兼具抗氧化及鮮度指示特性的結(jié)冷膠基活性智能膜研究

陳 青 岳志敏 邢加偉 俞創(chuàng)勛 潘 玲 胡 紅

(浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院， 杭州 310018)

0 引言

利用天然高分子開發(fā)可生物降解的食品包裝材料是目前的研究熱點[1-3]。多糖是一種重要的天然高分子材料，其來源廣泛、可再生、具有良好的生物相容性、生物降解性和成膜特性，因此多糖基食品包裝材料的開發(fā)備受關(guān)注[4-7]。

食品包裝具有3個基本功能：密封、保護(hù)食品品質(zhì)以及避免食品在流通中遭受外界環(huán)境的影響。隨著消費者需求及食品安全意識的改變，越來越多的消費者期望食品包裝不僅有助于延長食品保質(zhì)期，還能便捷地實時反映食品新鮮度，活性智能膜則提供了新的可能[8-10]。目前很多研究者制備了具有抑菌性、抗氧化活性的包裝材料或者基于環(huán)境酸度敏感的智能標(biāo)簽[11-15]，但兼具抗氧化及酸度敏感性的活性智能包裝材料研究還很少。

結(jié)冷膠是線性陰離子多糖，其安全無毒、相容性好、耐熱耐酸，是一種新型可降解成膜基質(zhì)[16-18]。紫甘藍(lán)在我國大多數(shù)地區(qū)都有種植，其廉價易得、富含花青素，紫甘藍(lán)花青素具有優(yōu)異的抗氧化能力與酸度響應(yīng)特性[19]。如果將紫甘藍(lán)花青素應(yīng)用于包裝材料開發(fā)中可能得到一種兼具抗氧化及酸度響應(yīng)特性的智能活性包裝膜。鑒于此，本文利用低?；Y(jié)冷膠和紫甘藍(lán)花青素制備兼具抗氧化活性和酸度敏感性的活性智能膜，并考察活性智能膜在大黃魚鮮度指示和豬油保鮮中的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低酰基結(jié)冷膠，美國Kelco公司，食品級；紫甘藍(lán)、豬油、鮮活大黃魚購于杭州市永輝超市；甘油、氯化鈉，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；2,2-二苯基-1-苦基酰肼(DPPH)、甲基紅、溴甲酚綠、酚酞，阿拉丁試劑有限公司；無水乙醇、氫氧化鈉、冰乙酸，西隴科學(xué)有限公司；三氯乙酸、三氯甲烷、硫代巴比妥酸、硼酸、氧化鎂、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉，上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫干燥箱，上海精宏實驗設(shè)備有限公司；CR-400型色差儀，Konica Minolta Sensing公司；TA.XT型物性分析儀，英國SMS公司；TGA 1型綜合熱分析儀，Melller Toledo公司；pH計，德國Sartorius公司；XH-300A型超聲微波組合萃取儀，北京祥鵠科技有限公司；半自動凱氏定氮儀，上海遷檢儀器有限公司；UV-2600型紫外分光光度計，島津儀器有限公司；新芝SCIENTE-10N型冷凍干燥機(jī)，寧波新芝生物科技有限公司；HAAKE MARS Ⅲ型旋轉(zhuǎn)流變儀，德國Thermos公司；螺旋測微器，哈爾濱量具刃具有限公司；電子分析天平，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；Millipore-Q 型超純水儀，美國Millipore有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1花青素提取

新鮮紫甘藍(lán)(20 mm×20 mm)60℃干燥24 h，粉碎過40目篩，利用超聲微波組合萃取儀進(jìn)行紫甘藍(lán)花青素提取(微波功率482 W，超聲功率320 W， 55℃提取22 min，乙醇體積分?jǐn)?shù)70%，料液比0.1 g/mL)，提取液經(jīng)抽濾、旋蒸、凍干，制得紫甘藍(lán)花青素粉末。

1.3.2低?；Y(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜的制備

在室溫(20℃)下將適量低?；Y(jié)冷膠粉末加入到去離子水中，溶脹24 h，于85℃下進(jìn)行磁力攪拌，直至結(jié)冷膠粉末完全溶解形成澄清透明的溶液，溶液降溫至60℃，依次加入甘油、紫甘藍(lán)花青素及氯化鈉溶液，攪拌均勻，制得成膜溶液。去除氣泡，將成膜溶液緩慢均勻注入100 mm(長)×100 mm(寬)×2 mm(高)的模具中，35℃干燥箱中干燥24 h，即可得到結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜，將制備好的活性智能膜放入25℃、相對濕度為54%的干燥器中平衡48 h，進(jìn)行性能表征。

活性智能膜中結(jié)冷膠質(zhì)量濃度為0.01 g/mL，花青素質(zhì)量濃度為0.002、0.006、0.01、0.02、0.04、0.06 g/mL，甘油質(zhì)量濃度為0.01 g/mL，鈉離子濃度為10 mmol/L，將花青素質(zhì)量濃度為0、0.002、0.006、0.01、0.02、0.04、0.06 g/mL的活性智能膜分別標(biāo)記為GR-0、GR-0.002、GR-0.006、GR-0.01、GR-0.02、GR-0.04和GR-0.06。

1.3.3成膜溶液流變特性測定

采用HAAKE MARS Ⅲ型旋轉(zhuǎn)流變儀進(jìn)行流變特性測定，平行板模式，平行板直徑為35 mm，間距1 mm。動態(tài)溫度掃描范圍-10～80℃，降溫速率 2℃/min，測試前將暴露在空氣中的試樣表面涂一層甲基硅油，以防止測試過程中水分揮發(fā)。

1.3.4活性智能膜理化性質(zhì)表征

(1)膜厚、含水率測定

在待測樣品上均勻取13個點，用螺旋測微器進(jìn)行測量，取平均值作為后續(xù)性質(zhì)測定中的厚度。

在活性智能膜中部剪裁尺寸為20 mm×20 mm的試樣，將試樣放在105℃干燥箱中24 h至質(zhì)量恒定，含水率(Moisture content，MC)計算公式為

(1)

式中W0——膜的初始質(zhì)量，g

W1——膜干燥至質(zhì)量恒定的質(zhì)量，g

(2)水蒸氣透過率測定

參考文獻(xiàn)[20]的方法測定水蒸氣透過率(Water vapor permeability，WVP)。

(3)機(jī)械性能測定

參考文獻(xiàn)[21]的方法利用質(zhì)構(gòu)儀測定膜的抗拉強(qiáng)度(Tensile strength，TS)和斷裂伸長率(Elongation at break，EB)。

(4)熱性能測定

采用綜合熱分析儀測定膜的熱性能。溫度范圍25～500℃，升溫速率10℃/min，氣氛為氮氣。

(5)微觀結(jié)構(gòu)表征

將活性智能膜在液氮中淬斷，噴金處理后，用掃描電子顯微鏡觀察斷面形貌，加速電壓3 kV。

(6)花青素釋放性能測定

采用文獻(xiàn)[22]的方法測定活性智能膜中花青素的釋放性能。

(7)酸度敏感性測試

膜的酸度敏感性測試參考文獻(xiàn)[23]方法，將膜裁剪成尺寸為15 mm×15 mm的樣品，浸入pH值為1～12的緩沖溶液2 min后取出，用濾紙吸去樣品表面多余溶液，用色差儀測定膜的L*(亮度)、a*(紅度)、b*(黃度)值，色差ΔE計算公式為

(2)

L*、a*、b*——膜使用后的顏色值

1.3.5活性智能膜對大黃魚新鮮度的表征

將鮮活大黃魚宰殺清除內(nèi)臟后，裝在專用包裝盒中，將活性智能膜(20 mm×20 mm)置于頂部，不接觸樣品，4℃保存。活性智能膜的圖像拍攝在燈位置、入射角和光照強(qiáng)度恒定的燈箱中進(jìn)行。每天測定大黃魚的揮發(fā)性鹽基氮(TVB-N)含量、硫代巴比妥酸值(TBA)、菌落總數(shù)(TVC)和活性智能膜的色差，直至大黃魚徹底腐敗變質(zhì)。

TVB-N含量：參照GB 5009.228—2016的方法，利用半自動凱氏定氮儀測定TVB-N含量。

TVC：參照GB 4789.2—2016 的方法，選用平板計數(shù)法測定樣品肉樣的菌落總數(shù)。

pH值：參照GB 5009.237—2016的方法，使用pH計測定大黃魚的pH值。

TBA：參照文獻(xiàn)[24]的方法，取5 g大黃魚魚肉，加入25 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的三氯乙酸溶液，均質(zhì)5 min，8 000 r/min離心10 min，取5 mL上清液，加入5 mL 0.02 mol/L硫代巴比妥酸溶液，100℃水浴反應(yīng)40 min，冷卻至室溫(20℃)，再加入5 mL三氯甲烷溶液，靜置30 min，用紫外分光光度計在532 nm和600 nm波長處測試吸光度，TBA計算公式為

(3)

式中TBA——TBA，mg/kg

m——樣品質(zhì)量，g

A532——波長532 nm處的吸光度

A600——波長600 nm處的吸光度

活性智能膜的色差：使用Image J軟件對活性智能膜照片中的Lab值進(jìn)行提取分析。

1.3.6活性智能膜的抗氧化活性測定

(1) 抗氧化活性

參考文獻(xiàn)[25]的方法測定活性智能膜的抗氧化活性，將樣品(20 mm×20 mm)放入含有4 mL甲醇的試管中， 25℃磁力攪拌2 h，吸取3 mL樣液上清液與1 mL濃度150 μmol/L的DPPH甲醇溶液混合均勻，在517 nm處測量吸光度，同時將3 mL甲醇與1 mL濃度150 μmol/L的DPPH甲醇溶液混勻后作參照，在517 nm處測量吸光度。膜的DPPH自由基清除率計算公式為

(4)

式中A1——樣品吸光度

A0——參照組吸光度

(2)活性智能膜對豬油保鮮性能檢測

用制備好的活性智能膜緊密包覆25.0 g豬油，以未包覆豬油為空白對照，將所有樣品置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中直至豬油腐敗變質(zhì)，每5 d測試一次過氧化值和酸價。參照GB 5009.227—2016和GB 5009.229—2016分別測定豬油的過氧化值和酸價。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 8.0和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。為了減少實驗誤差，提高數(shù)據(jù)可信度，每組實驗重復(fù)測定3次，文中所用數(shù)據(jù)為平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 成膜溶液的流變特性

圖1給出了結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素成膜溶液的動態(tài)溫度掃描曲線。可見，成膜溶液動態(tài)溫度掃描曲線呈反S形，可分為3個區(qū)：第一平臺區(qū)、快速增長區(qū)和第二平臺區(qū)。第一平臺區(qū)對應(yīng)的是高溫區(qū)域，所有體系的儲能模量G′和損耗模量G″均較低，且G″>G′，說明此時體系為液體。隨著溫度降低，G′和G″均先出現(xiàn)緩慢上升，二者接近并相交于一點；之后G′和G″快速增大，G′大于G″，進(jìn)入快速增長區(qū)，此時體系表現(xiàn)出了類固體的流動特點。隨著溫度進(jìn)一步降低，G′>G″并基本保持恒定，曲線進(jìn)入第二平臺區(qū)。結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素溶液在降溫過程中因為大分子的聚集而表現(xiàn)出了類固體的特性，說明體系經(jīng)歷了液-固轉(zhuǎn)變，形成了凝膠。花青素濃度越高，體系的動態(tài)模量越大，G′和G″發(fā)生突變的溫度越高。

圖1 結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素溶液的動態(tài)溫度掃描曲線Fig.1 Dynamic temperature sweep curves of gellan gum-red cabbage anthocyanin solution

凝膠溫度對膜的制備影響顯著，文獻(xiàn)[26]認(rèn)為在降溫過程中，G′快速增大區(qū)域的擬合直線外推至G′=0時，對應(yīng)的溫度即為體系的凝膠溫度。由圖1可知，在降溫過程中，G′存在線性增長區(qū)，利用直線外推法確定了成膜溶液的凝膠溫度。圖2給出了花青素質(zhì)量濃度對成膜溶液凝膠溫度的影響，顯然，花青素質(zhì)量濃度越大，凝膠溫度越高。且花青素質(zhì)量濃度對成膜溶液凝膠溫度的影響存在一個臨界值，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度不高于0.02 g/mL時，隨著花青素質(zhì)量濃度的增大，體系凝膠溫度會顯著向著高溫區(qū)域移動；當(dāng)花青素質(zhì)量濃度高于0.02 g/mL時，凝膠溫度的升高速率減緩。

圖2 花青素質(zhì)量濃度對結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素溶液凝膠溫度的影響曲線Fig.2 Effects of anthocyanin concentration on gelation temperature of gellan gum-red cabbage anthocyanin solutions

2.2 活性智能膜的理化性質(zhì)

2.2.1膜厚、含水率、水蒸氣透過率和機(jī)械性能

表1給出了活性智能膜的厚度、含水率、水蒸氣透過率和機(jī)械性能，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度低于0.01 g/mL時，膜厚差異不大，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度高于 0.01 g/mL時，花青素質(zhì)量濃度越高，膜越厚。這是因為花青素質(zhì)量濃度增高，單位體積內(nèi)固含量增高。

表1 活性智能膜的厚度、含水率、水蒸氣透過率與機(jī)械性能Tab.1 Thickness, moisture content, water vapor permeability and mechanical properties of gellan gum-red cabbage anthocyanin active and intelligent film

活性智能膜的含水率隨著花青素質(zhì)量濃度的升高而降低，而水蒸氣透過率則隨著花青素質(zhì)量濃度的增大而升高，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度從0增大到0.06 g/mL時，WVP從0.28 g·mm/(h·kPa·m2)增至0.43 g·mm/(h·kPa·m2)?；ㄇ嗨靥砑痈淖兞私Y(jié)冷膠分子之間的相互作用，一方面降低了結(jié)冷膠分子鏈上羥基的可用性，另一方面減弱了結(jié)冷膠分子鏈間的纏結(jié)，造成活性智能膜含水率降低，WVP增大。文獻(xiàn)[23,27]報道，殼聚糖-藍(lán)莓花青素智能膜的WVP在0.68～0.86 g·mm/(h·kPa·m2)范圍內(nèi)(藍(lán)莓花青素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～4%)，淀粉-聚乙烯醇-紫薯花青素復(fù)合膜的WVP為0.75～0.84 g·mm/(h·kPa·m2)(紫薯花青素智能膜花青素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～1%)。顯然，本研究制備的活性智能膜阻水性優(yōu)于文獻(xiàn)報道結(jié)果。

此外還可發(fā)現(xiàn)，隨著紫甘藍(lán)花青素質(zhì)量濃度增大，活性智能膜的抗拉強(qiáng)度逐漸降低，斷裂伸長率則逐漸升高。當(dāng)花青素質(zhì)量濃度從0增大到0.06 g/mL，抗拉強(qiáng)度從33.58 MPa降低到19.61 MPa，斷裂伸長率則從19.37%增大到32.87%，這可能是因為花青素起到了部分塑化劑的作用，增大了結(jié)冷膠分子鏈的移動性，這也與文獻(xiàn)[28]的研究結(jié)果類似。

2.2.2微觀結(jié)構(gòu)之間具有較好的相容性。且隨著花青素含量的增加，活性智能膜的斷面變得更加光滑。

圖3給出了活性智能膜的微觀結(jié)構(gòu)，所有樣品斷面都是均勻的，說明花青素分子與結(jié)冷膠分子結(jié)合活性智能膜含水率、水蒸氣透過率和機(jī)械性能的變化規(guī)律，提出了結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成機(jī)理，如圖4所示。對于未添加花青素的結(jié)冷膠體系而言，結(jié)冷膠分子鏈通過氫鍵形成螺旋構(gòu)型，并聚集發(fā)展成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。制備活性智能膜時，體系的pH值即為結(jié)冷膠本體pH值(5.4)，顯酸性，加入花青素后，花青素分子帶正電，結(jié)冷膠分子鏈上的羧基帶負(fù)電，二者之間產(chǎn)生靜電相互作用，同時花青素分子上的羥基也會和結(jié)冷膠分子鏈上的羥基形成氫鍵，這些作用會降低結(jié)冷膠分子鏈上羥基的可用性，使得結(jié)冷膠分子鏈間氫鍵作用減弱，影響分子鏈的聚集，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)弱化，導(dǎo)致活性智能膜的抗拉強(qiáng)度降低，水蒸氣透過率增大。

圖3 活性智能膜的SEM圖像Fig.3 SEM of gellan gum-red cabbage anthocyanin active and intelligent film

圖4 結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成機(jī)理Fig.4 Structure of gellan gum-red cabbage anthocyanin active and intelligent film before and after adding anthocyanin

2.2.3熱性能

圖5給出了活性智能膜的熱重圖譜，由圖5可知，所有樣品在25～500℃范圍內(nèi)均出現(xiàn)兩個質(zhì)量損失階段。第1階段大概發(fā)生在70℃左右，主要是活性智能膜中自由水和結(jié)合水的損失；第2階段發(fā)生在150～250℃，主要是結(jié)冷膠熱分解所致。由圖5可知，隨著花青素質(zhì)量濃度的升高，最大失重溫度逐漸升高，質(zhì)量損失逐漸減小，說明適量花青素加入可以增加膜的熱穩(wěn)定性，這與文獻(xiàn)[29]的研究結(jié)果一致。綜上所述，結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜在低于100℃時具有較好的熱穩(wěn)定性，適用于大多數(shù)食品包裝。

圖5 活性智能膜的TGA曲線和DTG曲線Fig.5 TGA and DTG curves of gellan gum-red cabbage anthocyanin active and intelligent film

2.2.4花青素釋放實驗

圖6給出了活性智能膜的花青素釋放曲線，不難發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量濃度為0.06 g/mL的花青素溶液在546 nm波長下存在最大吸光度0.050，而GR-0.06在75%乙醇溶液和無水乙醇溶液浸泡12 h后吸光度分別為0.002與0.001，且浸泡后的溶液為無色，說明紫甘藍(lán)花青素被成功固定在活性智能膜中。

圖6 GR-0.06殘留溶液的紫外-可見光譜Fig.6 UV-Vis spectra of residue solutions of GR-0.06

2.3 活性智能膜的酸度敏感性

在不同的pH值環(huán)境中，花青素會以黃烊鹽離子(紅色)、甲醇假堿(無色)、醌式堿(藍(lán)色)和查爾酮(無色，淡黃色)4種結(jié)構(gòu)形式共存[30]。表2給出了活性智能膜在pH值1.0～12.0緩沖溶液中的顏色變化，顯然，所有樣品均隨著pH值的改變發(fā)生了顯著的顏色改變，總體而言，pH值為1.0～3.0范圍內(nèi)顯示紅色，pH值為4.0～7.0時為紫色，pH值為8.0～11.0時為藍(lán)色，pH值為12.0時變?yōu)榫G色。

表2 活性智能膜在不同pH值緩沖溶液中的色差Tab.2 Chromaticity parameters and photographs of gellan gum-red cabbage anthocyanin active and intelligent film in different buffer solutions

在確定的花青素質(zhì)量濃度下，隨著pH值增大，紅度a*減小，膜的顏色由紅變綠。在確定的pH值下，活性智能膜的亮度L*隨著紫甘藍(lán)花青素含量的增加而減小，說明膜的顏色逐漸加深，這也與肉眼觀測的結(jié)果一致。此外還可發(fā)現(xiàn)，隨著pH值的增大，膜的色差ΔE出現(xiàn)了先減小后增大的變化趨勢，但彼此間差異較大，說明結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜有望用于食品品質(zhì)指示。

2.4 活性智能膜對大黃魚新鮮度的指示

根據(jù)膜的理化性質(zhì)和酸度敏感性的研究結(jié)果，選擇了綜合性能和指示性能較好的GR-0.02用于大黃魚新鮮度評價。TVB-N含量(揮發(fā)性鹽基氮質(zhì)量比)是國際通用的評價肉類與魚類等新鮮度的主要指標(biāo)，對于大黃魚而言，0～13 mg/(100 g)為一級鮮度；13～30 mg/(100 g)為二級鮮度，大于30 mg/(100 g)為腐敗變質(zhì)。TVC也是評價魚類新鮮度的重要指標(biāo)，0～4 lg CFU/g為一級鮮度，4～6 lg CFU/g為二級鮮度，大于6 lg CFU/g魚肉腐敗。TBA可評價魚類脂肪氧化程度，TBA為1～2 mg/kg時，魚肉腐敗[31]。

研究發(fā)現(xiàn)，4℃下貯藏，大黃魚的TVB-N含量、TBA、TVC均隨著貯藏時間的延長而逐漸增大，初始TVB-N含量為7.07 mg/(100 g)，TBA為0.35 mg/kg，TVC為2.64 lg CFU/g。貯藏1 d時，TVB-N含量為8.24 mg/(100 g)，TBA為0.42 mg/kg，TVC為3.48 lg CFU/g，為一級鮮度。貯藏4 d時，TVB-N含量為14.56 mg/(100 g)，TBA為0.76 mg/kg，TVC為4.39 lg CFU/g，為二級鮮度；貯藏9 d時，TVB-N含量為30.02 mg/(100 g)，TBA為1.35 mg/kg，TVC為5.85 lg CFU/g，大黃魚腐敗變質(zhì)。

隨著大黃魚品質(zhì)的劣變，活性智能膜顏色產(chǎn)生了顯著改變。以TVB-N含量為主要鮮度評價指標(biāo)，考察了活性智能膜顏色改變與大黃魚鮮度之間的關(guān)系，結(jié)果如圖7所示?？梢?，初始時，活性智能膜顏色為紫色，貯藏1 d后，TVB-N含量變?yōu)?.24 mg/(100 g)，ΔE為6.12(已經(jīng)可以被肉眼識別)，膜的顏色變?yōu)闇\紫色。貯藏4 d后，TVB-N含量升至14.56 mg/(100 g)，ΔE為12.32，膜的顏色變?yōu)樗{(lán)色；貯藏9 d后，TVB-N含量升至30.02 mg/(100 g)，魚肉腐敗變質(zhì)，膜的顏色變?yōu)榫G色，ΔE變?yōu)?1.28，這種顏色變化可由非專業(yè)人士裸眼識別。由此可見，GR-0.02活性智能膜顏色變化與大黃魚新鮮度密切相關(guān)。

圖7 大黃魚貯藏過程中活性智能膜色差變化曲線Fig.7 Change of color difference for active intelligent film during large yellow croaker storage

為了確定活性智能膜的可視性變化與大黃魚品質(zhì)改變的相關(guān)性，進(jìn)一步考察了ΔE與大黃魚鮮度指標(biāo)TVB-N含量、TBA、TVC之間的相關(guān)性，結(jié)果表明，ΔE與TVB-N含量決定系數(shù)R2=0.922 5，p<0.01。ΔE與TBA決定系數(shù)R2=0.961 3，p<0.01。ΔE與TVC的決定系數(shù)R2=0.942 3，p<0.01。由此可知，GR-0.02膜的ΔE與各指標(biāo)呈顯著相關(guān)性，可用于大黃魚新鮮度的評定。

2.5 活性智能膜的抗氧化活性

2.5.1DPPH自由基清除率

DPPH被廣泛應(yīng)用于評定膜的抗氧化能力。未添加花青素的結(jié)冷膠膜僅具有微弱的抗氧化活性(DPPH自由基清除率6.81%)，這可能與結(jié)冷膠中羥基有關(guān)?；ㄇ嗨氐奶砑语@著提高了膜的抗氧化活性，當(dāng)花青素質(zhì)量濃度為0.002 g/mL時，DPPH自由基清除率就增至67.01%，且隨著花青素含量的增大，膜的抗氧化活性增強(qiáng)。當(dāng)花青素質(zhì)量濃度從0.006 g/mL升至0.06 g/mL，膜的DPPH自由基清除率從75.38%增至91.47%。文獻(xiàn)[32]發(fā)現(xiàn)當(dāng)花青素質(zhì)量濃度為0.3 g/(100 mL)時，淀粉-明膠-黑馬鈴薯花青素智能膜的DPPH自由基清除率為60.87%。文獻(xiàn)[33]發(fā)現(xiàn)卡拉膠-羥丙基甲基纖維素-山桃稠李果汁綠色包裝膜的最大DPPH自由基清除率為28.76%。顯然，本研究制備的活性智能膜抗氧化活性遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)中結(jié)果。

2.5.2活性智能膜對豬油的保鮮

過氧化值與酸價是評價油脂酸敗的重要指標(biāo)，活性智能膜對豬油保鮮效果如圖8所示。新鮮豬油的過氧化值與酸價分別為1.32 mmol/kg和0.24 mg/g，25℃儲藏30 d后，對照組的過氧化值與酸價分別達(dá)到8.41 mmol/kg和1.65 mg/g，超過國標(biāo)限值，豬油變質(zhì)。活性智能膜處理組樣品的過氧化值與酸價均顯著低于對照組，且均未超過國標(biāo)限定值。這可能是因為活性智能膜不僅阻止了豬油與氧氣的接觸，同時還具有良好的抗氧化活性，有效緩解了豬油的酸敗。花青素含量越高，活性智能膜對豬油的保鮮效果越好。本研究制備的活性智能膜處理組樣品在儲藏時間為15 d時，過氧化值為2.22～2.82 mmol/kg，酸價為0.41～0.48 mg/g；貯藏20 d時，豬油的過氧化值為2.64～3.51 mmol/kg，酸價為0.49～0.61 mg/g，在類似的研究中，貯藏15 d時，卡拉膠-羥丙基甲基纖維素-山桃稠李提取物復(fù)合膜包裹的豬油過氧化值為4.95～8.09 mmol/kg，酸價為1.01～1.43 mg/g[34]；貯藏20 d時，卡拉膠-羥丙基甲基纖維素-山桃稠李果汁綠色包裝膜包裹的豬油過氧化值為3～4 mmol/kg，酸價為1.25～1.30 mg/g[33]。由此可見，結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜具有良好的抗氧化活性，在油脂包裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖8 不同活性智能膜對豬油過氧化值和酸價的影響曲線Fig.8 Effects of different active and intelligent film on peroxide value and acid value of lard

3 結(jié)論

(1)制備了結(jié)冷膠-紫甘藍(lán)花青素活性智能膜，其結(jié)構(gòu)均勻，兼具抗氧化活性和品質(zhì)指示特性。

(2)活性智能膜可用于大黃魚新鮮度的實時無損檢測中，其顏色變化與TVB-N含量、TBA、TVC變化規(guī)律一致，ΔE與鮮度指標(biāo)(TVB-N含量、TBA、TVC)顯著相關(guān)，R2在0.922 5～0.961 3范圍內(nèi)，p<0.01。

(3)活性智能膜對豬油的保鮮效果優(yōu)異，可用于油脂包裝領(lǐng)域。