加工所畜禽加工创新团队研发出一种新型负载新型抗李斯特菌素GL的羧甲基壳聚糖/菊糖水凝胶膜,可以作为一种有潜力的新型保鲜包装材料。研究论文“Characterisation, slow-release, and antibacterial properties of carboxymethyl chitosan/inulin hydrogel film loaded with novel antilisterial durancin GL”,近日在国际学术期刊“Carbohydrate Polymers”(中科院一区Top期刊,影响因子11.2)在线发表。团队博士后王德宝博士为第一作者,王道营研究员和刘芳研究员为论文的共同通讯作者,该研究得到国家自然科学基金(31972138)、江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(22)2044)等项目资助。
包装在食品工业发展中是必不可少的重要环节,是保护食品免受外部生物、化学和物理因素影响的有效屏障。石油基聚合物制造的塑料包装是目前最常用的食品包装材料,因为其重量轻、成本低、技术创新性强。然而,塑料包装使用量的指数式增长增加了流入海洋的塑料废物的数量,日益严重的环保问题引发全球关注。有研究报道,石油基包装材料经物理、化学和生物降解产生的微塑料和纳米塑料已进入食物链,对人类健康危害具有一定“量效关系”。此外,微生物污染是引起肉品腐损率居于高位的重要原因,也是引起食源性疾病的关键因素。开发生物可降解、可控释抑菌的保鲜包装材料是目前研究的热点,也是未来包装材料发展的主要趋势。
本文报道了一种具有抗菌活性和缓释特性的水凝胶膜的研制。通过n-羟基丁二酰亚胺与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二酰亚胺盐酸盐的介导反应,羧甲基壳聚糖(CMCS)被接枝到Durancin GL和菊粉(Inulin)上。通过流变学测试、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱和交联剪切测试证实,添加4% CMCS和8%菊粉可形成稳定的化学交联和优异粘附性的水凝胶。负载DurancinGL的CMCS/Inulin水凝胶膜透明均匀。FTIR光谱结果揭示了CMCS、Inulin、Durancin GL三者结构之间的相互作用模式。结构也显示,交联提高了水凝胶膜的热稳定性和水蒸气阻隔性能。当DurancinGL浓度为0.036 g/30 mL时,增强了CMCS/Inulin@DurancinGL水凝胶膜的疏水性,延长了膜内活性物质释放时间。体外抑菌能力和三文鱼保鲜实验表明,添加DurancinGL增强了水凝胶膜的抗菌性能。因此,CMCS/Inulin@Durancin GL水凝胶膜在实际应用中可以作为一种有潜力的新型保鲜包装材料。
图1 (a)CMCS/Inulin和(b)CMCS/Inulin@Durancin GL的制备及其抗菌活性示意图
图2 (a)L. monocytogenes标准菌,(b)鲑鱼中L. monocytogenes菌,(c–d)Duracin GL处理前后的L. monocytogenes CLSM图像,(e)CMCS/Inulin@DurancinGL的抑菌圈,(f)用CMCS/Inulin@DurancinGL处理前后的L. monocytogenes的SEM图像,以及L. monocytogenes处理三文鱼后在贮藏过程中的(g)总活菌计数和(h)TVB-N。
近日在生物抗菌材料方面,团队还研发了一种负载紫苏叶油纳米乳液的聚乙烯醇/结兰胶/柠檬酸抗菌垫,能显著延长冷鲜鸡肉的贮藏期。研究论文“Preparation and characterization of a novel absorbent pad based on polyvinyl alcohol/gellan gum/citric acid with incorporated Perilla leaf oil nanoemulsion for chilled chicken packaging”近日发表在国际学术期刊“Food Chemistry”(中科院一区Top期刊,影响因子8.8)在线发表。团队博士后王在天为第一作者,王道营研究员和刘芳研究员为论文的共同通讯作者,该研究得到国家肉鸡产业技术体系(CARS-41)、江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(22)2044)等项目资助。
此外,通过将姜黄素和ε-聚赖氨酸接枝到聚乙烯醇/羧基化纤维素的聚合物基中,制备了一种用于肉制品贮藏保鲜的新型抗菌水凝胶复合薄膜。研究论文“Novel PVA/ carboxylated cellulose antimicrobial hydrogel grafted with curcumin and ε-polylysine for chilled chicken preservation”近日发表在国际学术期刊“Food Chemistry”(中科院一区Top期刊,影响因子8.8)在线发表。团队研究生麦栩滔为第一作者,刘芳研究员和孙芝兰研究员为论文的共同通讯作者,该研究得到国家自然科学基金(31972140)、江苏省农业科技自主创新资金项目(CX(22)3063)等项目资助。
全文链接如下:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861723006082
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814623013067
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814623009639