Preparation of Bleached Shellac/Sodium Alginate Composite Film and Its Application in Chilled Fresh Meat Preservation
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摘要: 为了制备出一款机械性能和保鲜性能良好的复合薄膜，以1.5%的海藻酸钠为基础膜液，添加不同浓度的漂白紫胶微粒乳液，负载抗氧化剂生育酚，制成不同的漂白紫胶/海藻酸钠复合膜。比较其机械性能和透过性能，通过红外光谱分析和电镜表征其结构，并比较其对冷鲜肉保鲜效果的差异。结果表明，漂白紫胶含量5%的复合膜机械性能较好，相比PE膜透光率降低了37.37%，紫外阻隔率提高了43.00%，具有较好的CO2/O2选择性，并且复合膜微观结构表征结果与其性能相互印证。用该膜对冷鲜猪肉进行覆膜保鲜，可有效降低贮藏期间肉的TVB-N含量、汁液流失率、pH和高铁肌红高蛋白含量，货架期提升至9 d。本研究对复合保鲜膜的研制和减缓冷鲜猪肉在贮藏过程中的腐败变质，保护猪肉色泽、口感及提升其营养价值具有一定的参考意义。Abstract: In order to prepare a composite film with good mechanical properties and preservation properties, different bleached shellac/sodium alginate composite films were prepared by taking 1.5% sodium alginate as the base film solution, adding different concentrations of bleached shellac particle emulsion, and loading antioxidant tocopherol. Then the mechanical properties and permeability were compared, and the structure was characterized through FTIR spectroscopy analysis and SEM testing. The differences in preservation effects on cold fresh meat were also compared. The results showed that the composite film with 5% bleached shellac content had better properties, including mechanical properties, 37.37% reduction in transmittance and 43.00% increase in utraviolet ray barrier compared with PE film, and better CO2/O2 selectivity. And the microstructure characterization of the composite films were mutually confirmed with their performance. Using this film to pack chilled pork for preservation can effectively reduce the TVB-N content, drip loss, pH value and metmyoglobin content, and increase the shelf life to 9 days. This work has certain reference significance for the development of edible film and benefits for slowing down the spoilage of chilled pork during storage, protecting the color and taste of pork, and enhancing its nutritional value.
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Keywords:
- sodium alginate /
- bleached shellac /
- edible film /
- chilled meat /
- preservation
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相比传统鲜肉，冷鲜肉具有安全卫生、汁液流失少、营养价值高的优点[1]。目前冷鲜肉的冷藏保质期不到一周，限制了冷鲜肉行业的快速发展[2]。国内外对冷鲜肉的保鲜主要采用低温冷藏和真空包装的方法，但存在设备成本高，货架期短，汁液流失率高等缺点[3]。可食用膜用于肉类加工行业，可以满足消费者对高质量、低成本、可持续、天然且安全的食品包装的要求。可食性包装膜材料种类多样，包括多糖、动植物蛋白和脂类等，可用于肉及肉制品的包装，具有减少水分蒸发、抑制变色、抑菌、抗氧化等功能[4-6]，其效果取决于生物聚合物类型和生物活性化合物，因此目前研究的重点是将不同膜材料合理进行复配，以改善膜的功能特性[7]。
漂白紫胶是由紫胶虫分泌物提取的一种天然树脂，它具有防潮、防腐、易成膜、无毒无害、化学性能稳定等特性[8]，但水溶性差、耐热性能差，导致其应用受到限制。海藻酸钠具有良好的成膜性，成膜后具有优良的透明度和抗拉强度，但机械性能和阻隔性能不足[9]。仅使用成膜基材制成的包装膜往往保鲜效果不够理想，通常会添加防腐剂或抗氧化剂等活性物质辅助保鲜，例如添加精油[10-11]、多酚[12-13]和生育酚[14]等。谢菁等[15]发现α-生育酚能显著抑制冷鲜猪肉脂肪氧化，同时可以改善肉色、降低汁液流失率。目前，鲜有紫胶基复合膜在冷鲜肉中应用的相关研究报道，本文将紫胶、海藻酸钠和生育酚三者有序复合，通过紫胶改良海藻酸钠的膜性能，从而弥补海藻酸钠太过亲水的特性，同时添加抗氧化剂生育酚，为冷鲜猪肉复合保鲜膜的制备提供理论基础，以期延长冷鲜肉的贮藏期并扩大紫胶在食品保鲜领域的应用。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
冷鲜猪肉、PE保鲜膜 购自超市；海藻酸钠 分析纯，天津市登峰化学试剂厂；漂白紫胶 分析纯，郑州亿之源化工产品有限公司；丙三醇、吐温80、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾 分析纯，天津市巴斯夫化工有限公司；硼酸、浓硫酸、甲基红、亚甲基蓝、氧化镁 分析纯，郑州派尼化学试剂厂；α-生育酚 分析纯，安徽酷尔生物工程有限公司；95%乙醇 分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司；无水氯化钙、氢氧化钠 分析纯，天津市大茂化学试剂厂；溴化钾 光谱纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。
TDL-40B低速离心机 上海安亭科学仪器厂；雷磁PHS-3C型pH计 上海仪电科学仪器有限公司；IKA-T25高速分散机 德国IKA公司；MS-PA磁力搅拌器 大龙兴创实验仪器（北京）股份公司；CP214分析天平 奥豪斯仪器（上海）；ST-04凯氏定氮仪 山东盛泰仪器有限公司；TMS-PRO质构仪 北京盈盛恒泰科技有限责任公司；LS182太阳膜测试仪 深圳市林上科技有限公司；TC600覆层检测仪 上海高致精密仪器有限公司；VYJG-9920鼓风干燥箱 杭州亿捷科技有限公司；A390紫外分光光度计 翱艺仪器（上海）有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜的制备
称取一定质量的漂白紫胶溶于95%乙醇中配制2%漂白紫胶溶液，过滤后备用，再将0.2 mL生育酚和漂白紫胶溶液先后用注射器分散到150 mL含0.15g吐温80的水体系中，用高速分散机15000 r/min进行乳化，分别配制浓度为4%、5%、6%、7%、8%的漂白紫胶乳液。再称取1.5 g的海藻酸钠（sodium alginate，SA），加入100 mL蒸馏水，用注射器吸取0.4 mL甘油加入其中，用磁力搅拌器45 ℃下800 r/min搅拌1 h至完全溶解，配制成1.5%的SA溶液。将1.5%的SA溶液分别与不同浓度的漂白紫胶乳液以质量比3:1进行复配，充分搅拌后超声去除泡沫，制备出五组不同浓度配比的漂白紫胶/海藻酸钠复合膜液，以PE保鲜膜作为对照。取复合膜液涂布于20 cm×20 cm的玻璃板上，置于无菌工作台中室温干燥48 h，待膜液完全干透后，将薄膜掀下，放入封袋内以备后续理化指标的测定。本研究技术路线如图1所示。
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图 1 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜制备的技术路线Figure 1. Technology roadmap for preparation of bleached shellac/sodium alginate composite film1.2.2 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜性能的测定
1.2.2.1 透光性测定
取1.2.1中制备的五组漂白紫胶/海藻酸钠复合膜，并以PE保鲜膜作为对照组，用太阳膜测试仪测定紫外线阻隔率和可见光透过率。
1.2.2.2 厚度测定
使用覆层检测仪（0.1 μm）依次测量五组复合膜厚度。将膜平铺在方形铁板上，用非磁性探头取若干位置测量厚度，取平均值S，该值用来计算水蒸气透过率和拉伸强度。
1.2.2.3 水蒸气透过率（water vapor permeability，WVP）的测定
参考郭开红等[16]的拟杯式法并稍作修改，对五组复合膜依次测定。室温条件下，将烘干至恒重的无水氯化钙粉末加入到称量瓶中，至瓶口5 mm左右处。剪取膜光滑平整的部分，将膜放置在瓶口上，石蜡封口，然后迅速称重。将已称重的称量瓶放入底部为蒸馏水的干燥器内，25 ℃恒温静置，每隔2 h取出称量瓶称质量，连续测定5次，每个样品做三个平行取平均值。水蒸气透过率根据式（1）计算。
$$\rm WVP = \frac{{\Delta m \times S}}{{S\text{'} \times \Delta t \times \Delta p}} $$ (1) 式中：WVP—水蒸气透过系数，g·mm/（m2·d·kPa）；Δm表示稳定后膜的质量增量，g；S表示复合膜的厚度，mm；S'表示有效透过水蒸气的膜的面积，m2；Δt表示质量增量稳定后的两次时间间隔，d；Δp表示膜内外水蒸气压差，kPa，该方法Δp取2.3763 kPa。
1.2.2.4 氧气透过率的测定
根据Wang等[17]的方法稍作修改，对五组复合膜依次测定。将膜均裁剪成5 cm×5 cm的方形，在称量杯中加入5 mL食用油，1 mL亚油酸，随后将膜固定在称量杯口，称取杯子初始重量后，室温下放置2 d后取出立即称重。按式（2）计算氧气透过率。
$$ \text{}\text{氧气透过率}=\frac{{\Delta\text{m}}_{\text{1}}\text{×S}}{\text{t×A}} $$ (2) 式中：Δm1表示杯子增加的重量，g；S表示复合膜的厚度，mm；t表示时间，d；A表示杯口的面积，m2。
1.2.2.5 二氧化碳透过率测定
用强碱吸收法对五组复合膜依次测定[18]。在杯子中加入浓氢氧化钠溶液，然后依次将五组复合膜固定在杯子口，2 d后取出，立即称重。按式（3）计算二氧化碳透过率。
$$ \mathrm{二}\mathrm{氧}\mathrm{化}\mathrm{碳}\mathrm{透}\mathrm{过}\mathrm{率}=\frac{{\Delta\text{m}}_{\text{2}}\text{×S}}{{\text{t}}\text{'}\text{×A}\text{'}} $$ (3) 式中：Δm2表示杯子增加的重量，g；S表示复合膜的厚度，mm；t'表示时间，d；A'表示杯口的面积，m2。
1.2.2.6 机械性能测定
参考李彤等[19]的方法，略作改动。将裁剪好的五组复合膜依次夹于两个探头之间，有效拉伸长度为50 mm，探头速率为15 mm/min。记录膜样品断裂时的最大作用力和长度。每个测试至少重复3次，分别按照式（4）、式（5）计算膜的拉伸强度和断裂伸长率。
$$ {\rm{T}}=\frac{\text{F}}{\text{S}} $$ (4) 式中：T表示样品的拉伸强度，MPa；F表示样品断裂时承受的最大作用力，N；S表示样品的横截面积，mm2；
$$ \text{E}(\text{%})=\frac{\text{L}-{\text{L}}_{\text{0}}}{{\text{L}}_{\text{0}}}\times \text{100} $$ (5) 式中：E表示样品的断裂伸长率；L表示样品断裂时的长度，mm；L0表示样品的初始长度，mm。
1.2.3 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜结构的表征
1.2.3.1 傅里叶变换红外光谱分析
根据1.2.1的方法配制5%漂白紫胶乳液和1.5%的海藻酸钠溶液，涂布干燥制膜，对漂白紫胶膜、海藻酸钠膜和不同浓度的漂白紫胶/海藻酸钠复合膜进行扫描分析。将溴化钾和待测样品按1:100质量比均匀研磨并进行压片处理。扫描范围在4000～400 cm−1，分辨率为4 cm−1，扫描次数为32次[20]。
1.2.3.2 扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）分析
用SEM对不同浓度的漂白紫胶/海藻酸钠膜的表面形貌进行分析。将样品用剪刀剪成5 mm×5 mm的方形，放置在贴有导电胶的小圆台上，进行喷金处理后放进显微镜中测试，仪器加速度电压15 kV，放大倍数为1000倍。
1.2.4 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜对冷鲜猪肉的保鲜效果
原料预处理：选取在屠宰场经过冷却、排酸处理后的猪外脊，在超净工作台中剔除肉样可见筋膜及脂肪，将猪肉等量分割成180 g左右的若干等份，然后分别用五组复合膜包裹后置于无菌培养皿中，对照组用PE保鲜膜包裹，所有样品4 ℃冷藏12 d。分别在第0、3、6、9、12 d对猪肉的理化指标进行测定。
1.2.4.1 汁液流失率的测定
在第0 d分别称量对照组、4%、5%、6%、7%、8%组的肉样初始质量，在第3、6、9、12 d再次称量各组肉样的重量，每次称量均重复三次，取平均值。计算公式见式（6）：
$$ \mathrm{汁}\mathrm{液}\mathrm{流}\mathrm{失}\mathrm{率}(\text{%})=\frac{\text{肉样初始质量}-\text{贮存后质量}}{\text{肉样初始质量}}\text{×100} $$ (6) 1.2.4.2 挥发性盐基氮（TVB-N）含量测定
参照 GB 5009.228中《食品中挥发性盐基氮的测定》半微量定氮法测定。评价标准为：一级鲜度≤15 mg/100 g，二级鲜度15~20 mg/100 g，变质肉>20 mg/100 g。
1.2.4.3 pH测定
称取10 g肉样剪碎，置于锥形瓶中，加入100 mL的蒸馏水，振荡锥形瓶使肉分散开，浸泡30 min后用漏斗过滤，用pH计测定滤液pH[21]。
1.2.4.4 高铁肌红蛋白的测定
取5 g肉样，研磨成糜状，加入50 mL磷酸盐缓冲溶液（K2HPO4、KH2PO4，4 ℃，40 mmol/L，pH6.8），匀浆。然后在4℃环境中静置30 min，再以4000 r/min离心10 min，过滤，取滤液。以磷酸盐缓冲溶液为空白对照，分别在525、572、700 nm测得吸光度值，高铁肌红蛋白含量按照式（7）进行计算[22]：
$$ \text{}\text{高铁肌红蛋白}\text{含量}(\text{%})=\frac{\text{1.395}-\left({\text{A}}_{\text{572}}-{\text{A}}_{\text{700}}\right)}{{\text{A}}_{\text{525}}-{\text{A}}_{\text{700}}}\text{×100} $$ (7) 1.3 数据处理
本文所有实验重复至少三次，数据采用Excel和SPSS24.0计算分析，使用Origin 2021绘图。
2. 结果与分析
2.1 漂白紫胶添加量对复合膜性能的影响
2.1.1 对透过性能的影响
紫外线和可见光都会加速食品成分的降解和氧化，造成食品营养物质的流失、品质劣变并产生有毒物质[23]。如图2A所示，随着漂白紫胶浓度的增加，复合薄膜的透光率先降低后增加，复合膜的紫外阻隔率呈现先增大后减小的趋势，并且样品组与PE保鲜膜组存在显著性差异（P<0.05）。在漂白紫胶浓度为5%时，透光率最低，为52.43%，紫外阻隔率最高，为60.90%，浓度为4%、6%、7%时透光率之间差异并不显著，故当浓度为5%时的复合膜呈现最好的可见光和紫外线阻隔率，原因可能是漂白紫胶添加入SA中，二者通过协同作用形成了更为致密的结构，使复合膜的透光率降低，比PE保鲜膜空白对照组降低了37.37%，紫外阻隔率比PE保鲜膜高了43.00%。结果表明该膜具有紫外可见光阻隔性能，能有效保护包装食品免受光辐射的影响。
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具有高CO2/O2选择性和合适H2O渗透性的透气膜可以维持低O2浓度和高CO2浓度的理想气体环境，抑制细菌的增殖[24]。漂白紫胶微粒通过改变SA与水结合的程度而降低复合膜WVP，结果见图2B。可以看出，随着漂白紫胶添加量的增加，复合膜的WVP呈现先降低后升高的趋势，漂白紫胶含量5%和6%复合膜的WVP较低，漂白紫胶含量6%时，复合膜WVP达到最小值8.12 g·mm/（m2·d·kPa）。WVP由膜的厚度及水分子的扩散速率决定，结果表明，漂白紫胶的加入并不会对SA的链条结构造成破坏，而是与SA通过协同作用形成了更为致密的结构。漂白紫胶和SA通过氢键结合，加强了分子之间的交联作用，使阻水率增加。当漂白紫胶添加量大于6%时，复合膜干燥过程中出现了析出、团聚的现象，造成膜不均匀、不平整，影响了成膜的致密程度，从而导致成膜的WVP上升。因此，使用漂白紫胶含量5%和6%的复合膜可以对覆膜冷鲜肉起到较好的保水作用，同时也防止环境中的水分渗透到薄膜内部。
漂白紫胶添加量的不同导致复合膜对O2和CO2表现出不同的渗透性，结果见图2C。随着漂白紫胶用量的增加，复合膜的O2透过率先降低再升高，复合膜的CO2透过率先上升后下降，且不同漂白紫胶添加量之间均存在显著性差异（P<0.05）。可以看出，5%的复合膜的对氧气阻隔效果最好。说明漂白紫胶微粒可以提高复合膜的CO2/O2选择性，Zhou等[25]制备的含有聚乳酸/壳聚糖微粒的漂白紫胶基复合膜用于保鲜水果的研究也有类似结论。
2.1.2 对复合膜机械性能的影响
薄膜的力学性能与聚合物薄膜形成的网络中分子间和分子内的相互作用力有关[26]。拉伸强度（TS）可以描述薄膜抵抗拉伸的能力（图3A）。断裂伸长率（Eb）可以显示薄膜的弹性和柔韧性（图3B）[27]。从图3可以看出，当漂白紫胶的含量增加时，复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小。当漂白紫胶的添加量为5%时，两者都达到了最大值，TS为27.11 MPa，Eb为26.01%。漂白紫胶的加入，增强了复合膜之间的分子间作用力，复合膜拉伸强度提高；当复合膜含量超过5%时，紫胶析出，使复合膜的结构发生松散，导致基体海藻酸钠大分子间的相互作用力减弱，使薄膜的拉伸强度降低。因此，从机械强度最大的角度来看，漂白紫胶的最适添加量为5%。
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图 3 不同漂白紫胶添加量对复合膜机械性能的影响Figure 3. Effects of different bleached shellac additions on mechanical properties of composite films2.2 漂白紫胶添加量对复合膜微观结构和形貌的影响
2.2.1 傅里叶变换红外光谱分析
如图4所示，在添加了漂白紫胶的复合膜的光谱图中，根据石小娟等[28]的研究，3600~3100 cm−1为羟基O-H键的伸缩振动吸收峰；2930和2859 cm−1分别为CH2和CH3的C-H伸缩振动吸收峰；1735~1704 cm−1为紫胶醛、酮、酸、酯中羰基C=O键的振动吸收峰；1633 cm−1为C=C组的不对称伸缩振动峰；1254 cm−1为C-O键伸缩振动峰。在未添加紫胶树脂的海藻酸钠膜（对照样品）中，1646 cm−1为C=O振动吸收峰[29]，复合膜中随着漂白紫胶添加量的增多，1731 cm−1处吸收峰开始增强，这是漂白紫胶中羰基吸收峰的位置。此外，相对于原料漂白紫胶和海藻酸钠，复合膜中随着漂白紫胶添加量的增加，O-H吸收峰开始向低波数方向移动，这是二者复合后羟基之间氢键增强的明显特征。综上所述，红外光谱的特征吸收峰与复合膜的组成变化之间形成了良好的印证关系。
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图 4 漂白紫胶膜、海藻酸钠膜和漂白紫胶/海藻酸钠复合膜的傅里叶变换红外光谱图Figure 4. Fourier transform infrared spectroscopy of bleached shellac film, sodium alginate film, and bleached shellac/sodium alginate composite film2.2.2 SEM分析
用SEM观察含不同浓度漂白紫胶的复合膜表面形貌。
图5a~图5e分别为含不同浓度漂白紫胶的复合膜，由图5a可看出复合膜表面较不平，可能由于放置在室温使膜发生皱缩。由图5d可知漂白紫胶的微粒直径2.8 μm左右，随着漂白紫胶浓度的增加，漂白紫胶/海藻酸钠复合膜表面出现较多的点状物。当添加量为8%时尤为明显，可能是此时漂白紫胶与海藻酸钠的相容性下降所致。结合2.1.1中复合膜水蒸气和气体透过性能的测试结果可见，维持适当的紫胶树脂添加量（如6%）更有利于保持复合膜表明平整、致密，从而具有更好的阻隔性。
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图 5 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜SEM图注：a~e依次为漂白紫胶添加量4%、5%、6%、7%、8%的复合膜。Figure 5. SEM images of bleached shellac/sodium alginate composite film2.3 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜对冷鲜猪肉贮藏品质的影响
由图6A可知，相比PE组，复合膜组可有效减缓冷鲜肉在贮藏期间品质下降的情况。这可能是由于SA的亲水性能使得它吸收外界中的水分，避免肉制品水分蒸发而保持适当的湿度，有助于维持肉制品的新鲜度[30]。汁液流失率是评价冷鲜猪肉保水性最直观的指标，汁液流失不仅会导致营养成分的损失，还会对猪肉的多汁性、风味等造成影响。由图6A可知，复合膜组的汁液流失率整体有增加的趋势。5%的复合膜显著低于PE膜组的汁液流失率（P<0.05）。0~3 d内，汁液流失率较高，之后的汁液流失率增加的较为缓慢，可能是因为所包裹的复合膜，阻碍了猪肉的水分散失，这与2.1.1中复合膜提高阻水率的结论相一致。
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图 6 不同覆膜冷鲜猪肉贮藏品质的变化Figure 6. Changes in storage quality of chilled pork covered with different membranesTVB-N含量能反映出猪肉中蛋白质的分解情况，与自身酶的作用和微生物繁殖有关，肉的新鲜度越高TVB-N含量越低[31]。已有研究表明SA制备的保鲜膜能有效地延缓肉制品贮藏期间表面微生物的生长繁殖[32-33]。不同覆膜冷鲜肉贮藏期间的TVB-N含量的变化如图6B所示。储藏期间猪肉的TVB-N含量均有所增加，用复合膜包裹的肉在0~3 d内TVB-N含量增长速度缓慢，6~12 d内TVB-N含量显著低于PE对照组（P<0.01），在第9 d，PE组肉的TVB-N含量已经达到21.00 mg/100 g，为变质肉，而复合膜组肉的TVB-N含量均未超标，到12 d时六组均变质。因此复合膜可有效降低肉的TVB-N含量，不同含量漂白紫胶的影响差异不显著（P<0.01），5%漂白紫胶组略优。
pH可用于判定猪肉新鲜度，储藏期间由于猪肉无氧呼吸产生乳酸或代谢产生的酸性物质使猪肉的pH先发生下降，后期由于脂肪的氧化和微生物的生长繁殖pH上升。由图6C可知，复合膜处理组比PE膜显著地减缓了pH的上升（P<0.05），5%的复合膜包裹的冷鲜猪肉pH变化较为缓慢。这可是因为复合膜具有阻氧性并能释放出生育酚，抑制了脂肪的氧化，同时SA膜也有一定的抑制微生物的作用。综上所述，含5%的漂白紫胶复合膜减缓猪肉品质下降的效果最好。
肉中肌红蛋白与氧气结合的情况决定了高铁肌红蛋白含量的高低，即冷鲜肉褐变程度[34]。由图6D可知，各实验组的高铁肌红蛋白含量均呈现先增加后减小再趋于平缓的趋势，0~3 d，高铁肌红蛋白含量迅速升高；3~6 d，低添加量紫胶树脂复合膜中高铁肌红蛋白含量低于PE组，而高添加量紫胶树脂复合膜中高铁肌红蛋白含量则高于PE组；6~9 d，复合膜组冷鲜肉中高铁肌红蛋白含量显著低于PE组（P<0.05），可能是因为该膜具有一定的氧气阻隔能力并且能释放抗氧化剂生育酚，可以把氧化型的褐色高铁肌红蛋白还原为红色的还原型肌红蛋白，有效保持肉色的鲜艳，但是生育酚的释放和还原作用需要一定时间。由此可见，用漂白紫胶/海藻酸钠复合膜可以在贮藏期间抑制猪肉褐变，并且5%的复合膜包裹的猪肉褐变程度最轻，保鲜效果最好，这与2.1.1中关于阻氧率的结论相符。后期高铁肌红蛋白含量趋于平稳是由于肉自身呼吸过程NADH不断被消耗，ATP含量一直减小，贮藏后期NADH和ATP都匮乏，使肌红蛋白发生氧化还原反应的因素达到平稳状态[35]。
3. 结论
本研究以海藻酸钠为基材，添加漂白紫胶微粒并负载生育酚进行改性，制备出机械性能良好，具有适宜的阻湿性、阻氧性的复合膜，然后探究了不同配比的漂白紫胶/海藻酸钠复合膜对冷鲜猪肉的保鲜效果及货架期的影响，结果显示1.50%的海藻酸钠和5%的漂白紫胶微粒共混制膜对冷鲜猪肉覆膜保鲜效果最好，有效降低贮藏期间肉的TVB-N含量、汁液流失率、pH和高铁肌红蛋白含量，延缓腐败和营养流失，可将冷鲜猪肉的货架期延长至4 ℃的条件下保存到9 d以上。尽管可食膜目前很难取代传统的塑料保鲜膜，但比PE保鲜膜安全性高，符合绿色可持续发展理念，具有巨大的发展空间。后续还可深入研究紫胶－海藻酸钠复合膜对猪肉保鲜的机理，例如对于微生物生长繁殖的影响等。还可以结合其他保鲜方式如超高压技术、辐照技术等协同进行保鲜。
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图 1 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜制备的技术路线
Figure 1. Technology roadmap for preparation of bleached shellac/sodium alginate composite film
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图 3 不同漂白紫胶添加量对复合膜机械性能的影响
Figure 3. Effects of different bleached shellac additions on mechanical properties of composite films
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图 4 漂白紫胶膜、海藻酸钠膜和漂白紫胶/海藻酸钠复合膜的傅里叶变换红外光谱图
Figure 4. Fourier transform infrared spectroscopy of bleached shellac film, sodium alginate film, and bleached shellac/sodium alginate composite film
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图 5 漂白紫胶/海藻酸钠复合膜SEM图
注：a~e依次为漂白紫胶添加量4%、5%、6%、7%、8%的复合膜。
Figure 5. SEM images of bleached shellac/sodium alginate composite film
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[1] 陈婉君. 生猪屠宰环节对冷鲜肉保水性的影响[D]. 厦门: . 集美大学, 2018 CHEN W J. Effect of slaughter on the water holding capacity of chilled pork[D]. Xiamen: Jimei University, 2018.
[2] 王永锋. 生鲜产品在途配送质量控制及可追溯系统关键技术研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2012 WANG Y F. Research on key technologies about quality control and fresh product distribution in road and traceability system[D]. Chongqing: Chongqing University, 2012.
[3] 高立红, 钱冠林, 刘金忠, 等. 乳糖酸复合保鲜剂对冷鲜肉品质的影响[J]. 食品工业科技,2021,42(19):314−320. [GAO L H, QIAN G L, LIU J Z, et al. The effect of lactose acid compound preservative on the quality of chilled fresh meat[J]. Food and Fermentation Industries,2021,42(19):314−320. GAO L H, QIAN G L, LIU J Z, et al. The effect of lactose acid compound preservative on the quality of chilled fresh meat[J]. Food and Fermentation Industries, 2021, 42(19): 314−320.
[4] ALI, KHEZRIAN, YASSER, et al. Application of nanocompostie chitosan and carboxymethyl cellulose films containing natural preservative compounds in minced camel's meat[J]. International Journal of Biological Macromolecules Structure Function & Interactions,2018,106:1146−1158.
[5] ARSLAN B, SOYER A. Effects of chitosan as a surface fungus inhibitor on microbiological, physicochemical, oxidative and sensory characteristics of dry fermented sausages[J]. Meat Science,2018,145(NOV.):107−113.
[6] PUSCASELU G, GUTT, AMARIEI. The use of edible films based on sodium alginate in meat product packaging: An eco−friendly alternative to conventional plastic materials[J]. Coatings,2020,10(2):166. doi: 10.3390/coatings10020166
[7] SONG D H, HOA V B, KIM H W, et al. Edible films on meat and meat products[J]. Coatings,2021,1(11):1344.
[8] 陈奇, 张弘, 郑华, 等. 紫胶树脂在氨水中的溶解性及其铵盐的理化性质[J]. 食品科学,2013,34(23):77−82. [CHEN Q, ZHANG H, ZHENG H, et al. The solubility of shellac resin in ammonia water and the physicochemical properties of its ammonium salt[J]. Food Science,2013,34(23):77−82. CHEN Q, ZHANG H, ZHENG H, et al. The solubility of shellac resin in ammonia water and the physicochemical properties of its ammonium salt [J]. Food Science, 2013, 34(23): 77−82.
[9] 陈敬鑫, 吴安康, 孟坤等. 百里香酚/海藻酸钠膜对茄梨贮藏品质的影响[J]. 食品工业科技,2020,41(4):229−233,241. [CHEN J X, WU A K, MENG K, et al. Effect of thymol/sodium alginate film on storage quality of solanum pear[J]. Science and Technology of Food Industry,2020,41(4):229−233,241. CHEN J X, WU A K, MENG K, et al. Effect of thymol/sodium alginate film on storage quality of solanum pear[J]. Science and Technology of Food Industry, 2020, 41(4): 229 −233, 241.
[10] GASTI T, DIXIT S, HIREMANI V D, et al. Chitosan/pullulan based films incorporated with clove essential oil loaded chitosan-ZnO hybrid nanoparticles for active food packaging[J]. Carbohydrate Polymers, 2022, 277: 118866.
[11] ZHOU Y, WU X, CHEN J, et al. Effects of cinnamon essential oil on the physical, mechanical, structural and thermal properties of cassava starch-based edible films[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2021,184:574−583. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2021.06.067
[12] DOU L, LI B, KAI Z, et al. Physical properties and antioxidant activity of gelatinsodium alginate edible films with tea polyphenol[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2018,118:1377−1383. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.06.121
[13] GUO X, CHU L, GU T, et al. Long-term quality retention and decay inhibition of chestnut using thymol loaded chitosan nanoparticle[J]. Food Chemistry, 2022: 374.
[14] 蒋佳男. 鲜榨米贮藏脂质抗氧化研究及专用保鲜膜研制[D]. 天津: 天津科技大学, 2020 JIANG J N. Research on lipid anti-oxidation of extruded rice from fresh miscellaneous grain in storage and development of special preservation film[D]. Tianjin: Tianjin University of Science and Technology, 2020.
[15] 谢菁, 卢立新, 潘嘹, 等. 基于α–生育酚抗氧化膜的冷鲜猪肉保鲜包装研究[J]. 食品与机械,2019,35(5):132−136. [XIE J, LU L X, PAN L, et al. Study on preservation packaging of cold fresh pork based on α–tocopherol anti oxidation film[J]. Food & Machinery,2019,35(5):132−136. XIE J, LU L X, PAN L, et al. Study on preservation packaging of cold fresh pork based on α–tocopherol anti oxidation film[J]. Food & Machinery, 2019, 35(5): 132−136.
[16] 郭开红, 张蕾蕾, 吴晓翠, 等. 鲢鱼皮明胶−海藻酸钠复合膜的制备与性能[J]. 食品科学,2018,39(7):243−248. [GUO K H, ZHANG L L, WU X C, et al. Preparation and properties of silver carp skin gelatin sodium alginate composite film[J]. Food Science,2018,39(7):243−248. GUO K H, ZHANG L L, WU X C, et al. Preparation and properties of silver carp skin gelatin sodium alginate composite film[J]. Food Science, 2018, 39(7): 243–248.
[17] WANG X, XIE Y, GE H, et al. Physical properties and antioxidant capacity of chitosan/epigallocatechin−3−gallate films reinforced with nano-bacterial cellulose[J]. Carbohydrate Polymers,2018,179:207−220. doi: 10.1016/j.carbpol.2017.09.087
[18] 范方方. 膨润土/壳聚糖/PVA膜性能及其保鲜芒果的研究[D]. 南宁: 广西大学, 2015 FAN F F. Study on the properties of bentonite/chitosan/pva film and its preservation of mango[D]. Nanning: Guangxi University, 2015.
[19] 李彤, 张宏, 赵晓彤, 等. 大豆分离蛋白/纳米纤维素/阿魏酸复合膜的制备及其包装性能[J]. 食品科学,2020,41(17):253−260. [LI T, ZHANG H, ZHAO X, et al. Preparation and packaging properties of soybean protein isolate/nanocellulose/ferulic acid composite films[J]. Food Science,2020,41(17):253−260. LI T, ZHANG H, ZHAO X, et al. Preparation and packaging properties of soybean protein isolate/nanocellulose/ferulic acid composite films[J]. Food Science, 2020, 41(17): 253–260.
[20] 姚玉梅, 袁湘汝, 韩鲁佳, 等. 不同分子质量牛骨胶原多肽制备复合膜特性研究[J]. 农业机械学报,2020,51(6):318−325. [YAO Y M, YUAN X R, HAN L J, et al. Study on the characteristics of composite membranes prepared from bovine bone collagen polypeptides with different molecular weights[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2020,51(6):318−325. YAO Y M, YUAN X R, HAN L J, et al. Study on the characteristics of composite membranes prepared from bovine bone collagen polypeptides with different molecular weights[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2020, 51(6): 318–325.
[21] 赵珊, 贡汉生, 田亚晨, 等. 苯乳酸−海藻酸钠涂膜保鲜剂的制备及其在甜樱桃保鲜中的应用[J]. 食品科学,2018,39(11):221−226. [ZHAO S, GONG H S, TIAN Y C, et al. Preparation of phenyllactic acid sodium alginate coating preservative and its application in sweet cherry preservation[J]. Food Science,2018,39(11):221−226. ZHAO S, GONG H S, TIAN Y C, et al. Preparation of phenyllactic acid sodium alginate coating preservative and its application in sweet cherry preservation[J]. Food Science, 2018, 39 (11): 221–226.
[22] 何晓燕, 蒋其斌, 夏天兰, 等. 不同浓度茶多酚对冷却肉的影响分析[J]. 食品工业科技,2010,31(6):81−83. [HE X Y, JIANG Q B, XIA X L, et al. Analysis of the effect of different concentrations of tea polyphenols on chilled meat[J]. Science and Technology of Food Industry,2010,31(6):81−83. HE X Y, JIANG Q B, XIA X L, et al. Analysis of the effect of different concentrations of tea polyphenols on chilled meat[J]. Science and Technology of Food Industry, 2010, 31(6): 81–83.
[23] PARALTA J, BITENCOURT−CERVI C M, MACIEL V, et al. Aqueous hibiscus extract as a potential natural pH indicator incorporated in natural polymeric films[J]. Food Packaging and Shelf Life,2019,19:47−55. doi: 10.1016/j.fpsl.2018.11.017
[24] AL−ATI T, HOTCHKISS J H. The role of packaging film permselectivity in modified atmosphere packaging[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2003,51(14):4133−4138. doi: 10.1021/jf034191b
[25] ZHOU Z, MA J, LI K, et al. A plant leaf-mimetic membrane with controllable gas permeation for efficient preservation of perishable products[J]. ACS Nano,2021,15:8742−8752. doi: 10.1021/acsnano.1c00997
[26] LECETA I, GUERRERO P, DE L. Functional properties of chitosan−based films[J]. Carbohydrate Polymers,2013,93(1):339−346. doi: 10.1016/j.carbpol.2012.04.031
[27] PAN H Y, JIANG B, CHEN J, et al. Blend−modification of soy protein/lauric acid edible films using polysaccharides[J]. Food Chemistry,2014,151:1−6. doi: 10.1016/j.foodchem.2013.11.075
[28] 石小娟, 唐保山, 张雯雯, 等. 构型转换法制备赤式紫胶桐酸及反应机理分析[J]. 精细化工,2021,38(4):815−822. [SHI XJ, TANG BS, ZHANG WW, et al. Preparation of erythro aleuritic acid by configuration transformation method and analysis of reaction mechanism[J]. Fine Chemicals,2021,38(4):815−822. SHI XJ, TANG BS, ZHANG WW, et al. Preparation of erythro aleuritic acid by configuration transformation method and analysis of reaction mechanism[J]. Fine Chemicals, 2021, 38(4): 815–822.
[29] 刘培, 孙海新, 郭佳敏, 等. 海藻酸钠的乙酰化改性研究及其作为食品接触材料的应用初评[J]. 南开大学学报(自然科学版),2022,55(4):66−73. [LIU P, SUN H X, GUO J M, et al. Research on acetylation modification of sodium alginate and preliminary evaluation of its application as one food contact material[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis,2022,55(4):66−73. LIU P, SUN HX, GUO JM, et al. Research on acetylation modification of sodium alginate and preliminary evaluation of its application as one food contact material[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis, 2022, 55(4): 66−73.
[30] 梁杰, 蔡力锋, 刘涛, 等. 茶多酚对海藻酸钠/玉米淀粉复合膜的影响及保鲜应用[J]. 食品研究与开发,2022,43(1):7−16. [LIANG J, CAI LF, LIU T, et al. Effect of tea polyphenols on sodium alginate/corn starch composite film and its preservation application[J]. Food Research and Development,2022,43(1):7−16. LIANG J, CAI LF, LIU T, et al. Effect of tea polyphenols on sodium alginate/corn starch composite film and its preservation application[J]. Food Research and Development, 2022, 43(1): 7–16.
[31] 宋飞, 张希, 李想, 等. 单甘油月桂酸酯及其复合保鲜剂对冷鲜肉保鲜效果的研究[J]. 食品工业科技,2012,33(15):341−344. [SONG F, ZHANG X, LI X, et al. Study on the fresh-keeping effect of monoglyceryl laurate and its composite fresh-keeping agent on cold fresh meat[J]. Science and Technology of Food Industry,2012,33(15):341−344. SONG F, ZHANG X, LI X, et al. Study on the fresh-keeping effect of monoglyceryl laurate and its composite fresh-keeping agent on cold fresh meat[J]. Science and Technology of Food Industry, 2012, 33 (15): 341–344.
[32] 吴琼. 壳聚糖/海藻酸钠复合保鲜膜的制备与应用研究[D]. 青岛: 中国海洋大学, 2014 WU Q. Study on the preparation and application of chitosan/sodium alginate composite preservative film[D]. Qingdao: Ocean University of China, 2014
[33] 李媛. 茶多酚与海藻酸钠涂膜对香肠储藏期品质的影响[J]. 食品工业,2018,39(5):153−155. [LI Y. Effects of tea polyphenols and sodium alginate coating on the quality of sausage during storage[J]. The Food Industry,2018,39(5):153−155. LI Y. Effects of tea polyphenols and sodium alginate coating on the quality of sausage during storage[J]. The Food Industry, 2018, 39(5): 153–155.
[34] 王立立. 海藻糖对冷鲜肉的保鲜作用[D]. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2014 WANG L L The preservation effect of trehalose on cold and fresh meat[D]. Hohhot: Inner Mongolia Agricultural University, 2014.
[35] 贾秀春. 壳聚糖在冷鲜肉保鲜中的应用研究[D]. 淄博: 山东轻工业学院, 2012 JIA X C. Study on the application of chitosan in the preservation of cold and fresh meat[D]. Zibo: Shandong Polytechnic University, 2012.
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期刊类型引用(6)
1. 代帅帅，吴伟杰，房祥军，陈杭君，黄俊，刘瑞玲，陈慧芝，牛犇，郜海燕. 甲基纤维素/聚乙烯醇负载纳米银（AgNPs@PVA/MC）复合膜的制备及其对瓯柑贮藏品质的影响. 食品工业科技. 2025(01): 349-358 . 
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2. 王恩胜，杨晓聪，张雯雯，雷磊，董云翔，李坤. 茯苓/花青素/马铃薯淀粉复合膜的制备及其保鲜效果分析. 粮食与油脂. 2025(02): 152-157+162 . 百度学术
3. 杨辉，邢东辉，王露. 复合抗氧化保鲜包装薄膜对冷鲜肉保鲜效果的研究. 农业技术与装备. 2024(06): 165-168 . 百度学术
4. 王聪，余群力，韩玲. 花生壳黄酮-海藻酸钠/低酰基结冷胶复合膜在冷鲜猪肉保鲜中的应用. 食品与发酵工业. 2024(17): 261-267 . 百度学术
5. 刘树萍，李沛钊，蒋薇薇，张佳美，彭秀文，郭兴，杨铭铎，孙莹，朱开宪. 甜橙精油-北五味子提取物复合膜的制备及其在冷鲜猪肉保鲜中的应用. 肉类研究. 2024(10): 36-44 . 百度学术
6. 王恩胜，杨晓聪，张雯雯，桑大席，李芝云，李坤. 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. 肉类研究. 2024(12): 42-47 . 百度学术
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