《Foods》：Application of Gelatin/Chitosan Films Loaded with Seaweed Extract of Ready-to-Eat Sea Cucumbers Preservation During Ambient-Temperature Storage
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实现即食海参（ready-to-eat sea cucumber, RTE-SC）的常温储存仍然是行业亟待解决的关键科学挑战。近年来，生物活性包装材料在水产品保鲜中的应用日益广泛，其在提高储存稳定性和延长货架期方面展现出显著效果。本研究采用海藻提取物（seaw
实现即食海参（ready-to-eat sea cucumber, RTE-SC）的常温储存仍然是行业亟待解决的关键科学挑战。近年来，生物活性包装材料在水产品保鲜中的应用日益广泛，其在提高储存稳定性和延长货架期方面展现出显著效果。本研究采用海藻提取物（seaweed extract, SE）作为功能性生物活性成分，制备了明胶/壳聚糖复合膜（gelatin/chitosan composite films, G-C–SE），并系统评估了所制备薄膜在常温储存条件下对即食海参（RTE-SC）的保鲜功效。研究人员对SE进行了制备与表征，测定了其提取率、总酚含量（total phenolic content, TPC）和总黄酮含量（total flavonoid content, TFC），结果均证实其具有良好的体外抗氧化和抗菌活性。实验结果表明，使用60%（v/v）乙醇溶剂进行提取可获得最佳效果，表现出令人满意的抗氧化和抗菌活性。随后，表征及其他理化性质分析显示，SE的掺入有效促进了氢键相互作用，改善了复合膜基质的机械强度、阻隔性能和热稳定性。当应用于RTE-SC保鲜时，G-C–SE薄膜展现出显著的质量调控效果。经过5天的储存，与对照组（CON）相比，G3.3:C0.2?0.5%薄膜（含3.3 wt%明胶、0.2 wt%壳聚糖和0.5 wt%海带提取物）的保护作用使三氯乙酸可溶性寡肽（TCA-soluble oligopeptides）含量降低了26.07%，糖胺聚糖（glycosaminoglycan, GAG）释放量减少了10.39倍，硫代巴比妥酸反应物（TBARS）升高被抑制了11.28倍。此外，该处理在整个储存期间有效延缓了总挥发性盐基氮（TVB-N）积累的上升，延迟了质地的劣化，并保持了良好的外观品质。这些发现表明，G-C–SE复合膜作为一种活性包装材料，可以显著减缓RTE-SC在常温储存过程中的质量退化，从而为生物活性薄膜在水产食品保鲜中的应用提供了一种有前景的技术策略。
论文解读文章
一、研究背景与意义
即食海参（RTE-SC）因其高营养价值而备受消费者青睐，是预制菜产业的重要发展方向。然而，由于新鲜海参自身强烈的自溶特性，其在加工和储存过程中极易发生品质劣变。目前，即食海参产品主要依赖冷冻储存和冷链物流，这极大地限制了其流通半径并增加了成本。因此，如何实现即食海参的常温储存，有效维持其品质稳定性，是当前海参加工行业亟需解决的紧迫科学问题。
近年来，生物活性包装材料成为食品保鲜领域的研究热点。特别是壳聚糖基活性包装在水产品保鲜中展现出巨大潜力。然而，纯壳聚糖膜亲水性强、阻湿性能差。将壳聚糖与明胶等蛋白质共混，可通过形成离子和共价交联网络来增强膜的功能特性。同时，富含多酚、多糖等生物活性成分的天然产物（如褐藻提取物）可作为活性控释组分，用于开发新型活性包装材料，以延长食品货架期。基于此，本研究提出科学假说：将褐藻提取物（SE）作为功能性填料引入明胶/壳聚糖成膜体系，通过氢键和疏水相互作用构建稳定的三维网络，有望赋予包装膜优良的力学性能和阻隔性能，同时利用其中的酚类物质清除自由基、抑制微生物生长，从而实现对即食海参的常温保鲜。本研究的最终目标是延长RTE-SC产品的常温货架期并提升其储存稳定性，为缓解海参加工行业压力提供理论依据和技术支撑。
二、关键技术方法
研究人员从福建霞浦采购干海带（Laminaria japonica）、从浙江洞头采购干羊栖菜（Hizikia fusiformis），并从大连当地市场购买即食海参。主要技术方法包括：
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海藻提取物的制备与筛选：采用不同浓度（60%、70%、80%）乙醇溶液超声辅助提取，并通过测定提取率、总酚含量（TPC）、总黄酮含量（TFC）、抗氧化活性（DPPH、ABTS、FRAP法）及抗菌活性（MIC、MBC）筛选最优提取条件。
- 2.
活性成分鉴定：利用液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用仪（LC-QTOF/MS）对海藻提取物中的化合物进行定性分析。
- 3.
复合膜的制备与表征：制备不同比例的明胶/壳聚糖复合膜，并添加不同浓度的SE。通过测定颜色、透光率、厚度、机械性能（拉伸强度TS、断裂伸长率EAB）、水蒸气透过率（WVP）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和热重分析（TGA）等方法对薄膜进行综合表征。
- 4.
保鲜效果评价：将优化后的复合膜用于包裹即食海参，于25℃下储存5天。定期取样测定其质地特性（TPA）、三氯乙酸可溶性寡肽（TCA-soluble oligopeptides）、糖胺聚糖（GAGs）、pH值、总挥发性盐基氮（TVB-N）、硫代巴比妥酸反应物（TBARS）和菌落总数（TVC）。
三、研究结果
3.1 海藻提取物理化性质及成分鉴定
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乙醇浓度的影响：60%乙醇提取的SE具有最高的提取率、TPC和TFC。其中，羊栖菜提取物的抗氧化活性（DPPH、ABTS、FRAP）显著高于海带提取物。抗菌实验表明，两种提取物对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（S. aureus）的抑制作用强于革兰氏阴性菌大肠杆菌（E. coli），且羊栖菜提取物的抑菌效果更优。
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成分分析：LC-MS鉴定出羊栖菜和海带提取物中分别含有22种和23种化合物，主要包括多元醇、有机酸、核苷酸、氨基酸及植物次生代谢产物等。羊栖菜提取物因含有更多样化的生物活性成分（如香草酸4-硫酸酯、衣康酸、柠檬酸等），其抗氧化能力更强。
3.2 明胶/壳聚糖-海藻提取物复合膜的表征
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外观、颜色与透光率：随着SE添加量的增加，薄膜颜色逐渐加深变绿，亮度降低。所有含SE的薄膜在200-290 nm紫外光区的透光率近乎为零，表现出优异的紫外阻隔能力。
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厚度、水蒸气透过率与机械性能：SE的加入略微增加了薄膜厚度。WVP随SE含量增加而显著升高。对于G3.1:C0.4和G3.2:C0.3体系，TS随SE添加先增后降，而EAB呈相反趋势。综合考虑各项性能，研究人员选定G3.3:C0.2?0.5%薄膜配方为最优，因其具有较高的EAB（114.52%）和较低的WVP。
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结构表征：FTIR分析表明，SE主要通过非共价的氢键作用与膜基质相互作用。TGA结果显示，SE的加入提高了薄膜的热稳定性，残留质量增加。SEM观察发现，含SE的薄膜截面略显粗糙，但整体均匀致密，无宏观相分离。
3.3 最优薄膜在即食海参常温贮藏中的应用
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外观变化：对照组（CON）在第3天开始表面劣化，第5天完全丧失原有形态。G3.3:C0.2?0%组出现轻微发粘和褐变。而G3.3:C0.2?0.5%组在整个储存期内保持良好的外观、弹性和完整性。
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质地特性：储存导致所有组的硬度、弹性、咀嚼性等质地参数显著下降。但G3.3:C0.2?0.5%组各项指标下降幅度最小，其硬度、内聚性、弹性等参数均优于G3.3:C0.2?0%组，表明SE有效延缓了海参体壁的软化。
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蛋白降解与糖胺聚糖释放：储存期间，各组TCA-可溶性寡肽和GAGs含量均持续上升。CON组上升最快，而G3.3:C0.2?0.5%组最低，表明SE有效抑制了胶原蛋白的降解和GAGs的流失。
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新鲜度指标：所有组的pH值在储存期间均下降，TVB-N和TBARS值均上升。CON组的变化最为剧烈，而G3.3:C0.2?0.5%组的变化最为平缓，显示出最佳的保鲜效果。
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微生物控制：储存5天后，CON组和G3.3:C0.2?0%组的TVC均超过国家限量标准（5.00 lg CFU/g），而G3.3:C0.2?0.5%组的TVC仅为4.35 lg CFU/g，仍在安全范围内。这表明含SE的活性膜可将RTE-SC的常温货架期延长约2-3天。
四、总结与讨论
本研究成功制备了一种负载海藻提取物（SE）的明胶/壳聚糖活性复合膜，并证实其对即食海参（RTE-SC）在常温储存条件下具有显著的保鲜效果。SE富含的酚类、有机酸等活性成分赋予了薄膜良好的抗氧化和抗菌性能，并通过氢键作用增强了薄膜的机械强度、水蒸气阻隔性能和热稳定性。
当应用于RTE-SC保鲜时，该活性膜通过多重机制有效延缓了品质劣变：其抗氧化成分清除了自由基，抑制了蛋白质氧化降解和脂质氧化（表现为TVB-N和TBARS值的缓慢上升）；其抗菌成分抑制了微生物的生长繁殖（表现为TVC的低水平）。因此，该处理有效保护了海参体壁的胶原纤维结构，减缓了质地软化和GAGs的流失，并在整个储存期内维持了良好的感官品质。
研究结论：本研究表明，G-C–SE复合膜作为一种绿色高效的活性包装解决方案，能够显著减缓RTE-SC在常温储存过程中的质量退化，为延长其货架期提供了可行的技术途径。尽管本研究初步验证了其有效性，但未来仍需在实际物流场景中进行应用验证，并结合多组学技术深入探究其分子和微生物层面的保鲜机制，同时对成膜工艺进行优化并系统评估其安全性及降解特性，为其工业化应用提供更全面的数据支持。
