肉桂醛在殼聚糖復(fù)合活性包裝膜中的釋放及在鮮豬肉冷藏中的應(yīng)用

曾少甫，胡長(zhǎng)鷹,,*，匡衡峰，黃 程，吳宇梅

活性包裝正逐漸成為食品包裝領(lǐng)域中的一個(gè)新興焦點(diǎn)，其利用聚合物材料本身的性能以及將某些食品添加劑納入包裝系統(tǒng)（置于包裝內(nèi)部或納入包裝材料本身），通過所產(chǎn)生的材料擴(kuò)散行為，釋放對(duì)食品保鮮具有積極作用的物質(zhì)，提供阻隔外部并且作用于內(nèi)部包裝環(huán)境的條件，從而起到保持產(chǎn)品質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期的作用[1]。活性包裝除了可以延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期外，還具有改善食品感官特性、防止食物營(yíng)養(yǎng)成分損失等優(yōu)點(diǎn)[2]。

殼聚糖（chitosan，CS）是甲殼素在堿性介質(zhì)中的脫乙?；a(chǎn)物[3]，其來源廣[4]，被公認(rèn)為無毒、可降解的環(huán)境友好型包裝材料[5]，常以溶液澆鑄法制備成膜并應(yīng)用于食品包裝中[6]。已有研究表明，殼聚糖有良好的生物相容性，其與天然活性物質(zhì)結(jié)合而成的復(fù)合膜能使食品貯藏期間的品質(zhì)及保鮮程度得到改進(jìn)。如Qin Yuyue等[7]開發(fā)了一種結(jié)合茶多酚的殼聚糖膜用于豬肉的保鮮；Vargas等[8]研究了含有向日葵油的殼聚糖復(fù)合膜在豬肉漢堡中的抗氧化作用；張慧蕓等[9]研究了丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜的貯藏影響，都得到良好的應(yīng)用效果。肉桂醛（cinamaldehyde，CIN）是天然植物肉桂樹的次生代謝產(chǎn)物肉桂精油中的一種主要物質(zhì)，對(duì)大部分微生物有抗菌作用，特別是常見的肉類腐敗微生物，如大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、腸桿菌屬成團(tuán)泛菌和英諾克李斯特氏菌[10-12]。同時(shí)，肉桂醛也屬于食品風(fēng)味添加劑[13-14]。肉桂醛具有高正辛醇/水分配系數(shù)，能更好地溶解、擴(kuò)散和滲透到普通的材料中制備成抗菌膜[15]。肉桂醛也有一定的揮發(fā)性[16]，將其加入殼聚糖并設(shè)計(jì)成可控食品貯藏系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用意義，因此研究其釋放行為具有必要性[17-18]。

本課題組之前的研究已證明以殼聚糖為基底摻入天然活性劑肉桂醛制備成復(fù)合膜的可行性以及高抗菌性[19]，本研究主要利用氣相色譜-質(zhì)譜儀對(duì)復(fù)合膜中肉桂醛含量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于復(fù)合膜中活性成分肉桂醛在聚合物基體殼聚糖中的釋放影響因素進(jìn)行分析，分別研究了不同溫度、肉桂醛體積分?jǐn)?shù)下肉桂醛向空氣和向脂溶性食品模擬液異辛烷中的釋放規(guī)律，并將其應(yīng)用于新鮮豬肉的保鮮。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬里脊肉由廣州市永旺購物中心提供。

殼聚糖（分析純，脫乙酰度≥90.0%）、肉桂醛（分析純、色譜純）、甘油（分析純） 上海泰坦科技股份有限公司；乙酸（分析純） 廣州化學(xué)試劑廠；吐溫-80（分析純） 天津化學(xué)試劑廠；甲醇（色譜純）、異辛烷（色譜純） 德國Merker公司；平板計(jì)數(shù)瓊脂 青島海博生物技術(shù)有限公司；聚乙烯保鮮膜（30 cm×20 m） 廣州家亮化工有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

成膜器（15 cm×25 cm有機(jī)玻璃板）由廣東省普通高校產(chǎn)品包裝與物流重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自制；7890A-5975C氣相色譜-質(zhì)譜儀 美國安捷倫科技有限公司；TG 209 F3熱重（thermogravimetric，TG）分析儀 德國NETZSCH公司；SPX-100B-Z恒溫培養(yǎng)箱 上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；PHS-25型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；STD-XG001型半微量凱氏定氮快速檢測(cè)儀廈門斯坦道科學(xué)儀器股份有限公司；DHG-9140A電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海培因?qū)嶒?yàn)儀器有限公司；BCD-196TXZ型冰箱 青島海爾股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 殼聚糖-肉桂醛復(fù)合膜的制備

稱取一定量的殼聚糖溶于乙酸中配制成體積分?jǐn)?shù)1.5%的溶液，在25 ℃下磁力攪拌4 h至殼聚糖完全溶解。將體積分?jǐn)?shù)3%甘油作為增塑劑加入殼聚糖溶液中，攪拌混合30 min，加入體積分?jǐn)?shù)0.5%吐溫-80作為乳化劑協(xié)助肉桂醛分散溶解，攪拌混合30 min。分別加入體積分?jǐn)?shù)為0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的肉桂醛于殼聚糖膜液中，攪拌混合30 min后形成肉桂醛/殼聚糖溶液，經(jīng)過真空泵1 h去除氣泡。利用流延法將成膜溶液（100 mL）于平板玻璃板上在鼓風(fēng)干燥箱中干燥成膜（40 ℃、24 h），成膜保存于25 ℃、相對(duì)濕度53%的干燥器中48 h，平衡后檢測(cè)。

1.3.2 TG分析

通過TG 209 F3熱重分析儀對(duì)膜熱穩(wěn)定性進(jìn)行分析。稱取膜4.0～5.0 mg，樣品事先在50 ℃下除濕干燥48 h，以氮?dú)庾鳛檩d氣，實(shí)驗(yàn)溫度30～600 ℃，升溫速率為10 ℃/min，記錄TG曲線、微分熱重（derivative thermogravimetry，DTG）曲線。

1.3.3 復(fù)合膜中肉桂醛初始含量的測(cè)定

通過分析預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，采用甲醇作為膜中肉桂醛的提取溶劑。準(zhǔn)確稱取不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)（分別為0.5%、1.0%、1.5%和2.0%）的復(fù)合膜0.050 0 g，放入10 mL的試管中，加入5.0 mL甲醇，塞緊試管，用封口膠密封，放置于超聲波清洗機(jī)中萃取30 min，一定倍數(shù)稀釋，萃取液經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過濾，進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)，每組平行檢測(cè)5 次。初始含量按式（1）計(jì)算。

式中：C0為肉桂醛在復(fù)合膜中的初始含量/（mg/kg）；ρf為檢測(cè)所得肉桂醛質(zhì)量濃度/（mg/L）；V為提取肉桂醛時(shí)的定容體積/L；F為提取時(shí)所稀釋的倍數(shù)；m為復(fù)合膜的質(zhì)量/kg。

色譜條件：色譜柱為Agilent 19091S-433HP-5MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序?yàn)槠鹗紲囟?0 ℃，保持2 min，以20 ℃/min的速率升溫至130 ℃，再以30 ℃/min的速率升溫至300 ℃，保持2 min；進(jìn)樣方式為分流進(jìn)樣，分流比20∶1，進(jìn)樣量為1 μL；進(jìn)樣口溫度為280 ℃；載氣為氦氣（純度≥99.999%），流速為1.1 mL/min；溶劑延遲為3 min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電離方式為電子轟擊離子化；電子能量為70 V；全掃描質(zhì)荷比范圍為m/z 50～550；采用選擇離子掃描模式進(jìn)行定量，定量離子質(zhì)荷比為m/z 131、m/z 103和m/z 77。

1.3.4 復(fù)合膜中肉桂醛的釋放性

1.3.4.1 復(fù)合膜中肉桂醛向異辛烷中的釋放

根據(jù)歐盟委員會(huì)指令EC 10/2011[20]，選擇向脂肪食品模擬物異辛烷進(jìn)行遷移，采用100 mL的透明帶蓋玻璃瓶為遷移容器，按照100 mL食品模擬物對(duì)應(yīng)60 cm2食品包裝材料進(jìn)行遷移實(shí)驗(yàn)。

將剪成5 cm×6 cm的復(fù)合膜樣品片浸沒在盛有50 mL異辛烷的玻璃瓶中，用封口鉗將蓋封緊，放入恒溫水浴鍋中，選取4、25、40 ℃作為遷移溫度，分別以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%肉桂醛的復(fù)合膜作為不同膜樣體積分?jǐn)?shù)，選擇1、2、4、8、16、32、64、120、240 h為時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行取樣，以研究不同溫度、不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)對(duì)遷移規(guī)律的影響。到達(dá)取樣時(shí)間時(shí)，將透明玻璃瓶從恒溫水浴鍋中取出，用微量加樣槍移取0.5 mL異辛烷，迅速將棕色玻璃瓶蓋緊并放回恒溫水浴鍋中，用一定比例的異辛烷稀釋，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過濾，上機(jī)測(cè)試。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)3 次。

釋放率是異辛烷中測(cè)得的肉桂醛的質(zhì)量濃度與復(fù)合膜中肉桂醛的初始含量的比值，釋放率公式如式（2）所示。

式中：ρ為某時(shí)間肉桂醛在異辛烷中的質(zhì)量濃度/（mg/L）；V為對(duì)應(yīng)肉桂醛質(zhì)量濃度的異辛烷體積/L；k為檢測(cè)時(shí)所稀釋的倍數(shù)；C0為肉桂醛在殼聚糖膜中的初始含量/（mg/kg）；m代表殼聚糖膜的質(zhì)量/kg。

1.3.4.2 復(fù)合膜中肉桂醛向空氣中的釋放

將剛制備好的復(fù)合膜分別剪成1 cm×5 cm的復(fù)合膜樣品片，精確稱量初始質(zhì)量（精確到0.000 1 g）以及厚度（精確到0.01 mm），放入20 mL頂空瓶中，用封口鉗將蓋封緊，放置于4 ℃冰箱中（恒溫波動(dòng)度為±0.5 ℃）和25、40 ℃（恒溫波動(dòng)度為±2 ℃）恒溫烘箱中，以此作為復(fù)合膜中肉桂醛釋放溫度。預(yù)實(shí)驗(yàn)表明肉桂醛向空氣中釋放較慢，所以選擇1、2、3、4、5、6、7、12 d為時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行取樣。在40 ℃、肉桂醛體積分?jǐn)?shù)2.0%的條件下，肉桂醛的釋放規(guī)律較明顯，故本實(shí)驗(yàn)探究40 ℃條件下4 種不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）對(duì)肉桂醛釋放的影響以及肉桂醛體積分?jǐn)?shù)2.0%復(fù)合膜在4、25、40 ℃條件下的釋放規(guī)律。到達(dá)取樣時(shí)間時(shí)，將透明玻璃瓶從烘箱中取出，打開封口，頂空瓶一次一用，將復(fù)合膜用有機(jī)溶劑提取，經(jīng)0.22 μm有機(jī)濾膜過濾，上機(jī)測(cè)試，經(jīng)過與之前所測(cè)的初始質(zhì)量相對(duì)比，得出差值即為肉桂醛在密閉頂空瓶空氣中所釋放的質(zhì)量。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)3 次。

復(fù)合膜中肉桂醛在空氣中的釋放率公式如式（3）。

式中：mF,0為復(fù)合膜中肉桂醛的初始質(zhì)量/mg；mF,t為t時(shí)刻復(fù)合膜中肉桂醛的質(zhì)量/mg。

1.3.5 復(fù)合膜在豬肉包裝上的應(yīng)用

活性包裝材料中活性成分的釋放行為和規(guī)律對(duì)內(nèi)裝食品的保鮮有重要作用。肉桂醛作為一種具有一定揮發(fā)性的活性成分，會(huì)同時(shí)向包裝外環(huán)境和內(nèi)環(huán)境（包括向食品）遷移釋放，通過包裝設(shè)計(jì)，可以更好地利用其釋放規(guī)律延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。本研究將其初步應(yīng)用于生鮮肉的保鮮。

實(shí)驗(yàn)用豬肉為從市場(chǎng)購得的里脊肉，保證距離屠宰時(shí)間不大于6 h。豬肉為去除可見結(jié)締組織以及皮下肌內(nèi)脂肪的瘦肉，當(dāng)天用。選取外觀均勻、較好的豬肉，分割成約10 g的小塊（厚度大約1 cm），用制備的膜包裹，分為3 組：空白組（肉樣無復(fù)合膜包裹）、CS組（純殼聚糖膜包裹）以及2.0% CIN-CS組（殼聚糖-肉桂醛復(fù)合膜包裹，V/V），所有肉樣外部用聚乙烯保鮮膜包裹后放置于密封袋中以隔絕外界環(huán)境的影響，置于4 ℃冰箱中冷藏。在第0、1、2、3、4、5、6、7、8天（第0天指購買當(dāng)天）分別測(cè)定肉的pH值、揮發(fā)性鹽基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、細(xì)菌總數(shù)，并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.5.1 TVB-N含量檢測(cè)

按GB/T 5009.44—2003《肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[21]檢測(cè)TVB-N含量，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。根據(jù)GB 9959.1—2001《鮮、凍片豬肉》[22]，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下：新鮮肉為TVB-N含量不超過15 mg/100 g，次新肉為TVB-N含量不超過20 mg/100 g，變質(zhì)肉為TVB-N含量大于20 mg/100 g。

1.3.5.2 pH值的測(cè)定

按照GB/T 9695.5—2008《肉與肉制品pH測(cè)定》[23]進(jìn)行，取待測(cè)鮮豬肉樣品10.0 g，絞碎，置于燒杯中，加蒸餾水至100 mL，用均質(zhì)機(jī)均質(zhì)10 min，靜置，用數(shù)顯式酸度計(jì)測(cè)液體的pH值，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：新鮮肉pH值為5.8～6.2，次鮮肉pH值為6.3～6.6，變質(zhì)肉pH＞6.7。

1.3.5.3 細(xì)菌總數(shù)的分析

按照GB 4789.2—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[24]進(jìn)行測(cè)定，所有微生物計(jì)數(shù)都表示為lg（CFU/g），實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如下：新鮮肉細(xì)菌總數(shù)小于4 （lg（CFU/g）），次新鮮肉細(xì)菌總數(shù)為4～6 （lg（CFU/g）），變質(zhì)肉細(xì)菌總數(shù)大于6 （lg（CFU/g））。

1.3.5.4 感官評(píng)價(jià)

根據(jù)Siripatrawan等[25]的方法適當(dāng)修改，感官評(píng)定小組由10 名評(píng)價(jià)人員組成，通過感官評(píng)定觀察肉的色澤、氣味、黏液和整體的接受程度。感官評(píng)價(jià)設(shè)4 個(gè)指標(biāo)、10 個(gè)水平：顏色（10為無變色；7為輕微變色；0為極不可接受）；氣味（10為非?？扇?；7為輕微的異味；0為極不可接受）；黏液形成（10為無黏液形成；7為輕微的黏液形成；0為非常不可接受）；整體的接受程度（10為非?？山邮?；7為輕微不可接受；0為極不可接受）。評(píng)分得分低于4定義為不可接受。所得評(píng)分去掉差異最大的數(shù)值，取幾何平均值，結(jié)果以雷達(dá)圖形式給出。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件SPSS 19.0進(jìn)行方差分析，采用Duncan多重比較檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性分析，以P＜0.05表示差異顯著。采用軟件Origin Pro 8.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱重分析

由圖1可知，隨溫度的升高，添加了肉桂醛的復(fù)合膜在不同熱降解階段的質(zhì)量損失都要少于純殼聚糖膜，并且隨肉桂醛體積分?jǐn)?shù)的增加質(zhì)量損失減少，說明肉桂醛的添加提高了各個(gè)組分物質(zhì)的熱降解溫度，從而增強(qiáng)了復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性。

從圖1可以看到，隨溫度升高，復(fù)合膜與純殼聚糖膜的熱降解經(jīng)歷階段有所差異，且質(zhì)量變化率也有所不同。第一階段，發(fā)生在35～100 ℃，歸因于膜中基團(tuán)水分子的蒸發(fā)以及甘油和低分子質(zhì)量的蒸發(fā)化合物。第二階段為殼聚糖聚合物降解分解過程[26-27]，此階段分解最劇烈，發(fā)生在150～250 ℃，這期間樣品膜發(fā)生顯著的質(zhì)量損失。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)所述，殼聚糖的疏水基團(tuán)與肉桂醛的烷基鏈和苯環(huán)相互作用，并且隨肉桂醛體積分?jǐn)?shù)和溫度的增加，降解殼聚糖乙?；枰臏囟忍岣?，增強(qiáng)了熱穩(wěn)定性[28]。第三階段為甘油的熱分解過程，大約在270～300 ℃間。第四階段（370～420 ℃）主要是肉桂醛的分解[29]，由于肉桂醛是有苯環(huán)的高度穩(wěn)定芳香結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其分解要在較高的溫度下進(jìn)行。

2.2 肉桂醛的初始含量分析

經(jīng)檢測(cè)，0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的肉桂醛-殼聚糖膜中肉桂醛的初始含量分別為（2.39±0.13）、（3.86±0.20）、（7.59±0.80）mg/kg和（18.93±1.78）mg/kg，不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)實(shí)驗(yàn)組間差異顯著。

2.3 溫度對(duì)復(fù)合膜中肉桂醛向空氣釋放行為的影響

圖2 溫度對(duì)2.0%CIN-CS復(fù)合膜中肉桂醛向空氣釋放行為的影響Fig. 2 Effect of temperature on release behavior of cinnamaldehyde from 2.0% CIN-CS antimicrobial films to headspace

如圖2所示，溫度對(duì)肉桂醛釋放速度有著重要的影響。隨著溫度的升高，肉桂醛的釋放量迅速增加，釋放率增大。一方面，溫度升高使得殼聚糖分子熱運(yùn)動(dòng)加快，分子鏈構(gòu)象變化加快，聚合物內(nèi)聚能下降，進(jìn)而導(dǎo)致殼聚糖分子鏈間的空隙距離變大，因此溫度上升使其遷移速率加快；另一方面，由于肉桂醛具有高正辛醇/水分配系數(shù)，使它們有一定的擴(kuò)散滲透能力，溫度上升，肉桂醛的活動(dòng)能力增強(qiáng)，也使得釋放速度加快。釋放在第8天趨于平衡，40 ℃時(shí)的釋放率顯著大于25 ℃和4 ℃（P＜0.05），其中40 ℃環(huán)境下釋放率最高達(dá)59.22%，相比之下，25 ℃和4 ℃環(huán)境下釋放率只能達(dá)到28.95%～32.09%。

2.4 肉桂醛體積分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合膜中肉桂醛向空氣釋放行為的影響

不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)復(fù)合膜中肉桂醛在40 ℃密閉環(huán)境下釋放行為如圖3所示。肉桂醛釋放率隨著膜中肉桂醛體積分?jǐn)?shù)的升高而降低，0.5%、1.0%、1.5%的復(fù)合膜的釋放率大約平衡在84.45%～89.46%之間，而體積分?jǐn)?shù)為2.0%的復(fù)合膜釋放率明顯小，在56.66%～59.22%之間。根據(jù)本課題組對(duì)復(fù)合膜X射線衍射已有的結(jié)論[19]及文獻(xiàn)[30]報(bào)道可知，肉桂醛濃度提高，膜表面結(jié)晶性加大，肉桂醛結(jié)晶程度也隨之增加，肉桂醛的晶體狀態(tài)對(duì)其釋放造成一定程度上的影響，所以高肉桂醛體積分?jǐn)?shù)復(fù)合膜中肉桂醛的釋放率減小。

圖3 肉桂醛體積分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合膜中肉桂醛向空氣釋放行為的影響（40 ℃）Fig. 3 Effect of cinnamaldehyde concentration on release behavior of cinnamaldehyde from antimicrobial films to headspace at 40 ℃

2.5 復(fù)合膜中肉桂醛向異辛烷中釋放行為的分析

圖4 復(fù)合膜中肉桂醛向異辛烷中的釋放行為Fig. 4 Release behavior of cinnamaldehyde from antimicrobial films to isooctane

結(jié)合圖4可知，隨溫度的升高，復(fù)合膜中肉桂醛的釋放率各有不同程度的增加。隨著溫度的升高，肉桂醛更加容易釋放，根據(jù)自由體積理論[31]，溫度越高，原子熱活化能量越大，越容易發(fā)生擴(kuò)散行為。在各溫度下，不同肉桂醛體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合膜中肉桂醛的釋放率大小順序?yàn)椋?.5%復(fù)合膜＞1.0%復(fù)合膜＞1.5%復(fù)合膜＞2.0%復(fù)合膜，可能是高體積分?jǐn)?shù)復(fù)合膜中肉桂醛分子的結(jié)晶程度高，對(duì)其釋放造成了一定程度上的影響[32]。各體積分?jǐn)?shù)復(fù)合膜釋放率最大達(dá)81.76%，最終均不能達(dá)到100%，可能是由于異辛烷對(duì)肉桂醛溶解度有影響；另一方面，也與肉桂醛在膜與溶液中的含量差有關(guān)。當(dāng)兩相含量接近時(shí)，肉桂醛的滲透性減小，釋放率趨于平衡。同時(shí)，在0～32 h內(nèi)，即釋放初始階段，不同溫度下各體積分?jǐn)?shù)膜的釋放率變化都最大，這主要與溶液兩相間物質(zhì)的含量差有關(guān)。除此之外，溫度越高，釋放速率越大，達(dá)到平衡所需時(shí)間越短。

2.6 TVB-N含量分析

肉類主要成分為蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物，其容易在細(xì)菌的作用下被分解并逐漸產(chǎn)生一些有毒的物質(zhì)，在豬肉貯藏過程中，這些物質(zhì)和其他堿性氮化物一起組成TVB-N，TVB-N是一個(gè)評(píng)估豬肉新鮮程度的重要指標(biāo)[33]。如圖5所示，空白組的TVB-N含量迅速上升，到第5天變質(zhì)。而與空白組相比，殼聚糖對(duì)肉中微生物生長(zhǎng)起到了一定的抑制作用，而肉桂醛能更好地抑制腐敗菌，抑制微生物分泌的蛋白酶和一些組織蛋白酶，從而減少了TVB-N的產(chǎn)生。從TVB-N含量看，相比于空白組，CS組和2.0% CIN-CS組保鮮時(shí)間分別延長(zhǎng)了1 d和3 d。

圖5 鮮豬肉在4 ℃貯藏環(huán)境下TVB-N含量的變化Fig. 5 Change of TVB-N in fresh pork at 4 ℃

2.7 pH值分析

貯藏過程中空白組pH值均高于CS組和2.0% CIN-CS組（P＜0.05）。豬肉屠宰后，組織的呼吸由有氧呼吸變?yōu)闊o氧呼吸。無氧呼吸過程中肌糖原無氧糖酵解產(chǎn)生乳酸，三磷酸腺苷分解產(chǎn)生磷酸，兩酸共同作用下，導(dǎo)致pH值在剛開始會(huì)有一個(gè)下降的過程。而后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，由于豬肉中微生物蛋白酶和豬肉蛋白酶的分泌，冷鮮肉蛋白質(zhì)分解為氨基酸和肽，氨基酸和肽進(jìn)一步分解為氨和胺從而導(dǎo)致pH值逐漸增加[34-35]?？瞻捉MpH值上升較快，第5天時(shí)pH值已達(dá)到6.68，接近變質(zhì)。CS組和2.0% CIN-CS組對(duì)豬肉腐敗有一定的控制作用，豬肉的pH值分別在第6天和第8天達(dá)到變質(zhì)。

圖6 鮮豬肉在4 ℃貯藏環(huán)境下pH值的變化Fig. 6 Change in pH of fresh pork at 4 ℃

2.8 細(xì)菌總數(shù)分析

圖7 鮮豬肉在4 ℃貯藏環(huán)境下細(xì)菌總數(shù)的變化Fig. 7 Changes in total bacterial counts of fresh pork at 4 ℃

由圖7可知，空白組的豬肉在第3天細(xì)菌總數(shù)超過4 （lg（CFU/g）），屬于次鮮肉，第5天的細(xì)菌總數(shù)超過6 （lg（CFU/g）），已腐敗變質(zhì)。CS組中細(xì)菌的生長(zhǎng)有一定程度的抑制，在第6天時(shí)細(xì)菌總數(shù)接近變質(zhì)。2.0% CIN-CS組在第4天時(shí)仍處于新鮮肉范圍內(nèi)，第5～7天屬次新鮮肉。

2.9 感官評(píng)價(jià)

豬肉在貯藏時(shí)期顏色的變化主要是微生物生長(zhǎng)和脂質(zhì)氧化所致。各組顏色評(píng)分隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而下降（圖8a），空白組顏色得分均顯著低于CS組和2% CIN-CS組（P＜0.05），在第6天達(dá)到不能接受的分?jǐn)?shù)（感官評(píng)分為3.5）。對(duì)于2.0% CIN-CS組的豬肉，顏色評(píng)分在整個(gè)貯藏期內(nèi)均可以接受，說明肉桂醛對(duì)于抑制微生物生長(zhǎng)和脂質(zhì)氧化有一定作用。

肉具有微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)條件，容易滋生微生物，并且易被氧化，微生物的生長(zhǎng)和脂肪氧化是造成肉腐敗酸臭味的主要原因[36]。各組的氣味評(píng)分隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而減小（圖8b），空白組的氣味評(píng)分在第4天接近不可接受范圍，在第8天，除了2.0% CIN-CS組外，其他兩組都在不可接受范圍，說明肉桂醛具有一定的抗菌以及抗氧化作用，抑制豬肉腐敗酸臭味作用明顯。

黏液的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻湍妇兔咕姆敝乘耓37]，肉在貯存過程中如果發(fā)生腐敗則表面會(huì)變黏，黏液產(chǎn)生量越多，變質(zhì)越嚴(yán)重。如圖8c，空白組黏液形成多于其他兩組（P＜0.05），到第6天處于不可接受范圍。其他兩組的黏度在整個(gè)貯藏期都保持良好，這與真菌對(duì)肉桂醛的高敏感性有關(guān)。另外，殼聚糖膜有一定的吸附水分作用，使得豬肉的水分含量減少，黏度下降，有利于減少細(xì)菌的繁殖。

整體感官接受程度如圖8d所示，空白組的感官評(píng)價(jià)最低，而包裹復(fù)合膜的豬肉的感官品質(zhì)整個(gè)貯藏期都可以被接受，復(fù)合膜對(duì)提高豬肉抗菌性以及抗氧化活性有一定作用，具有維持豬肉感官質(zhì)量和延長(zhǎng)保質(zhì)期的作用。

圖8 4 ℃貯藏環(huán)境下鮮豬肉的感官評(píng)價(jià)Fig. 8 Sensory evaluation of fresh pork at 4 ℃

3 結(jié) 論

本研究制備了一種具備一定力學(xué)性能以及抑菌性的可降解活性復(fù)合膜。分別探討了該復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性、在頂空密閉環(huán)境和異辛烷中活性成分肉桂醛的釋放規(guī)律，初步研究了4 ℃冷藏條件下其包裝生鮮豬肉的保鮮效果。得出以下結(jié)論：肉桂醛體積分?jǐn)?shù)的增加促進(jìn)了復(fù)合膜熱穩(wěn)定性的提升；肉桂醛的釋放率受肉桂醛體積分?jǐn)?shù)和溫度影響，肉桂醛體積分?jǐn)?shù)越高，其在復(fù)合膜中向空氣和異辛烷的釋放率越小，溫度上升會(huì)提高復(fù)合膜中肉桂醛的釋放率；對(duì)冷藏鮮豬肉的活性包裝實(shí)驗(yàn)表明，肉桂醛體積分?jǐn)?shù)為2.0%的復(fù)合膜在抑制微生物生長(zhǎng)和蛋白腐敗方面取得了良好的效果，肉樣的貯藏時(shí)間可達(dá)7 d。

綜上所述，肉桂醛-殼聚糖復(fù)合膜的釋放性對(duì)豬肉保鮮具有良好的效果，可進(jìn)行后續(xù)關(guān)于活性物質(zhì)的釋放對(duì)食品保鮮的研究，并進(jìn)一步開發(fā)和優(yōu)化活性包裝體系。

參考文獻(xiàn)：

[1] LóPEZ-DE-DICASTILLO C, GALLUR M, CATALá R, et al.Immobilization of β-cyclodextrin in ethylene-vinyl alcohol copolymer for active food packaging applications[J]. Journal of Membrane Science, 2010, 353(1/2): 184-191. DOI:10.1016/j.memsci.2010.02.049.

[2] VERMEIREN L, DEVLIEGHERE F, VAN BEEST M, et al.Developments in the active packaging of foods[J]. Trends in Food Science & Technology, 1999, 10(3): 77-86. DOI:10.1016/S0924-2244(99)00032-1.

[3] ABDOU E S, NAGY K S A, ELSABEE M Z. Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources[J].Bioresource Technology, 2008, 99(5): 1359-1367. DOI:10.1016/j.biortech.2007.01.051.

[4] AGULLó E, RODRíGUEZ M S, RAMOS V, et al. Present and future role of chitin and chitosan in food[J]. Macromolecular Bioscience,2003, 3(10): 521-530. DOI:10.1002/mabi.200300010.

[5] CANER C, CANSIZ O. Effectiveness of chitosan-based coating in improving shelf-life of eggs[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2007, 87(2): 227-232. DOI:10.1002/jsfa.2698.

[6] TRIPATHI S, MEHROTRA G K, DUTTA P K. Physicochemical and bioactivity of cross-linked chitosan-PVA film for food packaging applications[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2009, 45(4): 372-376. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2009.07.006.

[7] QIN Yuyue, YANG Jiyi, LU Hongbo, et al. Effect of chitosan film incorporated with tea polyphenol on quality and shelf life of pork meat patties[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2013,61(10): 312-316. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2013.07.018.

[8] VARGAS M, ALBORS A, CHIRALT A. Application of chitosansunflower oil edible films to pork meat hamburgers[J]. Procedia Food Science, 2011, 1(1): 39-43. DOI:10.1016/j.profoo.2011.09.007.

[9] 張慧蕓, 郭新宇. 丁香精油-殼聚糖復(fù)合可食性膜對(duì)生肉糜保鮮效果的影響[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(18): 196-200. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201418038.

[10] UNLU M, ERGENE E, UNLU G V, et al. Composition, antimicrobial activity and in vitro cytotoxicity of essential oil from Cinnamomum zeylanicum Blume (Lauraceae)[J]. Food and Chemical Toxicology,2010, 48(11): 3274-3280. DOI:10.1016/j.fct.2010.09.001.

[11] NAVEENA B M, MUTHUKUMAR M, SEN A R, et al. Use of cinnamaldehyde as a potential antioxidant in ground spent hen meat[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2014, 38(4): 1911-1907.DOI:10.1111/jfpp.12163.

[12] DUSSAULT D, VU K D, LACROIX M. In vitro evaluation of antimicrobial activities of various commercial essential oils, oleoresin and pure compounds against food pathogens and application in ham[J]. Meat Science, 2014, 96(1): 514-520. DOI:10.1016/j.meatsci.2013.08.015.

[13] BURT S. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods: a review[J]. International Journal of Food Microbiology, 2004, 94(3): 223-253. DOI:10.1016/j.ijfoodmicro.2004.03.022.

[14] TUNC S, CHOLLET E, CHALIER P, et al. Combined effect of volatile antimicrobial agents on the growth of Penicillium notatum[J].International Journal of Food Microbiology, 2007, 113(3): 263-270.DOI:10.1016/j.ijfoodmicro.2006.07.004.

[15] LICCIARDELLO F, MURATORE G, MERCEA P, et al.Diffusional behaviour of essential oil components in active packaging polypropylene films by multiple headspace solid phase microextraction-gas chromatography[J]. Packaging Technology and Science, 2013, 26(3): 173-185. DOI:10.1002/pts.1969.

[16] SáNCHEZ-GONZáLEZ L, VARGAS M, GONZáLEZ-MARTíNEZ C, et al. Use of essential oils in bioactive edible coatings[J]. Food Engineering Reviews, 2011, 3(1): 11-16. DOI:10.1007/s12393-010-9031-3.

[17] BECERRIL R, GóMEZ-LUS R, GO?I P, et al. Combination of analytical and microbiological techniques to study the antimicrobial activity of a new active food packaging containing cinnamon or oregano against E. coli and S. aureus[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2007, 388(5/6): 1003-1011. DOI:10.1007/s00216-007-1332-x.

[18] HOSSEINI M H, RAZAVI S H, MOUSAVI M A. Antimicrobial,physical and mechanical properties of chitosan-based films incorporated with thyme, clove and cinnamon essential oils[J].Journal of Food Processing & Preservation, 2009, 33(6): 727-743.DOI:10.1111/j.1745-4549.2008.00307.x.

[19] 曾少甫, 胡長(zhǎng)鷹, 劉婧. 殼聚糖-肉桂醛復(fù)合抗菌降解膜的制備及性能[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(10): 6-11. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201610002.

[20] The European Commission. Commission Regulation (EU) No 10/2011 of 14 January 2011 on plastic materials and articles intended to come into contact with food: EU 10/2011[S]. Office Journal of European Commission, 2011: 41-43.

[21] 衛(wèi)生部. 肉與肉制品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法: GB/T 5009.44—2003[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2003: 1-8.

[22] 衛(wèi)生部. 鮮、凍片豬肉: GB 9959.1—2001[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2001: 1-8.

[23] 衛(wèi)生部. 肉與肉制品pH測(cè)定: GB/T 9695.5—2008[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008: 1-12.

[24] 衛(wèi)生部. 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定: GB 4789.2—2010[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2010: 1-12.

[25] SIRIPATRAWAN U, NOIPHA S. Active film from chitosan incorporating green tea extract for shelf life extension of pork sausages[J]. Food Hydrocolloids, 2012, 27(1): 102-108. DOI:10.1016/j.foodhyd.2011.08.011.

[26] PELISSARI F M, GROSSMANN M V E, YAMASHITA F, et al.Antimicrobial, mechanical, and barrier properties of cassava starchchitosan films incorporated with oregano essential oil[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2009, 57(16): 7499-7504.DOI:10.1021/jf9002363.

[27] PAULA H C B, SOMBRA F M, CAVALCANTE R D, et al.Preparation and characterization of chitosan/cashew gum beads loaded with Lippia sidoides essential oil[J]. Materials Science & Engineering:C, 2011, 31(2): 173-178. DOI:10.1016/j.msec.2010.08.013.

[28] DOS SANTOS A L, CHIERICE G O, RIGA A T, et al. Thermal behavior and structural properites of plant-derived eugenyl acetate[J].Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2009, 97(1): 329-332.DOI:10.1007/s10973-008-9753-0.

[29] BALAGUER M P, GóMEZ-ESTACA J, GAVARA R, et al.Functional properties of bioplastics made from wheat gliadins modified with cinnamaldehyde[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2011, 59(12): 6689-6695. DOI:10.1021/jf200477a.

[30] UZ M, ALTINKAYA S A. Development of mono and multilayer antimicrobial food packaging materials for controlled release of potassium sorbate[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011,44(10): 2302-2309. DOI:10.1016/j.lwt.2011.05.003.

[31] VRENTAS J S, VRENTAS C M. Evaluation of the free-volume theory of diffusion[J]. Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics,2003, 41(5): 501-507. DOI:10.1002/Polb.10397.

[32] GRANDA-RESTREPO D M, SOTO-VALDEZ H, PERALTA E, et al.Migration of α-tocopherol from an active multilayer film into whole milk powder[J]. Food Research International, 2009, 42(10): 1396-1402. DOI:10.1016/j.foodres.2009.07.007.

[33] BOYD W. Making meat-science, technology, and American poultry production[J]. Technology and Culture, 2001, 42(4): 631-664.DOI:10.1353/tech.2001.0150.

[34] ANDREWS B S, HUTCHISON S, UNRUH J A, et al. Influence of pH at 24 h postmortem on quality characteristics of pork loins aged 45 days postmortem[J]. Journal of Muscle Foods, 2007, 18(4): 401-419.DOI:10.1111/j.1745-4573.2007.00095.x.

[35] BIDNER B S, ELLIS M, BREWER M S, et al. Effect of ultimate pH on the quality characteristics of pork[J]. Journal of Muscle Foods,2004, 15(2): 139-154. DOI:10.1111/j.1745-4573.2004.tb00717.x.

[36] SAMELIS J, KAKOURI A, REMENTZIS J. Selective effect of the product type and the packaging conditions on the species of lactic acid bacteria dominating the spoilage microbial association of cooked meats at 4 ℃[J]. Food Food Microbiology, 2000, 17(3): 329-340.DOI:10.1006/fmic.1999.0316.

[37] AMBROSIADIS J, SOULTOS N, ABRAHIM A, et al.Physicochemical, microbiological and sensory attributes for the characterization of Greek traditional sausages[J]. Meat Science, 2004,66(2): 279-287. DOI:10.1016/S0309-1740(03)00100-1.