基于可得然胶/牛血清白蛋白凝胶协同柑橘类黄酮增强鸡肉保鲜：相互作用模式与双组分保护

《Food Chemistry: X》：Enhancing the preservation of chicken breast using a curdlan/BSA gel interacted with citrus flavonoids: Interaction mode and dual-component protection

　　

本研究利用可得然胶/牛血清白蛋白(curdlan/BSA)凝胶与柑橘类黄酮相互作用，以增强鸡肉冷藏期间的保鲜效果。凝胶基质控制了黄酮提取物(flavonoid extracts, Fs)的释放；黄酮的掺入改善了凝胶质构特性，从而提高了生物活性。该凝胶对单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes)和韦斯特迪克曲霉(A. westerdijkiae)表现出抑制效果，并有效保持了鸡肉品质。

**研究背景与目的**
食品在加工和储藏过程中易受微生物和真菌污染，导致货架期缩短及重大经济损失。传统化学防腐剂的大量使用引发消费者对健康风险的担忧，因此具有生物活性的天然提取物成为食品保鲜领域的研究热点。橙皮富含黄酮类化合物，其提取物(flavonoid extracts, Fs)具有抗菌、抗氧化及抗真菌活性，但对光、热、氧气、pH和金属离子敏感，易降解失活。凝胶作为三维聚合物网络可包埋和递送生物活性物质，天然多糖和蛋白质凝胶因无毒、可食、生物相容等优点被广泛研究。可得然胶(curdlan, Cn)是由葡萄糖单元组成的生物活性多糖，具有抗真菌、免疫调节等活性；牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)为66 kDa蛋白质，可通过热处理形成不可逆凝胶。然而单一BSA凝胶的热稳定性、凝胶强度和保水性有限。将多糖与蛋白质复合可通过非共价相互作用强化网络结构，并可能协同保护黄酮类化合物。基于此，研究人员将Cn与BSA结合作为双组分基质，负载橙皮黄酮提取物，假设该体系能够实现Fs的缓释并协同发挥抗氧化和抗菌功能，从而延长冷藏鸡肉的货架期。

**研究概要与意义**
该研究系统考察了BSA-Cn凝胶与Fs之间的相互作用模式，并评价了复合凝胶(BSA-Cn-Fs)的理化特性、抗氧化和抗菌抗真菌活性，以及其在鸡肉冷藏保鲜中的应用效果。结果表明，Fs通过氢键和疏水作用成功掺入双组分凝胶网络，形成更致密的无定形结构；凝胶对Fs具有缓释作用，并显著提升了抗氧化和抑菌能力。在鸡肉模型中，BSA-Cn-Fs-9处理可有效抑制腐败菌生长、延缓脂质氧化并控制pH上升，维持鸡肉品质。该研究为天然活性物质递送系统和食品可食用保鲜涂层的开发提供了新思路。

**关键技术与方法**
研究人员采用80%乙醇浸提和AB-8大孔树脂纯化获得橙皮黄酮提取物，使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)鉴定其中黄酮组成。通过热凝胶化法制备BSA-Cn凝胶及含5、7、9 mg/mL Fs的BSA-Cn-Fs凝胶。利用紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、荧光光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析分子间非共价相互作用；采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)表征凝胶微观结构和热稳定性；分子对接模拟预测结合位点。抗氧化能力通过DPPH和ABTS自由基清除实验评价；抗菌和抗真菌活性采用纸片扩散法和琼脂孔扩散法测定，受试菌包括蜡样芽孢杆菌(B. cereus ATCC 14579)、大肠杆菌(E. coli ATCC 700728)、单核细胞增生李斯特菌(L. monocytogenes EGD-e，购自北纳生物)、金黄色葡萄球菌(S. aureus ATCC 25923，来自中国工业微生物菌种保藏中心)，以及扩展青霉(P. expansum 3.3703)和韦斯特迪克曲霉(A. westerdijkiae fc-1，来自中国农业科学院)。最后将鸡肉浸泡于凝胶溶液，于4°C储藏12天，定期测定pH、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)值和菌落总数。

**研究结果**
**3.1 相互作用与稳定性**
UPLC-MS/MS共检测到35种目标黄酮，其中山柰素(kaempferide)含量最高(78,252.01 ng/g)，新橙皮苷(neohesperidin)次之(43,641.60 ng/g)，二者被选为代表分子进行对接分析。紫外-可见光谱显示Fs掺入后BSA芳香残基吸收峰从277 nm移至279 nm，荧光光谱显示BSA-Cn复合使荧光淬灭28.42%，进一步加入Fs后淬灭率呈浓度依赖性增加，9 mg/mL时达97.44%，说明Fs与BSA发生强结合。FTIR中羟基峰从3323.78 cm^-1移至3278.38 cm^-1，酰胺I带微移，证实氢键参与。XRD图谱显示凝胶衍射峰强度降低，掺入Fs后结晶度下降，转变为无定形态。DSC显示热转变温度改变，XPS显示氧元素比例升高。分子对接表明山柰素和新橙皮苷与BSA通过氢键和疏水接触结合。由此说明Fs通过非共价相互作用稳定存在于凝胶中。

**3.2 凝胶表征**
SEM显示BSA-Cn凝胶为均匀的半球形颗粒，掺入Fs后颗粒更致密，平均粒径从0.87 μm增至1.28 μm。EDX元素分析显示C、O比例改变。质构分析表明随着Fs浓度增加，凝胶硬度从557 g降至169 g，咀嚼性、弹性和胶粘性同步下降，颜色变得更亮、更黄。这些结果表明Fs改变了凝胶网络结构并改善外观。

**3.3 双组分保护功能**
抗氧化实验显示，DPPH清除率随Fs浓度升高从25.3%增至40.3%，ABTS清除率均在80%以上。释放动力学显示Fs在24小时内持续释放，BSA-Cn-Fs-9累计释放率最高(72.91%)。抗菌实验显示，BSA-Cn-Fs-9对四种细菌的抑菌圈顺序为：L. monocytogenes (16.0 mm) > S. aureus (13.4 mm) > B. cereus (12.7 mm) > E. coli (11.4 mm)。抗真菌实验中，BSA-Cn-Fs-9对A. westerdijkiae和P. expansum在7天时抑制率分别为57.44%和35.70%。表明Fs掺入显著增强了凝胶的抗菌和抗真菌活性。

**3.4 鸡肉品质保持**
经BSA-Cn-Fs-9浸泡处理的鸡肉在4°C储藏12天后，总菌落数为5.94 log₁₀ CFU/mL，显著低于对照组(7.82 log₁₀ CFU/mL)且低于鲜禽肉卫生标准限值。B. cereus、E. coli、L. monocytogenes和S. aureus的计数均明显下降。处理组TBARS值显著低于对照组，pH上升幅度从对照组的6.02-7.24减小至5.73-6.58。结果证明该凝胶能有效抑制微生物生长、延缓脂质氧化并缓冲pH变化，从而保持鸡肉品质。

**讨论与结论**
讨论指出，Fs与BSA-Cn间的氢键和疏水作用是复合凝胶形成的主要驱动力；质构参数下降可能与黄酮破坏蛋白-多糖原有交联有关。研究局限性包括：分子对接能量较低仅作定性参考，释放实验仅在pH 7.4下进行，且未设置抗生素阳性对照；直接浸泡方式需进一步评估感官、过敏原标签及法规要求。未来应优化黄酮配