial indicators of salted bamboo shoots
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专业术语翻译摘要部分：
ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-PL·HCl）被成功包埋于大豆分离蛋白（SPI）-壳聚糖（CS）微胶囊中。微胶囊化提高了ε-PL·HCl的热稳定性。微胶囊表现出高包埋效率（EE）和缓释性能。包埋后的ε-PL·HCl抑制了盐渍竹笋中微生物的生长。
专业术语翻译摘要部分：
ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-PL·HCl）被成功包埋于大豆分离蛋白（SPI）-壳聚糖（CS）微胶囊中。微胶囊化提高了ε-PL·HCl的热稳定性。微胶囊表现出高包埋效率（EE）和缓释性能。包埋后的ε-PL·HCl抑制了盐渍竹笋中微生物的生长。微胶囊延缓了盐渍竹笋的腐败并保持了其贮藏品质。
论文解读文章：
一、研究背景与问题
盐渍竹笋（以方竹笋Phyllostachys glauca为原料）是中国西南地区特有的高蛋白、高纤维、低脂肪功能性食品，腌制后具有独特脆嫩口感与鲜味，深受消费者喜爱。然而，其高含水量和高酶活性使其极易受到微生物污染而发生腐败变质，货架期短，制约了产业发展。目前盐渍竹笋的保鲜主要依赖化学防腐剂，但消费者对“清洁标签”产品的需求使天然防腐剂成为研究热点。
ε-聚赖氨酸（ε-PL）具有广谱抗菌活性、热稳定性及酸性条件下的高效抑菌性，研究已证实其能有效抑制盐渍竹笋中的腐败菌。ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-PL·HCl）与其抗菌机制相同，并已获中国GB 2760–2024标准批准使用。然而，ε-PL·HCl直接添加至食品体系会因与水解酶和阴离子化合物的相互作用而快速失效；其强吸湿性增加加工难度，快速溶解又影响抗菌效果的持续性。这些局限限制了其在盐渍竹笋中的应用。
包埋技术可克服上述局限。已有研究显示，ε-聚赖氨酸包埋于壳聚糖/海藻酸钠纳米颗粒中表现出缓释行为及不同于游离态的抗菌响应；大豆分离蛋白（SPI）与壳聚糖（CS）复合物可实现精油的缓释并提升防腐效果。然而，迄今尚无研究将ε-PL·HCl微胶囊应用于盐渍竹笋这一典型高水分、高酶活性蔬菜产品，也未系统评估其对质构保持和褐变抑制的效果。脂质体、油凝胶、纳米乳等其他包埋方式常存在稳定性差、成本高或热敏性等问题；相比之下，微胶囊化保护性好、可实现控制释放，且工艺成熟、壁材经济，适合工业化食品生产。CS和SPI因生物相容性、可生物降解性、低成本及可通过静电相互作用形成致密复合物而成为极具吸引力的壁材。CS本身具有内在抗菌活性，其pH响应性和网络形成特性可能进一步有助于包埋活性成分的控制释放。
因此，本研究旨在利用SPI/CS复合凝聚制备并表征ε-PL·HCl微胶囊（ε-PL·HCl-MCs），评估其在盐渍竹笋贮藏期间的抗菌效果和品质保持作用，为ε-PL·HCl微胶囊在盐渍竹笋保鲜中的潜在应用提供理论与技术基础。
二、研究内容与主要结论
研究人员以包埋效率（EE）为核心指标，通过单因素试验和L9(3?)正交试验优化制备参数，并对所得微胶囊进行粒径、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）表征，最后将优化微胶囊应用于盐渍竹笋进行保鲜评价。结果表明：在预测最优组合条件下，验证试验所得包埋效率达98.63%；微胶囊粒径约167 μm，分布窄、单分散性好；SEM显示ε-PL·HCl被包埋于SPI/CS基质中，结构致密；TGA显示微胶囊化使ε-PL·HCl热分解温度提高25–30 °C；XRD显示微胶囊以无定形结构为主。在琼脂扩散试验中，ε-PL·HCl-MCs对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）均表现出抑菌活性。在盐渍竹笋应用中，第13天时ε-PL·HCl-MCs组总菌落数较对照组低96.1%，延缓了b*值下降并维持硬度在300 N，有效延缓品质劣变。微胶囊在水性条件下表现出缓释特性，72 h累计释放量低于40%，无突释现象。
三、主要关键技术方法
研究人员采用复合凝聚法（complex coacervation）制备微胶囊，以大豆分离蛋白（SPI）和壳聚糖（CS）为壁材、ε-聚赖氨酸盐酸盐（ε-PL·HCl）为芯材；通过单因素试验和L9(3?)正交试验优化制备参数，以包埋效率（EE）为核心评价指标；采用激光粒度仪测定粒径分布，扫描电子显微镜（SEM）观察表面微观结构，热重分析（TGA）评估热稳定性，X射线衍射（XRD）表征晶体结构；通过体外释放试验和吸湿性试验评估缓释性能和吸湿特性；采用琼脂扩散法评价对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抗菌活性；盐渍竹笋样品分为空白对照组、游离ε-PL·HCl组、ε-PL·HCl-MCs组、空微胶囊（Empty-MCs）组和化学防腐剂组，真空包装后于25 °C贮藏13天，定期测定总菌落数、色差b*值、硬度、pH和总酸含量。
四、研究结果
3.1 影响ε-PL·HCl-MCs制备的因素：以包埋效率（EE）为指标，单因素试验确定芯壁体积比1:10、壁材浓度7%、ε-PL·HCl浓度5 mg/mL、CS:SPI比1:2为适宜水平。L9(3?)正交试验极差分析显示，四因素对EE的影响顺序为D（CS:SPI比）> C（ε-PL·HCl浓度）> A（芯壁体积比）> B（壁材浓度），预测最优组合A?B?C?D?经验证试验获得98.63%的包埋效率。
3.2 ε-PL·HCl-MCs的粒径：ε-PL·HCl-MCs平均粒径约167 μm，分布窄、单分散性好、无明显团聚；CS单独粒径最大（约400 μm），SPI粒径与微胶囊相近，表明CS-SPI共组装有效调控粒径。
3.3 SEM分析：游离ε-PL·HCl呈光滑均匀球形；空微胶囊呈高度褶皱、多孔、片状形态；ε-PL·HCl-MCs表面褶皱更致密规则、内部结构更紧凑，表面及周围基质未见明显游离ε-PL·HCl颗粒，结合高EE支持ε-PL·HCl被包埋于SPI/CS基质中。
3.4 TGA：游离ε-PL·HCl热敏感性高，主链降解峰DTG速率达35%/min；ε-PL·HCl-MCs在200–350 °C质量损失率较游离芯材低约20%，分解峰温度更高、分解速率更低，表明微胶囊化提高了ε-PL·HCl的热稳定性。
3.5 XRD分析：所有样品在10–20° 2θ处呈宽弥散峰、无显著结晶峰，均以无定形为主；包埋后微胶囊衍射强度进一步增加但无特征结晶峰，表明ε-PL·HCl被包埋于无定形SPI/CS基质中。
3.6 缓释分析：游离ε-PL·HCl在10 h内突释超99%；微胶囊呈典型缓释行为，前10 h释放率从5%增至30%，10–70 h进入平台期，72 h累计释放量低于40%，无突释。
3.7 吸湿性分析：空微胶囊吸湿率最高（约6.8%），游离ε-PL·HCl约4.3%，ε-PL·HCl-MCs显著较低（约3.4%），表明CS-SPI复合壁材作为有效物理屏障减少芯材与外界水分接触，降低吸湿性。
3.8 抗菌效果分析：ε-PL·HCl-MCs对E. coli抑菌圈直径7.6 mm、对S. aureus为6.2 mm，空微胶囊抑菌圈可忽略不计，表明ε-PL·HCl是抗菌活性的主要贡献者，SPI/CS基质主要起控制释放作用；对E. coli的抑菌圈大于S. aureus，可能与两者细胞包膜结构差异有关。
3.9 ε-PL·HCl-MCs在盐渍竹笋中的应用结果
3.9.1 总菌落数分析：所有组总菌落数随贮藏时间增加。对照组和空微胶囊组第13天达约1×10? CFU/g；化学防腐剂组前期有效但第10天后效果下降；游离ε-PL·HCl早期抑制强但后期效果减弱；ε-PL·HCl-MCs组全程维持显著较低菌落数，第13天仍低于1×10? CFU/g。
3.9.2 色差和硬度分析：第1天各组b值和硬度无显著差异，贮藏中差异显现。第13天对照组b值为20.3、硬度98.3 N，ε-PL·HCl-MCs组维持显著较高值（b* 27.5、硬度300 N）。b值下降可能与色素降解或氧化反应有关，硬度下降与细胞完整性和组织结构劣变有关。ε-PL·HCl-MCs组较好的b值和硬度保持与其较低微生物数量一致。
3.9.3 pH和总酸含量分析：各组pH随贮藏下降、总酸增加。对照组第13天pH降至3.9、总酸达0.85 g/100 g；化学防腐剂组pH 4.1、总酸0.72 g/100 g；游离ε-PL·HCl组pH 4.25、总酸0.63 g/100 g；ε-PL·HCl-MCs组变化最小，pH保持高于4.45、总酸为0.52 g/100 g，与其他处理组差异显著。
五、讨论与结论
讨论部分指出，ε-PL·HCl-MCs在盐渍竹笋中表现出的较低微生物数量主要归因于ε-PL·HCl的抗菌活性；空微胶囊活性可忽略表明SPI/CS基质直接抗菌贡献有限，其主要通过调控ε-PL·HCl的释放参与保鲜作用。研究同时指出，ε-PL·HCl虽获GB 2760–2024批准用于食品，但最终SPI/CS微胶囊配方的安全性和质量一致性未在本研究中独立评估，完整配方的法规合规性需在更广泛应用前进一步评估。
结论部分：本研究以大豆分离蛋白（SPI）和壳聚糖（CS）为壁材，通过复合凝聚法制备了ε-聚赖氨酸盐酸盐微胶囊（ε-PL·HCl-MCs）。在L9(3?)正交分析预测的最优条件下，验证试验获得98.63%的包埋效率。理化表征支持ε-PL·HCl被包埋于SPI/CS基质中，微胶囊热分解温度较游离ε-PL·HCl提高25–30 °C。琼脂扩散试验中，ε-PL·HCl-MCs对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）均表现出抑制效果。在盐渍竹笋中，ε-PL·HCl-MCs使第13天总微生物数量较对照组降低96.1%，延缓了b*值下降并维持硬度在300 N，有效延缓品质劣变。微胶囊在水性条件下表现出缓释特性，支持其作为ε-PL·HCl递送系统的潜力。这一天然递送系统在盐渍竹笋保鲜中显示出应用前景。后续研究应评估ε-PL·HCl在复杂食品基质中的释放、剂量优化、冻干的放大可行性与成本、配方特异性法规合规性，以及在实际加工和贮藏条件下的性能。
