琼脂_纳他霉素抗菌膜的性能表征及应用评价_宋雪健.pdf

现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 132 琼脂/纳他霉素抗菌膜的性能表征及应用评价 宋雪健1,2，王欣卉1，王春圻1，王洪江1，曹家宝1，张东杰1,2,3*，李志江1,2,3*，徐玮东4，文昌典1（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆 163319）（2.黑龙江省杂粮加工及质量安全工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）（3.国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆 163319）（4.黑龙江农业工程职业学院学生工作处，黑龙江哈尔滨 150025）摘要：该研究采用纳他霉素与琼脂进行复配制备抗菌保鲜膜，探究不同湿度对抗菌膜的力学性能及阻隔性的影响，并评价了抗菌膜对鲜切哈密瓜的保鲜效果，得出以下结果，随着纳他霉素含量的增加，抗菌膜对黑曲霉和酿酒酵母的抑菌直径从 0 mm 增加到约28 mm。在 20%、50%及 90%的相对湿度条件下，随着纳他霉素含量的增加，抗菌膜的透氧系数存在显著差异（P0.05）。当纳他霉素含量为 0.66%（m/m），抗菌膜的抗拉强度分别为 24.20、17.05、5.73 MPa，将该抗菌膜结合包装设计对鲜切哈密瓜进行保鲜研究，结果表明，在 4 和 20 的条件下，当储藏 14 d 和 72 h 时，抗菌膜组的菌落数为 9.26 lg CFU/g 和9.12 lg CFU/g 明显低于其他处理组，并且能减缓可溶性固形物及硬度的降低速率。因此，试验制备的包装膜具有一定的抑菌功能并且能延长鲜切哈密瓜的货架期。关键词：纳他霉素；琼脂；抗菌膜；鲜切哈密瓜 文章编号：1673-9078(2023)06-132-141 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2023.6.0751 Characterization of Agar/Natamycin Antifungal Wraps and Application Evaluation SONG Xuejian1,2,WANG Xinhui1,WANG Chunqi1,WANG Hongjiang1,CAO Jiabao1,ZHANG Dongjie1,2,3*,LI Zhijiang1,2,3*,XU Weidong4,WEN Changdian1(1.College of Food,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,China)(2.Heilongjiang Engineering Research Center for Coarse Cereals Processing and Quality Safety,Daqing 163319,China)(3.National Coarse Cereals Engineering Research Center,Daqing 163319,China)(4.Student Affairs Division,Heilongjiang Agricultural Engineering Vocational College,Harbin 150025,China)Abstract:The use of natamycin and agar in the preparation of antifungal food wraps was investigated by studying the effects of humidity on the mechanical properties,the permeability of the antifungal wraps,and the freshness preservation performance of the wraps for freshly cut Hami melon.Increasing the natamycin content resulted in an increase in the antibacterial diameter against Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae from 028 mm.Under relative humidities of 20%,50%,and 90%and an increasing natamycin content(P0.05,the oxygen permeability coefficient of the antifungal wrap varied significantly,and a natamycin content of 0.66%was associated with tensile strengths of 24.20,17.05,and 5.73 MPa at different humidities.Freshness preservation was evaluated by packaging freshly cut Hami melon in the prepared antifungal wraps,with results showing colony counts of 9.26 lg CFU/g and 9.12 lg CFU/g for fruit stored over 14 d and 72 h at 4 and 20,引文格式：宋雪健,王欣卉,王春圻,等.琼脂/纳他霉素抗菌膜的性能表征及应用评价J.现代食品科技,2023,39(6):132-141.SONG Xuejian,WANG Xinhui,WANG Chunqi,et al.Characterization of agar/natamycin antifungal wraps and application evaluation J.Modern Food Science and Technology,2023,39(6):132-141.收稿日期：2022-06-14 基金项目：大庆市指导性科技计划项目（zd-2021-77）；黑龙江八一农垦大学自然科学人才支持计划（ZRCPY202108）；黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（202110223051）；国家科技部支撑计划项目（2015BAD16B05）作者简介：宋雪健（1991-），男，硕士，实验师，研究方向：农产品加工及贮藏工程，E-mail：；共同第一作者：王欣卉（1992-），女，在读博士，研究方向：食品科学，E-mail： 通讯作者：张东杰（1966-），男，博士，教授，研究方向：农产品加工及贮藏工程，E-mail：；共同通讯作者：李志江（1977-），男，博士，教授，研究方向：食品科学与工程，E-mail: 现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2023,Vol.39,No.6 133 respectively,which were significantly lower than those obtained for other experimental groups.The wraps were also observed to decrease the reduction rate of soluble solid contents and improve fruit firmness,with reasonable antifungal function and the ability to prolong the shelf life of freshly cut Hami melon.Key words:natamycin;agar;antifungal wrap;freshly cut Hami melon 鲜切的水果和蔬菜不仅营养丰富，而且易于加工，便于烹饪或食用，在旅游业和零售业中很受欢迎1。哈密瓜以其结实、松脆、多汁的质地和芳香的气味而闻名，在被剥切销售时，表面细胞受损，原有保护层被破坏，营养物质暴露，导致水分流失、组织软化，微生物生长，从而严重缩短保质期2,3。导致鲜切哈密瓜腐败的真菌主要是根霉、链格孢、酵母菌、粉红单端孢、黑曲霉及青霉菌等。因此，寻找一种有效的保存鲜切哈密瓜的方法是非常必要的。目前，通过低 温4、涂层5,6、物理杀菌7、化学处理等方法8，对延长哈密瓜的保质期进行了研究。琼脂具有一定的凝胶性质，可以通过氢键在其分子之间形成连续的网络结构9。琼脂基薄膜具有一定的成膜能力、生物相容性、无毒、可降解性，是传统石油基包装材料的可再生替代品。Sousa 等10发现，用 1%（m/m）的琼脂凝胶溶液可以制成厚度为 7 m的琼脂基薄膜。Arham 等11发现琼脂质量分数（1%、2%和 3%）与琼脂膜在水中的溶解度呈负相关，琼脂浓度与厚度、拉伸强度和断裂伸长率呈正相关。由于单一琼脂在成膜后相对易脆，弹性低，热稳定性差，水蒸汽渗透性高，限制了其应用12。然而，将琼脂与生物聚合物、疏水材料、增塑剂、纳米材料或抗菌剂等物质结合，可以提高琼脂膜的机械性能、抑菌性能等指标13,14。Abdollahi 等15通过将精油加入到琼脂和羧甲基纤维素（CMC）的复合膜中，制备了一种抗菌膜，所制备的膜对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、蜡样芽孢杆菌和单核增生李斯特菌）的抑制作用有效，但对革兰氏阴性菌的抑制作用较差。纳他霉素是一种天然多烯大环内酯抗菌剂，可与细胞膜中的甾醇化合物发生反应，影响其通透性，以达到抑制真菌的生长16。因其无毒、广谱和抗菌特性而被广泛应用于食品和医药领域17,18。Bierhalz 等19发现，在海藻酸钠成膜液中添加纳他霉素、钡离子和钙离子后，制备的薄膜，可以有效抑制黑曲霉、青霉菌的生长。Duran 等20发现，将新鲜草莓涂上加入含有1.5%（m/m）壳聚糖和 1%（m/m）纳他霉素的涂层溶液，放置在4 和80%85%的相对湿度下，新鲜草莓的保质期延长。此外，Gkce 等21发现，随着纳他霉素含量的增加（0.01%0.4%，m/m），海藻酸钠和玉米醇溶蛋白膜的抗真菌活性不断增加，含有高质量分数纳他霉素的玉米醇溶蛋白膜对被黑曲霉和青霉污染的奶酪保鲜时长达45 d。霉菌和酵母等微生物的生长导致了食品腐败和霉菌毒素的产生，破坏了食品的稳定，威胁到消费者的安全22。综上所述，纳他霉素可作为抗菌剂混合在琼脂等生物可降解聚合物中，制备一种新的抗菌琼脂膜，并研究抗菌膜对鲜切哈密瓜的保鲜效果。1 材料与方法 1.1 试剂材料 纳他霉素（BR，纯度95%），南京森贝伽生物科技有限公司；琼脂粉，青岛高科园海博生物技术有限公司；明胶，索莱宝生物科技有限公司；丙三醇（GR），天津市光复精细化工研究所；氢氧化钠，天津市大茂化学试剂厂；邻苯二甲酸氢钾，穗冠化工；草酸，沈阳泉瑞试剂厂；抗坏血酸，天津富宇化工厂；2,6-二氯靛酚试剂，上海研生实业有限公司；氯化钠，天津市大茂化学试剂厂；马铃薯葡萄糖琼脂（PDA），青岛高科技工业园海博生物技术有限公司；哈密瓜，购置于北京华联超市；妙洁密实袋，烟台白马包装有限公司。1.2 仪器设备 XLW 型智能电子拉力试验机，济南兰光机电技术有限公司；BYT-B1 型透气性测试仪，济南兰光机电技术有限公司；TSY-T1H 透湿性测试仪，济南兰光机电技术有限公司；SPECORD 210 PLUS 紫外可见分光光度计，德国耶拿分析仪器股份公司；2WAJ 阿贝折射仪，上海光学仪器厂；TA-XT2i 物性测试仪，英国 Stable Micro Systems；HS-800A 可程式恒温恒湿试验机，上海和晟仪器有限公司；CR-400/410 色彩色差仪，柯尼卡美能达有限公司；WGT-S 透光率/雾度测定仪，上海仪电物理光学仪器有限公司；JSM-6390LV扫描电子显微镜，日本 JEOL 公司；徕卡 ICC50W 无线显微镜，