猪肉作为我国居民膳食结构中重要的肉类来源,富含优质蛋白质、矿物质等营养成分,深受消费者青睐。然而,猪肉水分含量高、营养丰富,在贮运过程中极易受微生物污染。目前,生鲜猪肉的主流保鲜技术主要分为物理保鲜(冷藏、冻藏、真空包装、气调包装等)、化学保鲜(食品添加剂及防腐剂)与生物保鲜技术(生物基涂膜技术)三大类[1]。传统化学保鲜技术(如亚硝酸盐等)虽能将猪肉货架期延长至14 d,但其潜在的健康风险极大限制了其在食品工业中的应用;多数物理保鲜技术需配套使用石油基包装材料,不仅存在环境污染风险,还普遍存在成本偏高、对设备依赖性强的弊端。

涂膜保鲜技术凭借操作简便、成本低廉、保鲜效果显著及环境友好等优势,已成为生鲜食品保鲜的研究热点。该技术通过在食品表面形成一层致密的薄膜,能够有效阻隔氧气、水蒸气及微生物,抑制氧化反应和腐败过程,从而维持食品品质稳定[2]。壳聚糖作为自然界中第二大类来自于甲壳素脱乙酰化的天然多糖,具有良好的成膜性、生物相容性、抗菌性及可降解性,是制备可食性保鲜涂膜的理想基材[3]。然而,单一壳聚糖膜的抗氧化性能有限、机械强度不足,使其保鲜效果和应用范围受到一定限制。为提升壳聚糖基涂膜的综合性能,研究者常通过添加天然活性物质(如黄酮[4]、茶多酚[5]等)进行改性,提升复合膜的综合性能。

金花茶(Camellia nitidissima)作为广西特色药食两用植物,素有“茶族皇后”“国宝神茶”的美誉,其花朵中富集黄酮类、多酚类等多种活性物质,具备极强的自由基清除能力与抑菌活性[6];加之天然来源的属性与高生物安全性,在食品保鲜领域具备巨大的应用潜力。本研究以壳聚糖为成膜基材,金花茶黄酮提取物为活性改性成分,制备不同金花茶黄酮提取物质量浓度的复合保鲜膜,系统探究其理化特性及保鲜效果。研究旨在开发新型、高效、绿色的天然复合保鲜材料,同时立足广西本土特色资源,将金花茶纳入食品保鲜材料研发体系。研究结果不仅能提升复合膜的保鲜效能,更可推动金花茶这一地方珍稀资源的高值化开发利用,为延伸区域特色农产品产业链、促进地方特色产业升级提供理论支撑与技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

金花茶冻干花茶,广西十万大山金花茶店;壳聚糖,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;冰乙酸,广东西晨凤科学技术有限公司;甘油,上海源叶生物科技有限公司;无水乙醇,四川西陇科学有限公司;芦丁标准品(≥95.0%),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;蛋白胨(分析纯),三门峡市高瑞生物技术有限公司;牛肉浸粉,北京鸿润宝顺科技有限公司;磷酸二氢钠二水合物(NaH2PO4·2H2O)(分析纯),天津市光复科技发展有限公司;磷酸氢二钠十二水合物(Na2HPO4·12H2O)(分析纯),南京化学试剂股份有限公司;琼脂(微生物级),青岛海博生物技术有限公司;亚硝酸钠、氯化钠、九水合硝酸铝、氢氧化钠(分析纯),均购置于上海源叶生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

ZK-82B电热真空干燥箱,上海实验仪器厂有限公司;CM-5色差仪,柯尼卡美能达公司;UV-1800紫外分光光度计,日本岛津公司;SN-LSC-40S离心机,上海尚普仪器设备有限公司;SB25-12DTDX超声波清洗机,宁波新芝生物科技有限公司;磁力加热搅拌器,天津市塞德利斯实验分析仪器制造厂;笔式酸度计,上海力辰邦西仪器科技有限公司;TM4000Plus形桌上显微镜,日本株式会社日立高新技术那珂事业所;FTC质构仪,北京盈盛恒泰科技有限责任公司;UltimaIV多功能X射线衍射仪,日本理学株式会社;Nicolet iS5傅里叶变换红外光谱仪,美国赛默飞世尔科技;DW-86L208超低温保存箱(-80 ℃),杭州合聿仪器设备有限公司;QXHJ-YQ-382立式压力蒸汽灭菌器,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司;SN-CJ-2DQ超净工作台,上海尚普实验设备有限公司;SPX-150B-Z生化培养箱,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司;THZ-98AB恒温振荡培养箱,上海博讯医疗生物仪器股份有限公司;JS168F150X数显游标卡尺,德清盛泰芯量具有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜的制备

金花茶黄酮的提取参考闫伟伟等[7]的方法。将金花茶去蒂于60 ℃烘箱中烘干至恒重研磨成粉末,过60目筛。取1 g粉末加入20 mL 70%(体积分数)乙醇溶解,调节pH值至4.8～5.0,加入0.01 g纤维素酶于60 ℃酶解70 min;随后在30 ℃、300 W功率下超声提取65 min,100 ℃水浴灭酶2 min,4 000 r/min离心20 min,取上清液(即为金花茶总黄酮提取物)。总黄酮的计算参考高珍琦等[8]的方法。经过提取后金花茶黄酮含量为1.89 mg/mL。

将3 g壳聚糖溶于150 mL 1%(体积分数)冰乙酸溶液中,同时加入壳聚糖干重的70%(质量分数)甘油进行塑化,在40 ℃磁力加热搅拌器中搅拌50 min,直至完全溶解。分别加入0、10、20、30、40、50 g的金花茶黄酮提取物到混合溶液(1 L)中,用磁力加热搅拌器搅拌1 min,制得金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜液。在40 ℃下超声波(300 W)超声10 min,脱去复合膜液中的气泡。取20 g复合膜液均匀展铺于干燥的圆形玻璃容器中(直径为90 mm),于40 ℃电热真空干燥箱下静置24 h,将复合膜揭下,置于密封袋中保存、备用。

1.3.2 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜理化特性

1.3.2.1 厚度测定

参考BIERHALZ等[9]的方法。

1.3.2.2 不透明度测定

参考赵然[10]的方法按公式(1)计算:

(1)

式中:T为不透明度;A600为复合膜在600 nm下的吸光度值;m为复合膜的厚度,mm。

1.3.2.3 水蒸气透过率测定

参考李娜[11]的方法按公式(2)计算:

(2)

式中:WVP表示水蒸汽透过率,g/(h·m·Pa);K表示重量损失随时间变化的直线斜率,g/h;S表示瓶口面积,m2;D表示复合膜厚度,mm;ΔP表示复合膜两侧的水蒸气压差(ΔP=2.851 6 kPa,25 ℃)。

1.3.2.4 拉伸强度和断裂伸长率测定

参考任鹏飞等[12]的方法按公式(3)和公式(4)计算:

(3)

式中:TS表示抗拉强度,MPa;F表示复合膜断裂时最大拉力,N;L表示复合膜的平均厚度,mm;W表示膜样品的宽度,mm。

(4)

式中:E表示断裂伸长率,%;L0表示复合膜样品的长度,mm;L1表示复合膜断裂的长度,mm。

1.3.2.5 色差测定

参考王恩胜等[13]的方法按公式(5)计算:

(5)

式中:L*,a*和b*分别表示复合膜的亮度值、红绿值和黄蓝值;和分别表示未加金花茶黄酮提取物复合膜的亮度值、红绿值和黄蓝值;ΔE表示色差。

1.3.2.6 微观结构观察

参考李喆婧[14]的方法。

1.3.2.7 X-射线衍射分析

参考陈鹏飞等[15]的方法。

1.3.2.8 FT-IR分析

参考YUAN等[16]的方法。

1.3.2.9 抑菌性能测定

参考平雪丽[17]的方法,以大肠杆菌(ATCC 25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)、肠沙门氏菌(ATCC 14028)为测试菌株,经3次活化后离心沉淀菌体,用PBS重悬并配制成108 CFU/mL菌悬液。将膜片裁剪为6 mm直径圆片,经紫外照射2 h灭菌。取20 mL 40 ℃～60 ℃的营养琼脂培养基,接种100 μL菌悬液混匀后倾注平板;待培养基凝固,将灭菌膜片贴于平板表面,于37 ℃培养箱过夜培养。观察菌落生长情况,用数显游标卡尺测量抑菌圈直径,每个处理重复3次。其样本放置如图1所示。

1.3.2.10 DPPH自由基清除率的测定

参考王元川等[18]方法按公式(6)计算:

DPPH自由基清除率

(6)

式中:A0为1 g无水乙醇+2 mL DPPH溶液的吸光度;A1为待测样液+2 mL DPPH溶液的吸光度。

1.3.3 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜对猪肉保鲜效果

将经过预冷的生鲜猪肉(4 cm×4 cm×2 cm)样品均匀分配成3组。其中对照组用蒸馏水进行涂抹(对照组),实验组分别用不含金花茶黄酮提取物(壳聚糖膜)及金花茶提取物添加量为30 g/L的复合膜(复合膜)液涂抹,分别在无菌条件下浸泡5 min后取出,自然晾干60 min,将不同处理组放入食品级密封袋中,于4 ℃环境中贮藏15 d,分别在0、3、6、9、12、15 d取出测量相应指标。

1.3.3.1 pH值测定

参考崔莹莹[19]的方法。

1.3.3.2 质构特性测定

参考王敬涵等[20]的方法。

1.3.3.3 硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reaction substance,TBARS)值

参考GB 5009.181—2016《食品安全国家标准 食品中丙二醛的测定》中分光光度法对样品的TBARS值进行测定。

1.3.3.4 总挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)

参照GB 5009.228—2016《食品中挥发性盐基氮的测定》的方法对样品的TVB-N值进行测定。

1.3.3.5 菌落总数测定

参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》测定样品中菌落总数。

1.3.3.6 感官得分

选择10名食品或烹饪专业的学生(5男5女)作为评价员,对猪肉进行感官评价,评价过程独立完成,互不干扰。感官评分标准见表1。

1.4 数据处理

每项实验独立重复3次,借助IBM SPSS Statistics 25软件与Excel工具开展统计分析,通过Duncan检验法进行显著性差异分析,以P<0.05作为组间差异显著的判定标准。数据处理后利用Origin 2019软件进行绘图,结果以“平均值±标准差”形式呈现。

2 结果与分析

2.1 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜理化特性结果分析

2.1.1 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜厚度及阻隔性能

复合膜的厚度反映了膜组分之间的结合程度,与复合膜的机械性能、遮光性、透气性等能力有关[21]。随着金花茶黄酮提取物添加量增加,复合膜厚度呈现先升高后降低的趋势,且添加金花茶黄酮提取物组复合膜厚度均高于未添加金花茶黄酮提取物组,这与姜雪等[22]的研究结果一致。分析认为添加了金花茶黄酮提取物组的复合膜,其黄酮分子会进一步填充复合膜内孔隙中起到桥梁作用,使得壳聚糖分子间距离变短,复合膜结构堆叠厚度增加。

水蒸气透过率表示复合膜阻隔环境中水蒸气渗透的能力。该指标越低,复合膜的阻水性能越强,越利于维持包装内食品干燥。复合膜的水蒸气透过率主要与增塑剂含量、复合膜厚度以及与疏水基团结合程度有关[23]。随着金花茶黄酮提取物添加量的增加,复合膜的水蒸气透过率由0.74 g/(h·m·Pa)降低至0.39 g/(h·m·Pa)(P<0.05),表现出了良好的耐水性能。分析认为,随着金花茶黄酮提取物添加量的增加,提取物中的酚类物质会与壳聚糖分子间形成氢键,从而减少游离氢键的数量,进而增加分子间结合程度;同时壳聚糖分子与水分子之间的氢键随着金花茶黄酮提取物添加量的增加而减弱,因而阻隔水蒸气作用增强。

不透明度是复合膜材中共混合高分子相容性高低的判断指标之一。不透明度较高的复合膜对阳光及紫外线的遮挡作用较强[24],可有效降低被包裹食材的氧化变质。由表2可知,随着金花茶黄酮提取物添加量的增加,复合膜的不透明度逐渐降低(P<0.05)。分析认为,金花茶黄酮提取物的加入有助于增加复合膜分子间的致密性与厚度,从而阻碍光线的透过,使得复合膜的透光率降低。

2.1.2 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜力学性能

抗拉强度表示复合膜抵抗拉伸的能力,抗拉强度越高,表明复合膜能够承受的力越大,复合膜越不容易形变;断裂伸长率表示复合膜的弹性和柔韧性,断裂伸长率越高,复合膜的弹性和柔韧性越好[25]。由表3可知,随着金花茶黄酮提取物添加量的增加,复合膜的断裂伸长率及拉伸强度皆呈现先升高后降低的趋势(P<0.05)。当金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L时,复合膜的拉伸强度达到最大值114.08 MPa;当金花茶黄酮提取物添加量为40 g/L时,复合膜的断裂伸长率达到最大值69.33%。拉伸强度及断裂伸长率与复合膜中的黄酮、壳聚糖及甘油分子间的相互作用平衡有关。适量黄酮可通过酚羟基与壳聚糖氨基形成强氢键,增强高分子链间结合力,提升复合膜的刚性;过量黄酮(≥40 g/L)则破坏壳聚糖晶体结构规整性,削弱分子间氢键作用导致复合膜拉伸强度下降;同时过量的黄酮会加大与甘油的竞争,大量占据壳聚糖结合位点,减少甘油对分子链的润滑作用,最终使复合膜的柔韧性减弱[26]。

2.1.3 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜色度变化

由表4可知,随着金花茶黄酮提取物添加量的增加,复合膜的L*值呈现先升高后降低的趋势(P<0.05);a*值(红绿值)在金花茶黄酮提取物添加量为40 g/L～50 g/L时转为正值(逐渐偏红);b*值(黄蓝值)持续上升(逐渐偏黄);总色差ΔE在金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L时达到最大值7.46。研究结果表明,适量的金花茶黄酮提取物有助于分散在复合膜基质中,减少光散射效果进而提升复合膜亮度,而过量金花茶黄酮提取物会进一步团聚,加之自身色泽特性导致复合膜颜色偏黄红,使得复合膜颜色加深,透光率降低,与表2的研究结论一致。

2.1.4 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜微观结构

不同质量浓度金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜的SEM图像,揭示了黄酮添加量与复合膜微观结构完整性关系。由图2可知,空白组(0 g/L)复合膜表面粗糙且颗粒感明显,分析产生该现象的原因源于壳聚糖分子成膜时形成分子间氢键网络不够致密,导致膜基质存在细微孔洞与不规则凸起;低添加量金花茶黄酮提取物(10～20 g/L)通过酚羟基与壳聚糖氨基初步形成氢键作用,部分填充壳聚糖分子间隙,使复合膜表面孔隙减少;30～50 g/L组金花茶黄酮提取物与壳聚糖的相容性较好,黄酮分子在膜基质中均匀分散,无明显团聚现象,分子间氢键协同作用最强,复合膜表面均匀。

2.1.5 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜X-射线衍射分析

XRD图谱反映样品在结晶形貌上的不同,高结晶度材料的峰窄而高,低结晶度材料的峰较宽且强度低。结合壳聚糖结晶相的特征衍射峰(壳聚糖水合结晶对应2θ=8.4°、11.4°;无水结晶对应2θ=18°,非结晶区对应2θ=22°)[27],复合膜晶体结构变化分析如下。

空白组(0 g/L)仅在2θ≈20°处出现宽缓衍射峰,无明显结晶特征峰,呈无定形结构且初始结晶度低;随着金花茶黄酮提取物添加量从10 g/L增至50 g/L,2θ≈20°处非结晶区宽峰衍射强度逐步上升,这是由于黄酮中的酚羟基与壳聚糖分子上的氨基形成分子间氢键,增强了壳聚糖非结晶区分子链的局部规整性。其中,当金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L时,该衍射强度达到相对峰值,此条件下黄酮与壳聚糖的相容性最优,分子间氢键作用最强,经Jade软件拟合得出该组相对结晶度最大(11.04),高结晶度利于提升复合膜稳定性[28]。金花茶黄酮提取物添加量为10～20 g/L的复合膜在2θ≈45°处出现黄酮特征结晶峰,表明低浓度黄酮可有序分散并形成独立微结晶相;当金花茶黄酮提取物添加量升至40～50 g/L时,黄酮因超出壳聚糖负载阈值发生聚集,其聚集相内部有序排列进一步增强了衍射信号。

2.1.6 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜傅立叶变换红外光谱分析

FTIR可有效表征复合膜各组分间官能团的相互作用及分子融合特性,结果如图4所示。纯壳聚糖膜呈现典型的多糖类红外特征,如3 294 cm-1处的宽强吸收峰对应分子内O—H与N—H的伸缩振动,为壳聚糖的特征吸收峰;2 927 cm-1和2 880 cm-1处的弱吸收峰为C—H(—CH2—、—CH2)的伸缩振动峰,反映烷基链的结构特征;1 645 cm-1处的强吸收峰对应酰胺Ⅰ带CO的伸缩振动,是壳聚糖乙酰化残基的特征标识;1 558 cm-1处的吸收峰为酰胺Ⅱ带N—H弯曲振动与C—N伸缩振动的耦合峰,表征分子中氨基(—NH2)的存在;1 411、1 336 cm-1处的吸收峰分别对应C—H弯曲振动与HN—CO伸缩振动;1 152、1 028 cm-1附近的多重吸收峰则为壳聚糖多糖骨架的特征峰[29]。

添加不同量的金花茶黄酮提取物后,复合膜的红外光谱出峰位置与纯壳聚糖膜基本一致,未出现新的官能团特征吸收峰,表明壳聚糖与金花茶黄酮提取物之间未形成新的共价键,复合膜的主体化学结构保持稳定。复合膜在3 290 cm-1处出现宽吸收峰,较纯壳聚糖膜发生轻微红移,且峰形宽化程度随金花茶黄酮提取物添加量增加逐步减弱,分析认为金花茶黄酮中的酚羟基(—OH)与壳聚糖分子的氨基、羟基形成分子间氢键,减少了游离氢键的数量,降低了官能团振动的自由度[30];1 644、1 557 cm-1处的强吸收峰同时对应金花茶黄酮母核中CO的伸缩振动与壳聚糖的酰胺特征峰,1 152 cm-1处的吸收峰叠加了黄酮糖苷的伸缩振动信号,上述峰的强度随金花茶黄酮提取物添加量增加略有提升,与复合膜中黄酮类官能团负载量增加有关。其余特征峰(2 927、2 880、1 411 cm-1等)的峰位、峰形及强度无显著变化(P>0.05),说明金花茶黄酮提取物的添加量增加未改变壳聚糖烷基链、多糖骨架等基础结构的存在状态。综上,壳聚糖与金花茶黄酮提取物的相互作用以分子间氢键为主,该物理相互作用为复合膜结构稳定性的提升提供了重要化学基础。

2.1.7 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜抑菌性能

根据卫生部印发的《消毒技术规范》(2002年版),抑菌圈直径小于7 mm表明抑菌效果较弱,抑菌圈直径越大,抑菌效果越好[31]。抑菌圈直径测定结果如表6、表7所示,当金花茶黄酮提取物质量浓度为30～50 g/L时,复合膜对3种致病菌的抑菌效果显著提升(P<0.05),其中金花茶黄酮提取物添加量为50 g/L的复合膜对金黄色葡萄球菌抑菌圈直径达8.79 mm,显著高于空白组(6.07 mm)(P<0.05);而金花茶黄酮提取物添加量为0～20 g/L组复合膜抑菌圈直径无显著差异(P>0.05)。这一现象表明,低浓度金花茶黄酮提取物难以形成有效抑菌浓度。当金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L以上时,黄酮可破坏细菌细胞膜完整性,抑制致病菌生长。

2.1.8 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜DPPH抗氧化能力分析

DPPH自由基清除率是表征活性物质自由基清除能力的关键指标,其数值越大,对应体系的抗氧化活性越强。由图5可知,随着金花茶黄酮提取物添加量增加,复合膜的DPPH自由基清除率显著上升(P<0.05)。空白组(0 g/L)的DPPH自由基清除率仅为35.67%;而当金花茶黄酮提取物添加量升至50 g/L时,复合膜的DPPH自由基清除率升至77.34%,较空白组(0 g/L)增大了约2.1倍。这一结果表明,金花茶黄酮提取物添加量与复合膜抗氧化活性呈正相关。其作用机制可归因于金花茶黄酮提取物中黄酮类、多酚类活性成分通过供氢作用结合自由基,且随金花茶黄酮提取物添加量增加,复合膜中活性成分负载量及自由基结合位点增多。

2.2 金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜对猪肉保鲜效果分析

2.2.1 不同贮藏时间金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜对猪肉质构特性的影响

由表8可知,对照组、壳聚糖膜组及复合膜组猪肉的硬度、弹性及咀嚼性均随贮藏时间延长呈下降趋势,且壳聚糖膜组及复合膜组猪肉的质构特性(硬度、弹性、咀嚼性)下降趋势显著小于对照组(P<0.05)。对于对照组而言,由于猪肉长时间与空气中氧气接触,增强了需氧微生物繁殖,同时加剧了猪肉脂肪氧化。而壳聚糖膜组及复合膜组则通过阻隔氧气、抑制微生物生长,加强了对猪肉的保护作用。加之金花茶黄酮提取物中含有丰富的黄酮分子,结合壳聚糖分子中的酚类物质,两者协同作用增强了复合膜的抗氧化性,有效抑制了猪肉蛋白氧化及品质劣变,维持了猪肉肉质的鲜嫩口感与食用品质。

2.2.2 不同贮藏时间金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜对猪肉的pH值、TVB-N、TBARS、菌落总数的影响

由图6可知,随着贮藏时间的延长,3种处理方式下猪肉的pH值皆呈现显著上升趋势(P<0.05)。pH值的升高与肉中微生物繁殖、蛋白质分解成挥发性碱性物质(氨和胺)有关。研究表明,当pH值为5.8～6.2时为“新鲜肉”,pH值为6.3～6.6时为“次鲜肉”,pH值>6.7时则为“变质肉”[32]。由图6可知,贮藏初期(0～3 d),各组pH值维持在5.8～6.2的“新鲜肉”范围,此阶段腐败性微生物代谢产生的酸性产物较少,pH值相对稳定。随着贮藏时间延长,对照组pH值快速升高,第6天即超出次鲜肉pH值范围(6.4),进入腐败阶段;第15天时进一步升至7.32,腐败加剧。壳聚糖膜组pH值上升速率较对照组缓慢,第15天时达到6.5,刚达腐败临界值;而复合膜组pH值始终保持缓慢上升趋势,第15天时为6.3,仍处于次新鲜肉pH区间。分析认为壳聚糖和金花茶黄酮提取物均具备一定的抗氧化性能,从而抑制了猪肉蛋白氧化,减少碱性代谢产物产生,延缓了猪肉pH值的上升。

在肉品贮藏阶段,酶与细菌等微生物作用会促使肉的肌原纤维蛋白水解,生成氨及杂环胺等具挥发性的碱性含氮组分,其总和以总挥发性盐基氮(TVB-N)表征,已公认为鲜肉品质劣变的核心指标。脂质氧化链式反应所产生的次级氧化产物,可与TBARS在特定条件下发生显色反应,此方法常被用于定量表征肉品中脂肪的氧化程度。已有研究表明,TBARS区间为0.20～0.50 mg/kg对应“优级”鲜肉;一旦超出0.5 mg/kg,即可判定为氧化酸败型“变质肉”[33]。由图7可知,随着贮藏时间的延长,所有组的TVB-N与TBARS含量均呈现逐渐上升趋势(P<0.05)。其中,对照组的TVB-N与TBARS含量上升速率最快。当贮藏时间为9 d时,对照组猪肉的TVB-N含量已超15 mg/100 g;当贮藏时间为6 d,对照组猪肉的TBARS含量也已经超过5 mg/kg,两项指标均达到“变质肉”判定标准。相比之下,复合膜组表现出对TVB-N与TBARS含量显著的抑制效果(P<005),TVB-N与TBARS含量分别在第12天和第9天达到超标水平。这一结果表明,加了金花茶黄酮提取物及壳聚糖的复合膜能够有效降低猪肉的脂质氧化及蛋白质的变性,且金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜结构更致密,可在一定程度上减少了O2的透过率,进而延长猪肉货架期。

菌落总数是表征肉品品质的重要指标。已有研究表明,菌落总数<4 lg CFU/g被认定为“新鲜肉”,菌落总数4～6 lg CFU/g为次新鲜肉,菌落总数>6 lg CFU/g为变质肉[34]。由图8可知,随着贮藏时间的延长,各处理组猪肉的菌落总数均呈递增趋势(P<0.05),其中对照组菌落总数增速最显著。当贮藏时间为12 d时菌落总数已达6.02 lg CFU/g,猪肉已成为“变质肉”;壳聚糖膜对于菌落总数具有一定的抑制作用,当贮藏时间为15 d时菌落总数达5.74 lg CFU/g,猪肉达到了“次级新鲜肉”。而复合膜对于菌落总数抑制效果最优,当贮藏时间为15 d时,菌落总数为3.322 lg CFU/g,较对照组降低了1.8倍,仍处可接受范围。

2.2.2 不同贮藏时间金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜对猪肉感官得分的影响

由图9可知,随着贮藏时间的延长,各处理组猪肉的感官得分皆呈下降趋势。其中经复合膜处理的猪肉在贮藏期内的感官得分均优于对照组及壳聚糖膜组。0～3 d内各处理组感官得分差异不显著(P>0.05),说明贮藏时间3 d内猪肉并未发生明显变质;当贮藏时间为6 d时,对照组猪肉已出现渗汁、发黏及轻微异味;复合膜组贮藏时间为12 d时才出现猪肉表面渗水、轻微发黏现象,使猪肉货架期延长了6 d。金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜有助于提升猪肉感官性状及保鲜效果,与上面的理化指标相一致。

3 结论

本研究以壳聚糖为基材、金花茶黄酮为活性成分,制备不同金花茶黄酮提取物添加量的可食性复合膜,并探究其理化特性及对生鲜猪肉的保鲜效果。结果表明,金花茶黄酮提取物添加量为30 g/L时,复合膜综合性能最优。其通过黄酮与壳聚糖的氢键交联作用形成致密稳定结构,兼具优良的阻隔、力学性能及显著的抑菌抗氧化活性,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌均表现出有效抑菌效果;将该复合膜应用于生鲜猪肉保鲜,在4 ℃贮藏条件下可有效延缓猪肉pH值升高、质构硬化、脂质氧化及微生物繁殖,贮藏15 d后猪肉TVB-N值、TBARS值及菌落总数均显著低于对照组与壳聚糖膜组(P<0.05),感官品质维持良好,保鲜期较对照组延长6 d。说明该复合膜具有良好的阻隔性能,为生鲜猪肉绿色保鲜提供了新型可食性包装材料,同时拓展了金花茶与壳聚糖的高值化应用场景。

参考文献

[1] XIN K Q,JI X Y,GUO Z L,et al.Pitaya peel extract and lemon seed essential oil as effective sodium nitrite replacement in cured mutton[J].LWT,2022,160:113283.

[2] 提伟钢,于文越,邵士凤,等.可食性涂膜保鲜技术研究进展[J].保鲜与加工,2013,13(2):49-52; 57.TI W G,YU W Y,SHAO S F,et al.Research progress of edible coating preservation technology[J].Storage and Process,2013,13(2):49-52; 57.

[3] 万怡格,李铭贵,郭思敏,等.壳聚糖用于可降解食品保鲜膜的制备的可行性分析[J].中国包装,2023,43(3):22-25.WAN Y G,LI M G,GUO S M,et al.Feasibility analysis of chitosan used in the preparation of degradable food preservative film[J].China Packaging,2023,43(3):22-25.

[4] 王恩胜,杨晓聪,张雯雯,等.多甲氧基黄酮-花青素-壳聚糖复合膜的制备、性能测定及在猪肉新鲜度指示中的应用[J].肉类研究,2024,38(12):42-47.WANG E S,YANG X C,ZHANG W W,et al.Preparation,characterization and application of polymethoxy flavone-anthocyanin-chitosan composite membrane in pork freshness indication[J].Meat Research,2024,38(12):42-47.

[5] 李中珍,周丽娇,王蕾,等.多酚基复合膜的制备及食品保鲜应用进展[J].食品科学,2025,46(16):398-410.LI Z Z,ZHOU L J,WANG L,et al.Recent advances in the preparation and application of polyphenol-based composite films in food preservation[J].Food Science,2025,46(16):398-410.

[6] 吴海英,黄倩倩,李诗华,等.金花茶花活性组分成分分析及抗炎作用[J].食品与发酵工业,2024,50(8):197-203.WU H Y,HUANG Q Q,LI S H,et al.Component analysis and anti-inflammatory activity of active ingredients from Camellia nitidissima Chi flower[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(8):197-203.

[7] 闫伟伟,李金花,张宇晴.超声波辅助酶法提取金花茶总黄酮工艺优化及抗氧化性研究[J].生物化工,2024,10(4):109-112; 117.YAN W W,LI J H,ZHANG Y Q.Study on the optimization of ultrasonic assisted enzymatic extraction of total flavonoids from Camellia petelotii and its antioxidant properties[J].Biological Chemical Engineering,2024,10(4):109-112; 117.

[8] 高珍琦,谢娜婷,陈丹丹,等.马齿苋黄酮提取工艺优化及体外抗氧化评价[J].福建轻纺,2022(6):7-11.GAO Z Q,XIE N T,CHEN D D,et al.Optimization of extraction process of flavonoids from Portulaca oleracea and evaluation of antioxidant activity in vitro[J].The Light &Textile Industries of Fujian,2022(6):7-11.

[9] BIERHALZ A C K,DA SILVA M A,BRAGA M E M,et al.Effect of calcium and/or barium crosslinking on the physical and antimicrobial properties of natamycin-loaded alginate films[J].LWT-Food Science and Technology,2014,57(2):494-501.

[10] 赵然.植物精油复合花青素可食膜的制备及其保鲜效果研究[D].锦州:渤海大学,2021.ZHAO R.Preparation of plant essential oil composite anthocyanin edible films and study on their fresh-keeping effect[D].Jinzhou:Bohai University,2021.

[11] 李娜.紫苏精油提取及其防腐复合材料的制备和性能研究[D].太原:中北大学,2018.LI N.Extraction of perilla essential oil and preparation and performance study of its antiseptic composite materials[D].Taiyuan:North University of China,2018.

[12] 任鹏飞,刘雨辰,王东营.壳聚糖-薄荷精油复合涂膜的制备及其对生鲜猪肉的保鲜应用[J].食品科技,2024,49(12):98-104.REN P F,LIU Y C,WANG D Y.Preparation of chitosan-Mentha piperita essential oil composite film and its application to fresh pork preservation[J].Food Science and Technology,2024,49(12):98-104.

[13] 王恩胜,陈鑫沛,李坤,等.膨化珍珠岩-五倍子单宁-羧甲基纤维素复合膜的制备及其在猪肉保鲜中的应用[J].粮食与油脂,2025,38(10):63-68.WANG E S,CHEN X P,LI K,et al.Preparation of expanded perlite-Galla chinensis tannin-carboxymethyl cellulose composite film and its application in pork preservation[J].Cereals &Oils,2025,38(10):63-68.

[14] 李喆婧.多糖-甘油三酯可食用复合膜的制备及在预制牛肉中的应用研究[D].延吉:延边大学,2024.LI Z J.Preparation of polysaccharide-triglyceride edible composite films and their application in prepared beef[D].Yanji:Yanbian University,2024.

[15] 陈鹏飞.多花黄精叶黄酮提取纯化及其在抗氧化复合膜中的应用[D].重庆:重庆工商大学,2023.CHEN P F.Extraction and purification of flavonoids from Polygonatum cyrtonema leaves and their application in antioxidant composite films[D].Chongqing:Chongqing Technology and Business University,2023.

[16] YUAN D D,HAO X,LIU G R,et al.A novel composite edible film fabricated by incorporating W/O/W emulsion into a chitosan film to improve the protection of fresh fish meat[J].Food Chemistry,2022,385:132647.

[17] 平雪丽.山奈活性成分提取鉴定及其在复合膜中的应用[D].重庆:重庆工商大学,2022.PING X L.Extraction and identification of active components from Kaempferia galanga and their application in composite films[D].Chongqing:Chongqing Technology and Business University,2022.

[18] 王元川,高雪梅,杨宝君,等.响应面法优化铁皮石斛软糖配方及其抗氧化活性分析[J].食品工业科技,2023,44(13):197-206.WANG Y C,GAO X M,YANG B J,et al.Optimization of Dendrobium offcinale fondant formulation and its antioxidant activity determination by response surface methodology[J].Science and Technology of Food Industry,2023,44(13):197-206.

[19] 崔莹莹.挂糊油炸猪肉片嫩化工艺优化及机理研究[D].哈尔滨:哈尔滨商业大学,2020.CUI Y Y.Optimization and mechanism study of tenderization process for battered and fried pork slices[D].Harbin:Harbin University of Commerce,2020.

[20] 王敬涵,王舒彤,戴瑞,等.芋头粉对低盐巴沙鱼鱼糜凝胶特性的影响[J].中国调味品,2024,49(8):106-112.WANG J H,WANG S T,DAI R,et al.Effect of taro powder on gel properties of low-salt Basa fish surimi[J].China Condiment,2024,49(8):106-112.

[21] 刘绪,金玉婷,曾晨阳,等.负载纤维素纳米晶稳定的复合精油Pickering乳液的壳聚糖薄膜对牛肉香肠保质期的影响[J].食品与发酵工业,2025,51(20):247-254.LIU X,JIN Y T,ZENG C Y,et al.Chitosan film loaded with cellulose nanocrystalline stabilized cinnamon and clove complex essential oil Pickering emulsion extends shelf life of beef sausage[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(20):247-254.

[22] 姜雪,段蕾,韩墨,等.壳聚糖/酸枣仁黄酮复合膜的制备与表征[J].食品研究与开发,2020,41(5):93-97.JIANG X,DUAN L,HAN M,et al.Preparation and characterization of chitosan film incorporated with jujube flavonoid[J].Food Research and Development,2020,41(5):93-97.

[23] WANG J T,LI Z Q,LIU J X,et al.Synergistic enhancement of barrier performance in silanized modified hemicellulose/PVA composite films through oxalic acid crosslinking[J].Industrial Crops and Products,2024,215:118644.

[24] 李晓雁,曹博强,杨红澎,等.三赞胶-海藻酸钠可食用复合膜的制备及性能[J].食品工业科技,2021,42(19):255-260.LI X Y,CAO B Q,YANG H P,et al.Preparation and properties of sanxan/sodium alginate edible composite film[J].Science and Technology of Food Industry,2021,42(19):255-260.

[25] 方娟丽,熊群燕,龚锐枝,等.黄皮多糖/壳聚糖复合可食膜的制备、结构表征及理化性质[J].现代食品科技,2024,40(8):263-273.FANG J L,XIONG Q Y,GONG R Z,et al.Preparation,structural characterization and physicochemical properties of wampee polysaccharide/chitosan composite edible film[J].Modern Food Science &Technology,2024,40(8):263-273.

[26] 颜丙忠.玉米苞叶黄酮-羧甲基壳聚糖复合膜对冷鲜羊肉的保鲜作用[J].食品与发酵科技,2025,61(6):39-46.YAN B Z.Preservation effect of corn bract flavonoid-carboxymethyl chitosan composite film on freshly chilled mutton[J].Sichuan Food and Fermentation,2025,61(6):39-46.

[27] TANG M M,LIU F,WANG Q,et al.Physicochemical characteristics of ginger essential oil nanoemulsion encapsulated by zein/NaCas and antimicrobial control on chilled chicken[J].Food Chemistry,2022,374:131624.

[28] FAN J J,WANG Q,MA L,et al.Extreme Mo isotope variations recorded in high-SiO2 granites:Insights into magmatic differentiation and melt-fluid interaction[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2022,334:241-258.

[29] WEI L L,LI J S,QIN X L,et al.Enhancing the antioxidant properties and compatibility of protein/sodium alginate film by incorporating Zanthoxylum bungeanum essential oil Pickering emulsion[J].Food Chemistry,2024,445:138771.

[30] 王俊杰,冉露霞,朱桢栀,等.柑橘皮/壳聚糖复合膜制备及性能研究[J].食品与发酵工业,2024,50(3):149-156.WANG J J,RAN L X,ZHU Z Z,et al.Study on preparation and properties of Citrus peel/chitosan composite film[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(3):149-156.

[31] 王清,陈秋怡,雷磊,等.海藻酸钠/壳聚糖/纳米硒复合膜的制备及其在草莓保鲜中的应用[J].食品与发酵工业,2025,51(17):317-325.WANG Q,CHEN Q Y,LEI L,et al.Preparation of sodium alginate/chitosan/nano-selenium composite film and its application in strawberry preservation[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(17):317-325.

[32] XIA X F,KONG B H,LIU Q,et al.Physicochemical change and protein oxidation in porcine longissimus dorsi as influenced by different freeze-thaw cycles[J].Meat Science,2009,83(2):239-245.

[33] 郝教敏,杨文平,靳明凯,等.荞麦多酚在卤猪肉制品防腐保鲜中的应用[J].中国调味品,2019,44(12):22-25; 30.HAO J M,YANG W P,JIN M K,et al.Application of buckwheat polyphenols in preservation and fresh keeping of marinated pork products[J].China Condiment,2019,44(12):22-25; 30.

[34] 温冬玲.基于宏基因组学与代谢组学的冷鲜鸡肉贮藏品质研究[D].广州:仲恺农业工程学院,2017.WIN D L.Study of the quality of chilled chicken during storage based on metagenomics and metabolomics approach[D].Guangzhou:Zhongkai University of Agriculture and Engineering,2017.

Study on properties of flavonoids extract of Camellia nitidissima-chitosan composite membrane and its preservation effect on pork

CUI Yingying1,2,3,4,LIANG Manhua1,2,3,CHEN Meijuan1,2,3,YI Yuwen4,5,HUANG Kaizheng4,5*,LAN Minglu4,5*

1(School of Food and Health,Guilin Tourism University,Guilin 541006,China)2(Key Laboratory of Industrialized Processing and Safety of Guangxi cuisine,Guilin 541006,China)3(Guangxi Engineering Research Center for Large-Scale Preparation &Nutrients and Hygiene of Guangxi Cuisine,Guilin 541006,China)4(Cuisine Science Key Laboratory of Sichuan Province,Sichuan Tourism University,Chengdu 610100,China)5(College of Culinary and Food Science Engineering,Sichuan Tourism University,Chengdu 610100,China)

ABSTRACT In order to systematically explore the physical and chemical properties and preservation mechanism of Camellia nitidissima flavonoids extract-chitosan composite film,this study used chitosan as the substrate and Camellia nitidissima flavonoids as the active ingredient to prepare the composite film with the mass concentration of Camellia nitidissima flavonoids extract(0 g/L,10 g/L,20 g/L,30 g/L,40 g/L,50 g/L).The effect of the addition of Camellia nitidissima flavonoids extract on the performance of the composite film was systematically investigated,and the preservation effect of the optimal performance composite film on fresh pork was explored.The results showed that when the mass concentration of flavonoids extract from Camellia nitidissima was 30 g/L,the comprehensive performance of the composite film was the best.The thickness was 0.11 mm,the water vapor permeability was 0.46 %,the tensile strength was 114.08 MPa,and the elongation at break was 67.88 %.It had a good antibacterial effect on Escherichia coli,Staphylococcus aureus,and Salmonella.The composite film could significantly delay the increase of pH value and texture hardening of fresh pork during storage,and effectively inhibit the proliferation of total number of colonies and the increase of TVB-N value and TBARS value.The shelf life was 6 days longer than that of the control group.This study provides a new and efficient edible packaging material for the green preservation of fresh pork,which has a good application prospect.

Key words flavonoids extract of Camellia nitidissima; chitosan; composite membrane; pork preservation; physicochemical properties

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.045886

引用格式：崔莹莹,梁曼华,陈梅娟,等.金花茶黄酮提取物-壳聚糖复合膜性能及其对猪肉保鲜效果研究[J].食品与发酵工业,2026,52(16):297-306.CUI Yingying,LIANG Manhua,CHEN Meijuan,et al.Study on properties of flavonoids extract of Camellia nitidissima-chitosan composite membrane and its preservation effect on pork[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(16):297-306.

第一作者：硕士,讲师(黄开正讲师和兰明路教授为共同通信作者,E-mail:18982225902@qq.com;cheflanminglu@126.com)

基金项目：2023年度广西高校中青年教师基础能力提升项目(2023KY0855);广西高校桂菜工业化加工与安全重点实验室2024年度资助项目(2024KLGC0203);烹饪科学四川省高等学校重点实验室2024年度开放课题资助项目(PRKX2024Z15)

收稿日期：2026-01-20,改回日期：2026-03-27