近日，中國(guó)熱科院南亞所旱作新材料研究室在涂膜保鮮新材料研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究團(tuán)隊(duì)引入Pickering乳液作為肉桂精油的負(fù)載體系，以玉米醇溶蛋白（zein）和沒(méi)食子酸（GA）的共價(jià)復(fù)合物作為乳化劑，制備得到zein-GA復(fù)合物穩(wěn)定肉桂精油的Pickering乳液（ZGPE）。在此基礎(chǔ)上，研究不同ZGPE負(fù)載量對(duì)基質(zhì)殼聚糖（CS）成膜后性能的影響，選取綜合性能最優(yōu)的ZGPE/CS比例，配制成為乳液活性涂膜液，并用于芒果采后的貯藏保鮮，以評(píng)價(jià)其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。芒果作為一種典型的呼吸躍變型水果，采收后呼吸代謝旺盛，加之產(chǎn)地溫度濕度較高的影響，在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中極易發(fā)生腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象，同時(shí)微生物的侵染還會(huì)加速果實(shí)腐敗變質(zhì)的過(guò)程。涂膜保鮮，一種使用生物基聚合物，如多糖或蛋白質(zhì)，利用其成膜性和生物活性，通過(guò)抗菌抗氧化活性以及降低采后水果的呼吸強(qiáng)度、酶活性和代謝率等方式，達(dá)到保鮮效果的方法。
該研究發(fā)現(xiàn)堿處理法制備蛋白質(zhì)-多酚共價(jià)物的機(jī)制是多酚氧化形成的醌與蛋白質(zhì)親核基團(tuán)的反應(yīng)。由zein-GA復(fù)合物作為乳化劑制備的ZGPE粒徑分布均勻，Zeta電位為-43.25 mV，乳液穩(wěn)定性較好。ZGPE的負(fù)載改善了殼聚糖基質(zhì)成膜后易溶脹的缺點(diǎn)，使活性膜表面疏水性增加；且活性膜中負(fù)載的肉桂精油在食品模擬物溶液中表現(xiàn)出長(zhǎng)效緩釋特性，能顯著延長(zhǎng)保鮮作用效果。沒(méi)食子酸（GA）和肉桂精油賦予基質(zhì)成膜后良好的抗氧化能力和抑菌性能，表明其作為保鮮材料，有保護(hù)食品在貯藏運(yùn)輸過(guò)程中免受氧化而導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)流失及變質(zhì)的能力。
該研究保鮮實(shí)驗(yàn)顯示，在10 d貯藏周期內(nèi)，乳液活性涂膜組果實(shí)的失重率、呼吸強(qiáng)度、pH值、硬度和可溶性固形物等指標(biāo)，相比對(duì)照組都有所改善。此外，乳液活性涂層還能夠激發(fā)芒果果實(shí)中超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性，降低丙二醛（MDA）在機(jī)體中的堆積，抑制活性氧對(duì)組織細(xì)胞的攻擊，更好保持了果實(shí)組織細(xì)胞的完整性。同時(shí)，肉桂精油的存在也阻止了貯藏期間微生物的入侵。綜上所述，負(fù)載ZGPE的活性涂膜能夠有效保持芒果果實(shí)采后貯藏的品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。
該研究成果以“Enhanced mechanical properties and antibacterial activities of chitosan films through incorporating zein-gallic acid conjugate stabilized cinnamon essential oil Pickering emulsion”為題發(fā)表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中國(guó)熱科院與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)培研究生楊林杰為論文第一作者，中國(guó)熱科院李普旺研究員和楊子明副研究員、周闖助理研究員為論文共同通訊作者，該項(xiàng)研究得到了海南省重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目（ZDYF2023XDNY030）、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（NO. CATASCXTD202305）和中央級(jí)科研事業(yè)單位基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)2022年科技“揭榜掛帥”項(xiàng)目（NO.1630062022006）的資助。
報(bào)道鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128933
日期：2024-06-24
該研究發(fā)現(xiàn)堿處理法制備蛋白質(zhì)-多酚共價(jià)物的機(jī)制是多酚氧化形成的醌與蛋白質(zhì)親核基團(tuán)的反應(yīng)。由zein-GA復(fù)合物作為乳化劑制備的ZGPE粒徑分布均勻，Zeta電位為-43.25 mV，乳液穩(wěn)定性較好。ZGPE的負(fù)載改善了殼聚糖基質(zhì)成膜后易溶脹的缺點(diǎn)，使活性膜表面疏水性增加；且活性膜中負(fù)載的肉桂精油在食品模擬物溶液中表現(xiàn)出長(zhǎng)效緩釋特性，能顯著延長(zhǎng)保鮮作用效果。沒(méi)食子酸（GA）和肉桂精油賦予基質(zhì)成膜后良好的抗氧化能力和抑菌性能，表明其作為保鮮材料，有保護(hù)食品在貯藏運(yùn)輸過(guò)程中免受氧化而導(dǎo)致的營(yíng)養(yǎng)流失及變質(zhì)的能力。
該研究保鮮實(shí)驗(yàn)顯示，在10 d貯藏周期內(nèi)，乳液活性涂膜組果實(shí)的失重率、呼吸強(qiáng)度、pH值、硬度和可溶性固形物等指標(biāo)，相比對(duì)照組都有所改善。此外，乳液活性涂層還能夠激發(fā)芒果果實(shí)中超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性，降低丙二醛（MDA）在機(jī)體中的堆積，抑制活性氧對(duì)組織細(xì)胞的攻擊，更好保持了果實(shí)組織細(xì)胞的完整性。同時(shí)，肉桂精油的存在也阻止了貯藏期間微生物的入侵。綜上所述，負(fù)載ZGPE的活性涂膜能夠有效保持芒果果實(shí)采后貯藏的品質(zhì)，延長(zhǎng)其貨架期。
該研究成果以“Enhanced mechanical properties and antibacterial activities of chitosan films through incorporating zein-gallic acid conjugate stabilized cinnamon essential oil Pickering emulsion”為題發(fā)表于《International Journal of Biological Macromolecules》。中國(guó)熱科院與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)培研究生楊林杰為論文第一作者，中國(guó)熱科院李普旺研究員和楊子明副研究員、周闖助理研究員為論文共同通訊作者，該項(xiàng)研究得到了海南省重點(diǎn)研究計(jì)劃項(xiàng)目（ZDYF2023XDNY030）、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（NO. CATASCXTD202305）和中央級(jí)科研事業(yè)單位基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)2022年科技“揭榜掛帥”項(xiàng)目（NO.1630062022006）的資助。
報(bào)道鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128933
日期：2024-06-24
