基于壳聚糖-羧甲基纤维素/氧化锌纳米粒子/黑种草精油乳液主动生物纳米复合膜的菲达奶酪包装保鲜研究

《Scientific Reports》：Development of ZnO based chitosan carboxymethylcellulose films containing Nigella sativa essential oil emulsion for feta cheese preservation

　　

摘要

脂质氧化和微生物腐败是限制菲达奶酪等高脂肪乳制品保质期的主要挑战。结合天然生物活性化合物和无机纳米粒子的主动包装系统为提高食品保存提供了一项有前景的策略。本研究旨在开发一种基于壳聚糖–羧甲基纤维素（Ch–CMC）、氧化锌（ZnO）纳米粒子和黑种草（Nigella sativa L.）精油亚微米乳液（NEN）的主动生物纳米复合膜，以提高菲达奶酪在冷藏储存期间的包装保存性能。研究了加入 ZnO 纳米粒子和 NEN 对膜的物理化学、阻隔、机械、形态和抗菌性能的影响。ZnO 和 NEN 的加入显著（p < 0.05）提高了膜的阻隔性能，降低了水蒸气透过率并限制了紫外–可见光透射，同时增加了疏水性和结构完整性。ZnO 主要增强了拉伸强度，而 NEN 则改善了膜的柔韧性和断裂伸长率。主动膜对Staphylococcus aureus、Escherichia coli和Aspergillus niger表现出强烈的抗菌活性，抑菌圈分别达到 25.89、22.65 和 26.58 毫米。结构分析显示，在优化的 NEN 浓度下基体紧密度有所改善，而过多的 NEN 加入则促进了相异质性。在冷藏储存期间，主动膜还有效抑制了菲达奶酪中的微生物增殖。45 天后，霉菌和酵母菌计数从对照组的 3.13 log CFU/g 降至含有 ZnO 和 4% NEN 的膜包装奶酪中的 0.48 log CFU/g，与对照组相比，可检测到的真菌生长延迟了至少 15 天。总体而言，开发出的 ZnO–NEN 生物纳米复合膜表现出改善的阻隔、机械和抗菌性能，有效保存了菲达奶酪的微生物质量并延长了保质期。