《Frontiers in Food Science and Technology》：Chitosan coating with Pickering emulsion of cellulose nanofibril/kaffir lime leaf essential oil for gourami fillets preservation
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鲈鱼片（Osphronemus goramy）在冷藏储存期间极易发生快速腐败变质。本研究开发了一种基于壳聚糖的可食性涂层，其中包含由纤维素纳米纤丝（CNF）稳定的柠檬叶精油（KEO）Pickering乳液，并评估了其鱼类保鲜性能。研究人员选定0.25%的C
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鲈鱼片（Osphronemus goramy）在冷藏储存期间极易发生快速腐败变质。本研究开发了一种基于壳聚糖的可食性涂层，其中包含由纤维素纳米纤丝（CNF）稳定的柠檬叶精油（KEO）Pickering乳液，并评估了其鱼类保鲜性能。研究人员选定0.25%的CNF浓度作为壳聚糖/CNF/KEO（ChiCK）稳定剂，并与壳聚糖（Chi）及壳聚糖/吐温80/KEO（ChiTK）进行比较。ChiCK表现出最高的Zeta电位（57.00 ± 1.04 mV），对大肠杆菌（Escherichia coli）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）、蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的抑菌圈直径分别为9.262 ± 0.639 mm、10.306 ± 0.127 mm、9.472 ± 0.824 mm和8.696 ± 0.260 mm。将其应用于鲈鱼片后，能够有效抑制微生物生长，储存第2天时总平板计数为5.30 ± 0.05 log CFU g?1，比未涂层鱼片低1.12个对数单位，且保持在安全限量（5.70 log CFU g?1）以下，尽管该处理在第3天未能减少重量损失。因此，CNF稳定的KEO涂层在冷藏储存（5 °C–10 °C）期间具有保存鲈鱼片的潜力。
论文解读文章：
一、研究背景与意义
鲈鱼（Osphronemus goramy）是印度尼西亚广泛养殖和消费的高价值淡水鱼类。将鲈鱼加工为鱼片虽提高了便利性和市场适销性，但切割和去骨过程使更大的肌肉表面暴露于空气、水、加工设备和微生物环境中，从而显著增加了品质劣变的风险。新鲜鱼类因其高水分活度和丰富的营养成分，为微生物生长、酶促反应和氧化反应提供了有利条件，因此极易腐败。冷藏储存虽能延缓这些过程，但并不能完全阻止微生物增殖、变色、汁液流失或储存期间的重量损失。因此，亟需额外的保鲜策略以维持冷藏条件下新鲜鱼片的品质并延长其货架期。
可食性涂层是直接施加于食品表面的薄层可食用材料，作为传统保鲜方法的替代或补充手段受到广泛关注。壳聚糖因其成膜性、生物可降解性和固有的抗菌活性而特别适合作为涂层基质。然而，壳聚糖的亲水性限制了其抗水蒸气传递能力，且单独使用时的抗菌性能可能不足。将疏水性生物活性化合物掺入壳聚糖基涂层中，有望同时改善阻隔性能和抗菌功能。柠檬叶精油（KEO）富含香茅醛和芳樟醇等挥发性萜类化合物，具有抗菌活性，但其疏水性、挥发性和易氧化性使其难以直接均匀分散于水性壳聚糖基质中。Pickering乳液提供了一种有前景的解决方案，即由固体颗粒而非传统分子表面活性剂稳定油滴。纤维素纳米纤丝（CNF）可吸附于油水界面，形成保护层并构建纤维网络以限制液滴移动和聚结，同时可能增强壳聚糖涂层的结构性能。然而，关于CNF稳定的KEO Pickering乳液与壳聚糖基质联合应用于冷藏鲈鱼片保鲜的研究此前尚未见报道。因此，本研究旨在开发含CNF稳定KEO Pickering乳液的壳聚糖基可食性涂层，并评估其在维持鲈鱼片品质和延长冷藏货架期方面的有效性。
二、主要技术方法
研究人员采用了多种关键技术手段开展研究。首先通过高速均质制备不同CNF浓度（0%–0.30%）的Pickering乳液，通过目视观察筛选出维持乳液稳定性的最低CNF浓度（0.25%）。采用透射电子显微镜（TEM）观察CNF形貌，利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析KEO挥发性成分。通过pH计和Zetasizer测定涂层溶液的pH值和Zeta电位，采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析涂层膜的化学结构和分子间相互作用，利用扫描电子显微镜（SEM）观察涂层膜的表面和截面微观结构。抗菌活性采用改良Kirby-Bauer纸片扩散法评价，测试菌种包括大肠杆菌（E. coli）NBRC 13500、铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）NBRC 12852、蜡样芽孢杆菌（B. cereus）IFO 3001和金黄色葡萄球菌（S. aureus）ATCC 25923。鱼片品质评价包括总平板计数、CIE Lab*色度测定和重量损失计算。新鲜鲈鱼片购自印度尼西亚坦格朗市超市，切成5 cm × 5 cm大小，涂层样品在ChiCK中浸泡1分钟并沥干10分钟，未涂层样品不进行处理，样品在冷藏温度（5 °C–10 °C）下储存，于第0、1、2、3天进行分析。
三、研究结果
3.1 CNF形貌与KEO成分分析
TEM观察显示CNF由细长纤维组成，相互重叠形成互联网络，平均纤维宽度为23.56 ± 4.06 nm，确认其处于纳米纤维范围。GC-MS分析鉴定出香茅醛为KEO中最主要的挥发性化合物，占总色谱面积的79.24%，芳樟醇为第二丰富化合物（7.22%），其次为α-水芹烯（3.16%）、2,7-二甲基-1,6-辛二烯（2.30%）和3-乙酰基-2,5-二甲基呋喃（1.04%）。含氧萜类化合物（尤其是香茅醛和芳樟醇）的优势地位与其潜在的抗菌功能相关。
3.2 CNF浓度的筛选
所有配方在均质后立即呈现高度浑浊状态，表明KEO有效分散为水相中的液滴。0%–0.075% CNF的乳液在储存期间迅速澄清并分层，0.10%–0.225% CNF延缓了澄清但仍显示可见的相差异。相比之下，0.25%和0.275% CNF在24小时内保持浑浊且相对均匀的外观。虽然0.275% CNF表现出相当的稳定性，但研究人员选择0.25%作为维持乳液稳定性的最低浓度，以尽量减少固形物和粘度，便于均匀浸涂和成膜。
3.3 pH值与Zeta电位
Chi、ChiTK和ChiCK的pH值分别为4.17 ± 0.02、4.15 ± 0.01和4.14 ± 0.01，各配方间无显著差异。Chi和ChiTK的Zeta电位分别为28.60 ± 1.01 mV和28.40 ± 0.87 mV，二者相当。ChiCK则表现出显著更高的Zeta电位（57.00 ± 1.04 mV），表明其具有更强的静电排斥力，分散液滴或颗粒聚集倾向更低。这一增强的表面电荷可能源于CNF在油水界面的吸附及其与质子化壳聚糖的相互作用。
3.4 ATR-FTIR光谱分析
所有配方均保留壳聚糖的特征吸收带。ChiCK在O–H/N–H伸缩区（3671.72和3401.97 cm-1）、C–H伸缩（2920.16 cm-1）、C=O伸缩（1737.29 cm-1）、酰胺/N–H区（1650.57 cm-1）以及C–O/C–O–C振动区（1059.42和994.43 cm-1）出现特征峰。谱带位置和强度的变化表明CNF和KEO掺入后氢键环境发生改变，但壳聚糖特征带得以保留且未出现明显的新共价修饰带，表明壳聚糖、CNF和KEO之间的相互作用主要为非共价作用，涉及氢键、疏水相互作用和油相的物理包埋。
3.5 微观结构
SEM观察显示Chi表面最光滑，截面薄而致密，可见空隙较少。ChiTK表面较粗糙，具有圆形突起和内部空隙，可能与吐温80稳定的KEO液滴在成膜和干燥过程中的部分失稳有关。ChiCK截面最厚，表面更具纤维状特征，基质内嵌有独特的液滴相关结构。纤维状形貌表明CNF贯穿于壳聚糖基质中，可限制KEO液滴移动并促进更互联、更致密的结构形成。
3.6 抗菌活性
ChiCK对所有四种测试菌均表现出最大的平均抑菌圈，对E. coli为9.262 ± 0.639 mm，对P. aeruginosa为10.306 ± 0.127 mm，对B. cereus为9.472 ± 0.824 mm，对S. aureus为8.696 ± 0.260 mm。Chi本身具有抗菌活性，源于酸性条件下壳聚糖氨基质子化为–NH3+，与带负电的细菌表面产生静电相互作用。KEO的掺入进一步增强了涂层的抗菌潜力。ChiCK优于Chi的表现表明抗菌效果不仅受KEO存在的影响，还受其在涂层基质中分散状态的影响。ChiTK相对于Chi未持续改善抗菌活性，且对所有测试菌的抑菌圈均低于ChiCK，表明吐温80与油相及壳聚糖基质之间的相互作用可能影响疏水性化合物的释放和扩散。
3.7 鲈鱼片保鲜应用
涂层处理有效延缓了冷藏储存期间鲈鱼片的微生物生长。第2天时，涂层鱼片的微生物计数为5.30 ± 0.05 log CFU g?1，未涂层鱼片为6.42 ± 0.07 log CFU g?1，对应显著降低1.12 log CFU g?1。根据SNI 2729:2021标准，鲜鱼最大可接受微生物计数约为5.70 log CFU g?1。涂层鱼片在第2天保持在该限值以下，而未涂层鱼片已超过该限值；两种处理在第3天均超过限值。因此，ChiCK将微生物可接受性延长了约1天。涂层鱼肉表现出持续更高的亮度值（53.25–55.43），未涂层鱼肉为46.92–49.90；皮肤亮度也呈现类似趋势。a和b值未显示一致的处理效应。鱼肉ΔE从8.70降至6.48，皮肤ΔE保持在7.47–8.64。重量损失在两种处理中均随储存时间增加，第3天时涂层鱼片达3.115% ± 0.501%，未涂层鱼片为2.056% ± 0.187%，涂层处理未减少重量损失，可能与新鲜涂层中残留水分蒸发有关。
四、结论与讨论
本研究成功开发了含CNF稳定KEO Pickering乳液的壳聚糖基可食性涂层（ChiCK）用于鲈鱼片保鲜。CNF改善了乳液稳定性和Zeta电位，ChiCK在测试配方中表现出最强的抗菌活性。在冷藏储存（5 °C–10 °C）期间，该涂层延缓了微生物生长，与未涂层鱼片相比将微生物可接受性延长了约1天。涂层还提高了表面亮度并维持了可感知的色差，但未能减少重量损失。这些结果证明了CNF稳定的KEO Pickering乳液作为鱼类保鲜活性可食性涂层的潜力。然而，该研究局限于短期储存且未包含感官评价。未来研究应调查消费者接受度以及更长和更多样化储存条件下的涂层性能。
