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    殼聚糖/香蘭素/聚乙烯醇共紡納米纖維膜的性質(zhì)及其在大菱鲆保鮮中的應(yīng)用

    2021-03-31 06:51:10梅佳林劉權(quán)偉李婷婷勵建榮牟偉麗郭曉華
    食品科學(xué) 2021年5期
    關(guān)鍵詞:香蘭素大菱鲆魚片

    梅佳林,劉權(quán)偉,李婷婷,勵建榮,,牟偉麗,郭曉華

    (1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,遼寧 錦州 121013;2.大連民族大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,遼寧 大連 116600;3.蓬萊京魯漁業(yè)有限公司,山東 煙臺 265600;4.山東美佳集團(tuán)有限公司,山東 日照 276815)

    大菱鲆(Scophthalmus maximus)因具有口感好、肉質(zhì)佳、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點而被消費者廣泛認(rèn)可[1],但其在冷藏運(yùn)輸?shù)倪^程中易受微生物的污染,發(fā)生腐敗變質(zhì),影響產(chǎn)品貨架期[2]。因此,研究一種行之有效的保鮮方法十分必要。

    納米纖維因其直徑小、比表面積大、透氣性和孔隙率高等特性而被各行業(yè)廣泛應(yīng)用[3-4]。制備納米纖維的方法很多[5-6],靜電紡絲具有操作方法簡單、設(shè)備價格便宜、纖維精密度高等優(yōu)勢,被眾多研究者所青睞[7]。殼聚糖(chitosan,CS)及其衍生物有良好的抗菌性能,對細(xì)菌、真菌等都具有較強(qiáng)的抗菌活性[8],其因較好的生物相容性[9]和降解性[10]已被廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、食品等領(lǐng)域[11-12]。李碩[13]采用單針頭和螺旋片式靜電紡絲設(shè)備制備出CS/聚乙烯醇(polyethylene alcohol,PVA)納米空氣濾芯,不僅可以吸附大量微小污染物,還能有效防止細(xì)菌滋生。Jiang Yongli等[14-15]采用靜電噴霧技術(shù)利用不同分子質(zhì)量和不同脫乙酰度的CS制備草莓保鮮涂層,發(fā)現(xiàn)CS涂層有效地提高了草莓的整體品質(zhì),延長了草莓的貨架期至少2 d。

    香蘭素(vanillin,V)是一種天然香料,常被用在食品、化妝品和醫(yī)藥產(chǎn)品中作為抗氧化劑和防腐劑[16-17]。有研究表明香蘭素分子中的醛基能與CS分子的氨基反應(yīng)形成CS席夫堿鍵[18],與單一的CS相比不僅具有更好的抗菌性能,還能固定香蘭素,使其不易揮發(fā)[19]。de Vrieze等[20]的研究證明了CS具有較高的黏度和分子質(zhì)量,難以單獨紡絲,因此本實驗加入聚合物穩(wěn)定劑PVA[21]以增強(qiáng)纖維膜的可紡性。

    目前,國內(nèi)外學(xué)者已有將靜電紡絲技術(shù)應(yīng)用于食品領(lǐng)域的研究[14-15,22],但鮮有針對水產(chǎn)品保鮮的研究。本實驗通過制備CS/V/PVA納米纖維膜,測定其各項理化指標(biāo),并研究纖維膜對大菱鲆魚片的保鮮效果,以期為更好地將靜電紡絲技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)保鮮領(lǐng)域提供參考。

    1 材料與方法

    1.1 材料與試劑

    C S(脫乙酰度大于9 0%)、香蘭素北京索萊寶科技有限公司;72000型PVA(相對分子質(zhì)量65 000~75 000)上海生工生物工程有限公司;冰乙酸、無水乙醇等均為市售分析純。

    1.2 儀器與設(shè)備

    ET-2535H型靜電紡絲設(shè)備北京永康樂業(yè)科技發(fā)展有限公司;S-4800型冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy,SEM)日本日立公司;Scimitar 2000傅里葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectroscopy,F(xiàn)TIR)儀美國安捷倫公司;Rigaku Ultima IV型X射線粉末衍射儀日本理學(xué)公司;Q2000-3236型差示掃描量熱儀(differential scanning calorimeter,DSC)美國TA儀器公司;PYRIS DIAMOND熱重/熱差分析(thermogravimetry/differential thermal analysis,TG/DTA)儀、PE Victor X3多功能酶標(biāo)儀美國鉑金埃爾默儀器;UV-2550紫外-可見分光光度計上海尤尼柯儀器有限公司;Biofuge Strato臺式高速離心機(jī)美國Thermo Fisher公司;Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀丹麥FOSS公司。

    1.3 方法

    1.3.1 紡絲液及共紡納米纖維膜的制備

    參考李碩[13]的方法,配制終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的CS溶液,添加1%的乙酸營造酸性環(huán)境,在室溫條件下用磁力攪拌器攪拌1 h至CS完全溶解,再向CS溶液中加入以適量無水乙醇溶解的香蘭素,最終形成質(zhì)量比為1∶1的CS/香蘭素混合紡絲液,將其加入到終質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%的PVA溶液中,攪拌6~8 h至各組分均勻,靜置12 h,最終得到CS/V/PVA混紡液。在正電壓(12±1)kV、負(fù)電壓(-1.7±0.1)kV、接受距離(15.0±0.1)cm、紡絲液流量0.55 mL/h的條件下制備CS/V/PVA共紡納米纖維膜。單PVA膜使用單軸紡絲工藝在正電壓為10 kV、負(fù)電壓為-1.5 kV、接受距離15 cm、流量0.4 mL/h的條件下制備。

    1.3.2 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的結(jié)構(gòu)表征

    取適當(dāng)厚度的紡絲樣品,用K B r 壓片法測定纖維膜及其各單組分的F T I R 光譜,光譜掃描范圍為4 000~400 cm-1;對纖維膜進(jìn)行噴金處理,利用SEM觀察纖維膜的微觀形貌,并采用ImageJ圖像分析軟件在SEM圖像中隨機(jī)選取100 根納米纖維測量直徑并計算其平均直徑;用CuKα輻射,在管壓40 kV、電流50 mA、測量角2θ掃描范圍5°~70°的條件下對纖維膜及其單組分樣品進(jìn)行X射線衍射(X ray diffraction,XRD)并分析其結(jié)晶度。

    1.3.3 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的熱力學(xué)特性測定

    用分析天平稱取5 mg的纖維膜及其單組分樣品,在掃描范圍為20~250 ℃的氮氣環(huán)境中進(jìn)行DSC分析,升溫速率為10 ℃/min;用分析天平稱取3 mg的纖維膜及其單組分樣品,研磨均勻,以10 ℃/min的升溫梯度,在溫度范圍為40~700 ℃的氮氣環(huán)境中,使用TG/DTA儀進(jìn)行測定。

    1.3.4 CS/V/PVA共紡納米纖維膜抑腐敗希瓦氏菌性能測定

    參考Ding Ting等[23]的方法,以典型的水產(chǎn)品腐敗菌——腐敗希瓦氏菌為測試菌株,采用抑菌曲線法評價CS/V/PVA共紡納米纖維膜的抑菌效果。取本實驗室-80 ℃保存的腐敗希瓦氏菌,經(jīng)二代活化后得到對數(shù)生長期的菌懸液,吸取1 mL菌懸液加入到50 mL LB肉湯培養(yǎng)基中,充分振蕩混勻后再加入0.5 g CS/V/PVA共紡納米纖維膜,并以加入同等質(zhì)量的PVA膜和空白(不添加任何物質(zhì))作為對照,在28 ℃、160 r/min的搖床中培養(yǎng)24 h,分別于0、2、4、6、8、10、12、16、20、24 h取樣,在波長595 nm的條件下測試菌液的OD值。實驗前對纖維膜紫外輻照滅菌處理30 min,并對所有玻璃器皿和塑料器皿進(jìn)行滅菌處理。

    1.3.5 CS/V/PVA共紡納米纖維膜對大菱鲆的保鮮性能測定

    1.3.5.1 原料處理

    將大菱鲆用碎冰致死,去皮和內(nèi)臟,切取背脊部魚肉,用蒸餾水清洗,再將魚塊放在鋪有保鮮膜的無菌操作臺上,用無菌水洗滌兩次,用濾紙瀝干[24]。取若干張以3 mL紡絲液制備的紡絲膜,置于紫外輻照下滅菌處理2 h,再用纖維膜包裹適當(dāng)大小的魚片,外部裹上一層紫外滅菌過的錫紙以固定纖維膜(以不用纖維膜、僅錫紙包裹的魚片作為對照),裝入無菌蒸煮袋中密封包裝,貯藏于4 ℃冰箱中,每3 d測定樣品的菌落總數(shù)、pH值、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid,TBA)值、揮發(fā)性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量,每組實驗至少2 個平行。

    1.3.5.2 菌落總數(shù)測定

    菌落總數(shù)的測定參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》[25],取10 g魚肉置于已滅菌的蒸煮袋中,加入90 mL無菌生理鹽水(0.85 g/100 mL),拍打均質(zhì)120 s。將均質(zhì)液進(jìn)行10 倍系列稀釋。適當(dāng)選取2~3 個稀釋倍數(shù)的稀釋液,分別取1 mL加入至無菌培養(yǎng)皿中,再傾注約20 mL已滅菌的平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基,搖勻,每個稀釋度做3 個平行。待瓊脂凝固后,倒置于28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h,最后進(jìn)行菌落計數(shù)。

    1.3.5.3 TBA值測定

    TBA值的測定參考丁婷等[26]的方法并略作修改,取10 g絞碎的魚肉,加25 mL蒸餾水以及25 mL 10 g/100 mL三氯乙酸溶液均質(zhì),過濾,棄去初濾液,取5 mL上清液,加入0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液5 mL,80 ℃水浴反應(yīng)40 min,冷卻后于532 nm波長處測吸光度。以不加魚肉的溶液作空白調(diào)零。

    1.3.5.4 TVB-N含量測定

    TVB-N含量測定參考GB 5009.228—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中揮發(fā)性鹽基氮的測定》[27],準(zhǔn)確稱取5 g魚肉于750 mL的蒸餾管中,加入0.5 g氧化鎂粉末,再使用全自動凱氏定氮儀蒸餾、滴定并進(jìn)行計算。

    1.3.5.5 pH值測定

    準(zhǔn)確稱取5 g絞碎樣品放置于燒瓶中,加入45 mL蒸餾水,均質(zhì)后靜置30 min,過濾,棄去初濾液,濾液用pH計測定。

    1.4 數(shù)據(jù)處理分析

    各項指標(biāo)均使用Origin 8.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪圖。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的形貌分析結(jié)果

    圖 1 電紡纖維膜的SEM圖(A)和直徑分布圖(B)Fig. 1 SEM (A) and diameter distribution (B) of electrospun fiber film

    從圖1可以看出,PVA具有優(yōu)良的紡絲性能,靜電紡絲PVA纖維具有質(zhì)地緊密的多層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),纖維直徑集中分布在150~225 nm之間;而CS/V/PVA共紡納米纖維膜纖維直徑顯著增大,較均勻地分布在200~350 nm之間,總體形貌較好,但存在些許黏連。一般來說,納米纖維的直徑隨著紡絲液黏度的增加而增大,由于CS的存在,CS/V/PVA共紡液的黏度會大幅增加,因此共紡納米纖維膜納米纖維的直徑較PVA膜明顯增大,這與閆爾云等[28]的研究結(jié)果一致。共紡納米纖維膜有部分紡絲纖維黏結(jié)在一起,這是由于噴射口處的小液滴在強(qiáng)電場力的作用下以泰勒錐的形式噴出,使得溶劑易揮發(fā),而當(dāng)電壓不足或流速較大時,溶劑未完全揮發(fā),就會導(dǎo)致紡絲纖維出現(xiàn)些許黏連,影響紡絲纖維的整體形貌[20]。李德樸[29]驗證了紡絲電壓等因素對電紡纖維的影響,結(jié)果表明只有當(dāng)電壓達(dá)到某一臨界值時,針頭的液滴才能噴出,形成泰勒錐。當(dāng)電壓過高或過低時,帶電射流都會變得不穩(wěn)定,難以形成形貌良好的纖維。

    2.2 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的FTIR分析結(jié)果

    圖 2 CS、香蘭素、PVA膜和CS/V/PVA共紡納米纖維膜FTIR圖Fig. 2 FTIR spectra of CS, vanillin, PVA films and CS/V/PVA nanofiber films

    由圖2可知,在3 200~3 700 cm-1區(qū)域,CS、PVA膜和共紡納米纖維膜在此區(qū)域內(nèi)均存在一個較寬的吸收峰,通常將其歸因于O—H伸縮振動,PVA是水溶性的多聚物,無論是單軸的PVA膜還是共紡納米纖維膜均在此范圍內(nèi)顯示出較大的吸收峰,這表明膜分子間存在著大量的氫鍵;而CS放置在空氣中會吸收空氣中的水分,因而會有氫鍵檢出。CS在1 655 cm-1附近的吸收帶由CS上酰胺基團(tuán)和氨基的對稱伸縮振動所引起,在1 087 cm-1左右的寬振動顯示出其特殊的糖特征結(jié)構(gòu)。PVA膜在2 937、2 912 cm-1處的峰為亞甲基(—CH2)中—C—H的伸縮振動峰;1 734、1 092、850 cm-1處分別顯示出C=O、C—O及C—C的特征吸收峰,這些特征峰在復(fù)合膜上均有體現(xiàn),表明添加CS/V對PVA的化學(xué)結(jié)構(gòu)無改變。香蘭素的活性基團(tuán)分別是醛基和酚羥基,在1 664 cm-1處呈現(xiàn)的吸收峰歸因于C=O的伸縮振動,酚羥基的特征振動峰在1 265 cm-1處呈現(xiàn)[30]。而在共紡納米纖維膜上,香蘭素的醛基和酚羥基以及CS的氨基特征峰并未出現(xiàn),而是在1 645 cm-1處出現(xiàn)一個新的特征峰,其對應(yīng)了C=N拉伸振動,證實了席夫堿鍵的形成,與Xu Chuanhui等[18]的結(jié)論相符。由于靜電紡絲時間的不同,紡絲膜的厚度會產(chǎn)生差異,紅外光的透射率也會隨之變化,因此在長波區(qū)CS/V/PVA共紡納米纖維膜的透射率隨波數(shù)增加存在一個明顯的下降趨勢。

    2.3 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的XRD分析結(jié)果

    圖 3 CS、香蘭素、PVA和CS/V/PVA共紡納米纖維膜XRD圖Fig. 3 XRD patterns of CS, vanillin, PVA and CS/V/PVA nanofiber films

    如圖3所示,香蘭素在2θ為13°處存在一個極強(qiáng)的衍射峰,這與它具有晶體結(jié)構(gòu)特性一致。CS作為一種半晶聚合物,在2θ為20.1°和2θ為10.7°處分別出現(xiàn)了一個較強(qiáng)的衍射峰和一個較弱的衍射峰。PVA粉末在2θ為19.60°處出現(xiàn)一個尖銳的特征峰,在2θ為11.3°、22.7°、40.7°處的衍射峰較弱。PVA膜在2θ為19.6°處的衍射峰與PVA粉末相比變得較弱,這是由于PVA粉末溶于水之后再紡絲,原本的固態(tài)晶型被破壞,致使峰值變小或位移。而共紡納米纖維膜僅在2θ為19.8°、28.6°處分別出現(xiàn)了一個較強(qiáng)的衍射峰和一個較弱的衍射峰,這表明共紡納米纖維膜為非晶態(tài)的無定形物,但結(jié)構(gòu)中存在著一定的有序性。若各單組分分子之間未發(fā)生或僅有微弱的相互作用,那么XRD圖譜僅顯示各組分衍射圖譜按比例簡單疊加[31]。從圖3可以看出,CS/V/PVA共紡納米纖維膜的各衍射峰不僅僅是香蘭素、CS和PVA三者衍射峰的簡單疊加,在共紡納米纖維膜的XRD圖中,PVA和CS的各特征衍射峰均在一定程度上減弱或消失,表明在反應(yīng)體系中各組分分子間存在較強(qiáng)的相互作用,從而導(dǎo)致單組分的結(jié)晶性發(fā)生變化。

    2.4 CS/V/PVA共紡納米纖維膜的熱力學(xué)分析結(jié)果

    圖 4 CS、香蘭素、PVA和CS/V/PVA共紡納米纖維膜的DSC圖Fig. 4 DSC curves of chitosan, vanillin, polyvinyl alcohol and CS/V/PVA nanofiber films

    從圖4中可以明顯地看到,香蘭素在82 ℃附近出現(xiàn)唯一一個急劇下降的峰,這表明香蘭素具有晶體結(jié)構(gòu)。CS在122 ℃附近出現(xiàn)的吸熱峰是由于CS粉末間結(jié)合水的汽化,與自身的熱性能無關(guān)。PVA粉末僅在184 ℃處出現(xiàn)一個熔融吸熱峰;而PVA膜則在65 ℃和190 ℃處均有吸熱峰,在65 ℃附近小范圍的波動可能與高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變有關(guān),而190 ℃處的吸熱峰較PVA粉末峰高和峰寬均發(fā)生了變化,這可能是由于電紡絲工藝使聚合物的熱穩(wěn)定性發(fā)生改變。共紡納米纖維膜在50、126、183 ℃ 3 處均出現(xiàn)向下的吸熱峰,在50 ℃處的吸熱峰可能是由于CS/V與PVA結(jié)合,降低了PVA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,致使其向左發(fā)生了移動;在126 ℃處的吸熱峰與CS的吸熱峰相比,無論是峰形還是位置均發(fā)生了變化,這表明香蘭素與CS發(fā)生了一定的化學(xué)反應(yīng),其結(jié)果與FTIR的結(jié)果相一致;而在183 ℃處的吸熱峰較PVA膜明顯變?nèi)酰@表明CS與PVA分子間存在強(qiáng)烈的相互作用,與張東棟等[32]的結(jié)論一致。

    圖 5 CS、香蘭素、PVA膜和CS/V/PVA共紡納米纖維膜的TG曲線Fig. 5 TG curves of CS, vanillin, PVA films and CS/V/PVA nanofiber films

    如圖5所示,CS的熱降解主要分為3 個階段,在低于122 ℃時熱質(zhì)量損失主要歸因于水分的流失,CS的質(zhì)量損失率大約為11%;第二階段為質(zhì)量快速損失階段,CS在240~320 ℃的質(zhì)量損失率達(dá)到36%,主要是CS分子內(nèi)各化學(xué)鍵的斷裂所造成的;320~600 ℃為質(zhì)量緩慢損失階段,在此階段剩余的CS開始逐漸碳化,最終僅剩2%左右的殘渣。香蘭素在140~230 ℃的范圍內(nèi)呈現(xiàn)出一個陡峭的質(zhì)量損失趨勢,主要是由于香蘭素晶體的汽化。PVA膜的熱降解主要分為兩個階段,第一階段為250 ℃之前的熱失水,質(zhì)量損失率約為5%;第二階段為250~550 ℃,在此階段PVA的主鏈分裂,聚合物基體逐漸碳化分解。共紡納米纖維膜的熱降解過程主要分為3 個階段,在230 ℃之前主要是膜內(nèi)結(jié)合水的流失,大約占9%,這一階段與PVA膜類似;第二階段為230~490 ℃,這一階段共紡納米纖維膜開始逐漸降解,初始降解的溫度明顯低于PVA膜,主要是因為PVA的熱降解受羥基和殘留羧基的共同作用[33],當(dāng)添加CS和香蘭素后,席夫堿鍵和分子間氫鍵的產(chǎn)生和舊基團(tuán)的消耗促進(jìn)了PVA的熱降解,導(dǎo)致共紡納米纖維膜的初始熱降解溫度變低;第三階段為490~530 ℃,在此階段組成共紡納米纖維膜的各組分逐漸碳化分解,質(zhì)量迅速下降,可以看出當(dāng)剩余質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降到10%時,PVA膜的溫度大約為520 ℃,而共紡納米纖維膜的溫度為570 ℃,這表明CS和香蘭素的添加改變了PVA膜的熱穩(wěn)定性,共紡納米纖維膜的熱穩(wěn)定性相對于單純的PVA膜有了一定的提高。

    2.5 CS/V/PVA共紡納米纖維膜對腐敗希瓦氏菌的抑菌性

    圖 6 CS/V/PVA共紡納米纖維膜對腐敗希瓦氏菌的抑菌性能Fig. 6 Bacteriostatic activity of CS/V/PVA nanofiber membranes against Shewanella putrefaciens

    在細(xì)菌生長過程中,菌懸液的OD595nm能大致反映細(xì)菌的生長狀況,菌懸液中的細(xì)菌濃度與OD595nm呈正相關(guān)[34]。由圖6可知,空白組和PVA膜處理組在24 h內(nèi)的OD595nm均呈現(xiàn)出對數(shù)型增長的趨勢,且加入PVA膜組的OD595nm較空白組略大,這可能是PVA膜的添加引入了空氣中游離的細(xì)菌所導(dǎo)致,也證明了單獨的PVA膜不具備抑菌效果。在相同條件下,加入CS/V/PVA共紡納米纖維膜樣品的OD595nm在2 h內(nèi)突然增大,隨后趨于平緩,在0.2附近小范圍波動,這主要是由于CS/V/PVA共紡納米纖維膜成膜是淡黃色的,加入到LB肉湯中會對其OD595nm的測定產(chǎn)生影響,這表明共紡納米纖維膜具有良好的抑菌性能,對腐敗希瓦氏菌的生長有明顯的抑制作用。

    2.6 CS/V/PVA共紡納米纖維膜對大菱鲆的保鮮效果

    如圖7 A 所示,第0 天大菱鲆魚片的菌落總數(shù)為3.806(lg(CFU/g)),隨著時間的延長呈現(xiàn)上升的趨勢;第6天對照組的菌落總數(shù)達(dá)到了8.501(lg(CFU/g)),已超過國際食品微生物委員會對水產(chǎn)品可食用的微生物規(guī)定(≤106CFU/g),表明此時的魚片已經(jīng)開始腐敗變質(zhì)。與對照組相比,樣品組的菌落總數(shù)上升較緩慢,但在第9天也超過了106CFU/g,這表明CS/V/PVA共紡納米纖維膜能抑制微生物的生長,主要是因為CS帶正電的氨基與帶負(fù)電的微生物細(xì)胞膜之間相互作用,破壞了微生物細(xì)胞膜,導(dǎo)致微生物的蛋白質(zhì)和其他細(xì)胞內(nèi)成分的泄漏[14]。

    TVB-N是蛋白質(zhì)經(jīng)微生物分解作用后產(chǎn)生的氨和胺類等堿性含氮物質(zhì),如圖7B所示,大菱鲆魚片的初始TVB-N含量為5.44 mg/100 g,樣品組的TVB-N含量在貯藏的第15天為18.1 mg/100 g,而對照組第15天的TVB-N含量高達(dá)35.8 mg/100 g,此時魚肉已完全腐?。═VB-N含量不低于30 mg/100 g)[35],主要是由于共紡納米纖維膜對水產(chǎn)品腐敗菌有抑制作用,能殺死致腐微生物。

    如圖7C所示,大菱鲆魚片在貯藏期間的pH值均呈現(xiàn)先下降后升高的“V”型趨勢,在第6天到達(dá)最低點,隨后迅速升高。這是由于在貯藏前期乳酸菌增殖并產(chǎn)生大量乳酸,使得pH值迅速下降,而后腐敗微生物量增多,分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生堿性物質(zhì),導(dǎo)致pH值上升[26]。

    圖 7 CS/V/PVA共紡納米纖維膜對大菱鲆的保鮮作用Fig. 7 Effect of CS/V/PVA nanofiber membranes on quality preservation of turbot

    通過TBA與脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的丙二醛發(fā)生的顏色反應(yīng)可判斷脂質(zhì)的氧化程度。如圖7D所示,大菱鲆魚片初始TBA值為0.27 mg/100 g,隨著貯藏時間的延長,TBA值大體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在第9天達(dá)到頂峰,在貯藏后期脂肪氧化產(chǎn)生的丙二醛與大菱鲆魚片自身的氨基酸、核酸、核苷、蛋白質(zhì)及醛類化合物等成分發(fā)生反應(yīng),致使TBA值下降[36]。

    3 結(jié) 論

    本研究采用單軸靜電紡絲工藝制備CS/V/PVA共紡納米纖維膜,通過SEM、FTIR、XRD、DSC和TG分析對共紡纖維膜的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,再將其應(yīng)用于大菱鲆4 ℃保鮮實驗中。結(jié)果表明,CS/V/PVA共紡納米纖維膜的微觀結(jié)構(gòu)良好,纖維直徑均勻分布在200~350 nm之間;纖維膜各組分之間存在強(qiáng)烈的相互作用,香蘭素分子中的醛基能與CS分子中的氨基反應(yīng)形成席夫堿鍵,且CS、香蘭素、PVA分子間有氫鍵形成,纖維膜各分子間能形成有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);且纖維膜的熱穩(wěn)定性良好。通過測定共紡纖維膜抑菌性,發(fā)現(xiàn)其對腐敗希瓦氏菌生長具有明顯的抑制作用;并且CS/V/PVA共紡納米纖維膜在一定程度上能抑制大菱鲆的腐敗,延長魚片的貨架期,有望作為一種新型的包裝材料應(yīng)用于食品工業(yè)。

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