洋蔥皮提取物對卡拉膠可食性膜的物化性質(zhì)及生物活性的影響

由于塑料薄膜包裝在環(huán)境中的積累造成污染，且其在高溫下還會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，并轉(zhuǎn)移到食品中，從而帶來人體健康隱患。因此，開發(fā)可再生的天然聚合物活性包裝來替代塑料包裝成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)。天然聚合物包裝材料主要分為蛋白類、脂質(zhì)類和多糖類[1]。其中多糖類因具有成膜性好、可生物降解、來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，已在食品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用?？ɡz(carrageenan，CA)作為一種主要來源于海洋藻類的天然多糖，因其來源豐富、可生物降解、成本相對較低而備受關(guān)注。CA常用于食品的膠凝、乳化、增稠以及穩(wěn)定劑，并具有防止脂質(zhì)氧化和穩(wěn)定蛋白質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，由于其優(yōu)良的凝膠性和高黏度特性，又具有良好的成膜性，可作為一種天然生物活性薄膜基材[2]。然而，CA單一膜在抗氧化、抑菌性方面存在不足，因此，從安全和市場的角度來看，為了延長食品的貨架期，將天然抗氧化劑和可生物降解薄膜結(jié)合到一個(gè)單一的食品包裝配方中成為了一個(gè)具有廣闊前景的方法。

洋蔥(Aillum cepa L.)中黃酮類化合物主要以黃酮醇、槲皮素和山奈酚為代表，它們以糖苷的形式主要存在于洋蔥外層干皮中,洋蔥皮乙醇提取物(ethanol extract of onion skins，EEOS)自由基清除率高達(dá)93%以上，接近槲皮素清除自由基的能力[3]。LEE等[4]證明洋蔥皮提取物具有潛在的抗菌和抗氧化作用，其抗氧化作用是丁基羥基甲苯(butylated hydroxytoluene，BHT)的2倍。許多研究表明，多酚類物質(zhì)可增強(qiáng)可食性薄膜的生物活性，CHI等[5]利用K型CA與羥丙基甲基纖維素共混，并添加了富含花青素的葡萄皮粉，制備出了能夠表征豬肉新鮮度的智能薄膜。FARHAN等[6]以CA為基材，與發(fā)芽葫蘆巴種子的水提物共混，制備出的活性薄膜可有效抑制貯藏期間雞胸肉表面的微生物生長。另有報(bào)道表明，含有酚類化合物的天然抗氧化劑(包括綠茶、獼猴桃、大麥殼、迷迭香和牛至提取物)不僅可以減少肉中的脂質(zhì)氧化，而且可以延長膜的功能壽命。然而，目前還未見有將EEOS與CA共混，制備復(fù)合膜的研究。

因此，本文以CA為基材，與紫色EEOS共混，制備EEOS-CA復(fù)合膜，分別從微觀結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)、生物活性3個(gè)方面探討不同濃度的紫色EEOS對CA活性薄膜的影響，為EEOS-CA復(fù)合膜的生產(chǎn)及應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫色洋蔥皮、豬板油，齊齊哈爾市瀏園市場；食品級(jí)CA，青島德慧海洋生物技術(shù)有限公司；牛肉膏、胰蛋白胨(生化試劑)，北京奧博星生物技術(shù)有限公司；金黃色葡萄球菌(ATCC 29213)、大腸桿菌(ATCC 25922)，齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院；其他化學(xué)試劑(分析純)，天津凱通化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

2L-ARE旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海皓莊儀器有限公司；GX-220高速不銹鋼多功能粉碎機(jī)，浙江高鑫工貿(mào)有限公司；2.5 L freezePrysystem型真空冷凍干燥機(jī)，美國Labconco公司；S-4300型掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)，日本日立株式會(huì)社；Spectrum-100型傅立葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared spectrum，F(xiàn)TIR)儀，美國PerkinElmer公司；Rint-2000型X-射線衍射(X-ray diffractometer，XRD)儀，日本理學(xué)株式會(huì)社；UPG-722可見分光光度計(jì)，北京優(yōu)譜通用科技有限公司；TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；GZX-9146MBE型鼓風(fēng)干燥箱，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 EEOS的制備

取粉碎的紫色洋蔥皮100 g，加入70%乙醇200 mL，在25 ℃下浸提2 h，將浸提液經(jīng)6 000 r/min的離心處理，取上清液備用。離心后的沉渣再次經(jīng)過浸提、離心處理，合并2次離心上清液。將合并后的提取液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中真空濃縮(50 ℃)，再將濃縮液冷凍干燥即為洋蔥皮提取物，將洋蔥皮提取物儲(chǔ)存于4 ℃冰箱中備用。

1.3.2 EEOS-CA復(fù)合膜的制備

稱取6 g CA粉于燒杯中，加入蒸餾水使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%，置于磁力攪拌器于80 ℃下攪拌30 min，使其完全溶解，并用熱水補(bǔ)足蒸發(fā)掉的水分。向CA溶液中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的甘油(在CA質(zhì)量的基礎(chǔ)上)，繼續(xù)攪拌30 min。加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%、3%、5%的EEOS(在CA質(zhì)量的基礎(chǔ)上)繼續(xù)攪拌1 h。在60 ℃下水浴1 h以去除氣泡。將直徑為120 mm的聚乙烯環(huán)固定在鋪有離型紙的玻璃板上，將35 g膜液澆鑄在聚乙烯環(huán)內(nèi)，固定15 min，置于鼓風(fēng)干燥箱中在45 ℃下烘干12 h，揭膜，置于25 ℃、相對濕度為56.8%(NaBr飽和溶液)的干燥器中，平衡72 h后測定薄膜的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3.3 FTIR測定

將平衡干燥后的薄膜置于衰減全反射(attenuated total reflectance，ATR)附件上，測試溫度為25 ℃，波數(shù)4 000～650 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數(shù)為32次。

1.3.4 XRD分析

樣品的XRD分析，采用日本理學(xué)Rint-2000型XRD儀測量。采用Cu靶，石墨單色器，測試參數(shù)為：電壓為45 kV、電流為20 mA，掃描范圍為5～60°(2θ)，掃描速率為2°/min。

1.3.5 SEM

將薄膜樣品剪裁成2 cm×6 cm的矩形，在液氮中破碎。掃描電壓5.00 kV，電流64.0 μA。觀察并拍照薄膜的表面和截面。

1.3.6 厚度的測定

參照GB/T 6672—2001《塑料薄膜和薄片 厚度測定 機(jī)械測量法》[7]的方法略作修改，用螺旋測微計(jì)(測量精度為0.001 mm)在薄膜上隨機(jī)選取10個(gè)點(diǎn)測其厚度，計(jì)算平均值作為膜的厚度。在計(jì)算膜透明度、機(jī)械性能、水蒸氣透過率(water vapor permeability，WVP)時(shí)，均采用厚度平均值。

1.3.7 WVP的測定

參照郭開紅等[8]的擬杯子法，并略作修改。將10 g無水CaCl2置于鼓風(fēng)干燥箱中，在110 ℃下烘干2 h，并放置在35 mm×90 mm的稱量瓶中，將制備好的薄膜樣品覆蓋在稱量瓶口，密封，放入底部裝有蒸餾水的干燥器中。每隔24 h稱取稱量瓶的質(zhì)量(精確到0.000 1 g)，連續(xù)測量10 d。每個(gè)樣品測量3次，取平均值。薄膜的WVP計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

式中：WVP，水分透過率，(g·mm)/(m2·d·kPa)；m，薄膜密封后稱量瓶總質(zhì)量，g；t，時(shí)間，d；A，薄膜透水面積，m2；X，薄膜厚度，mm；ΔP，薄膜兩側(cè)水蒸氣壓力差，1.583 kPa。

1.3.8 力學(xué)性能的測定

薄膜的力學(xué)性能采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。將薄膜裁剪成6 cm×2 cm的矩形，測試速度2 mm/s，初始夾距20 mm。測量薄膜樣品的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長率。每種樣品測量3次，取平均值。CA薄膜的力學(xué)性能計(jì)算如公式(2)、公式(3)所示:

(2)

式中：Ts，拉伸強(qiáng)度，MPa；Fmax，膜斷裂時(shí)最大負(fù)載，N；S，膜橫截面積，mm2。

(3)

式中：EBA，斷裂伸長率，%；l1，膜拉伸后長度，mm；l0，膜初始長度，20 mm。

1.3.9 體外抗氧化性能的測定

將10 mg薄膜樣品與甲醇DPPH溶液(0.2 mmol/L，1.5 mL)混合。將混合液放入暗室反應(yīng)，在室溫下避光30 min，然后用紫外分光光度計(jì)在517 nm處測定混合液的吸光度，DPPH甲醇溶液作為對照[9]。每個(gè)樣品測量3次，結(jié)果取平均值。自由基清除率計(jì)算如公式(4)所示：

(4)

式中：k，自由基清除能力，%；AC，對照組的吸光度；AS，樣品的吸光度。

將ABTS溶解于20 mmol/L、pH 4.5的醋酸緩沖溶液中得到7 mmol/L的ABTS自由基貯液，與過硫酸鉀溶液(混合體系中的終濃度為2.45 mmol/L)混合，在室溫下避光反應(yīng)12～16 h，使溶液達(dá)到穩(wěn)定的氧化態(tài)。測定前用20 mmol/L、pH 4.5的醋酸緩沖溶液按照適當(dāng)?shù)捏w積比例(1∶75)稀釋ABTS自由基貯液，使溶液的吸光值在734 nm下達(dá)到(0.7±0.02)，以此得到ABTS自由基工作液，該工作液每次測定前現(xiàn)配。將10 mg薄膜樣品與ABTS自由基工作液混合，室溫下避光6 min，用紫外分光光度計(jì)在734 nm處測定混合液的吸光度，以醋酸緩沖溶液代替提取物樣品溶液作為空白對照[10]。每個(gè)樣品測量3次，結(jié)果取平均值。自由基清除率按公式(4)計(jì)算。

1.3.10 油脂抗氧化性能的測定

薄膜的油脂抗氧化測定采用直接接觸法。參照BAO等[11]方法，并略作修改。將5 g固體豬油包裹于薄膜上，將薄膜進(jìn)行熱封，置于60 ℃的鼓風(fēng)干燥箱中加速氧化，每隔24 h定時(shí)取樣，按GB 5009.227—2016[12]中的方法測定其過氧化值(peroxide value，POV)，連續(xù)測定7 d。每個(gè)樣品測量3次，結(jié)果取平均值。

1.3.11 抑菌性的測定

參照PELISSARI等[13]方法，并略作修改，可依據(jù)抑菌圈直徑大小判斷薄膜的抑菌活性強(qiáng)弱。以大腸桿菌(Escherichia coli)和金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)為受試菌，將活化好的菌種用無菌生理鹽水稀釋10倍，作為初始菌液。用膜用取樣器取直徑為7 mm的薄膜樣品若干，紫外線滅菌后，分別放入含有0.1 mL目標(biāo)菌液的培養(yǎng)基中，將培養(yǎng)基倒置于(37±1)℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h(整個(gè)過程在無菌環(huán)境中進(jìn)行)。觀察培養(yǎng)基的菌體生長情況，用游標(biāo)卡尺測量抑菌圈直徑。平行實(shí)驗(yàn)3次，取其平均值。

1.3.12 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，通過軟件SPSS 25系統(tǒng)中的Duncan’s進(jìn)行差異顯著性分析，采用Origin 8.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 FTIR分析

EEOS、CA膜和EEOS-CA復(fù)合膜的FTIR圖譜如圖1所示。EEOS以及CA膜的FTIR光譜具有多糖典型的特征吸收峰[14]。EEOS在3 230 cm-1處出現(xiàn)的寬峰為分子間O—H鍵的伸縮振動(dòng)峰[15]；在2 926 cm-1處出現(xiàn)的肩峰為C—H的伸縮振動(dòng)峰；在1 700～1 550 cm-1出現(xiàn)吸收峰，說明CO發(fā)生非對稱伸縮振動(dòng)和對稱伸縮振動(dòng)，而在1 600 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰表明在EEOS的分子內(nèi)分別含有CO官能團(tuán)；1 161 cm-1處的峰來自酚類化合物C—O的伸縮振動(dòng)；在1 000～700 cm-1出現(xiàn)了吸收峰，是α-和β-吡喃單糖的特征吸收峰，820 cm-1的吸收峰說明樣品中含有α-吡喃單糖[14]。對于CA膜的FTIR光譜曲線，在3 301 cm-1處出現(xiàn)O—H鍵的伸縮振動(dòng)峰；2 929 cm-1處出現(xiàn)C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰；1 649 cm-1處出現(xiàn)CO鍵的伸縮振動(dòng)峰；1 414 cm-1處出現(xiàn)的峰來自O(shè)—H鍵的面內(nèi)彎曲振動(dòng)；1 019 cm-1處的吸收峰來自C—O鍵的伸縮振動(dòng)；923和856 cm-1處的特征峰分別對應(yīng)于CA結(jié)構(gòu)中3,6-無水半乳糖和C—O—SO4在半乳糖-4-硫酸上的C—O鍵[16]。

圖1 EEOS、CA膜及EEOS復(fù)合膜的FTIR光譜圖
Fig.1 FTIR spectra of EEOS, CA single film and EEOS composite films

EEOS與CA共混之后，分子間O—H鍵與C—H鍵的伸縮振動(dòng)峰強(qiáng)度變大，這是由于CA具有較高的分子質(zhì)量，共混后O—H鍵和C—H鍵的數(shù)量增多，使之強(qiáng)度變大。添加了EEOS后，2 929和1 019 cm-1處的吸收峰分別移向2 933和1 025 cm-1處，這是由于化學(xué)鍵作用力增強(qiáng)，伸縮振動(dòng)也隨之增大，使得吸收峰向高波數(shù)移動(dòng)。而隨著EEOS添加量的增加，1 649 cm-1處CO鍵的伸縮振動(dòng)峰發(fā)生微弱紅移，這可能由于隨著EEOS添加量的增多，供電子基團(tuán)羥基的數(shù)量增加，從而誘導(dǎo)特征峰向低波數(shù)移動(dòng)。

2.2 XRD分析

EEOS、CA膜以及EEOS-CA復(fù)合膜的XRD如圖2所示。

圖2 EEOS、CA膜及EEOS復(fù)合膜的XRD譜圖
Fig.2 XRD spectra of EEOS, CA single film and EEOS composite films

EEOS在27.21°處出現(xiàn)衍射峰；CA單一膜在16.41°和22.51°出現(xiàn)衍射峰，當(dāng)EEOS的添加量為1%時(shí)，16.41°附近的衍射峰消失，并且22.51°處的衍射峰強(qiáng)度明顯降低。這是由于EEOS的加入打亂了CA骨架結(jié)構(gòu)的有序性，致使薄膜的結(jié)晶度下降。隨著EEOS添加量的增加，復(fù)合膜衍射峰的強(qiáng)度又有所回升，并且當(dāng)EEOS添加量為5%時(shí)，在16.60°處又出現(xiàn)寬峰，這是由于EEOS中所富含的槲皮素為疏水性物質(zhì)[17]，隨著EEOS添加量的增加，使得CA中鹽離子的反應(yīng)難度增大，進(jìn)而使得鹽離子在薄膜中的密度增大，結(jié)晶度也隨之增大。張赟彬等[18]將巴西甜橙精油添加到殼聚糖薄膜中也發(fā)現(xiàn)X射線衍射峰強(qiáng)度隨著精油添加量的增加出現(xiàn)先減小后增大的現(xiàn)象。

2.3 表觀圖像及微觀結(jié)構(gòu)分析

CA膜及EEOS復(fù)合膜的表觀圖像如圖3所示。CA單一膜無色透明，隨著EEOS的添加，薄膜逐漸變?yōu)榧t黃色，且隨著EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，薄膜的顏色逐漸加深。

a-CA膜；b-1%EEOS-CA復(fù)合膜；c-3%EEOS-CA復(fù)合膜； d-5%EEOS-CA復(fù)合膜
圖3 CA膜及EEOS復(fù)合膜的表觀圖像
Fig.3 Images of CA single film and EEOS composite films

利用SEM可進(jìn)一步觀察探究膜的微觀結(jié)構(gòu)以及與添加物之間的相互作用影響。圖4為CA單一膜及EEOS-CA復(fù)合膜的表面、截面的SEM圖。CA單一膜的表面較為平整，隨著EEOS添加量的增加，復(fù)合膜表面逐漸呈現(xiàn)出隆起結(jié)構(gòu)，這表明EEOS與CA之間發(fā)生了相互作用，致使膜表面變得凹凸不平，NOURI等[19]也觀察到了類似的現(xiàn)象。從截面圖可以看出，CA膜結(jié)構(gòu)更為致密，截面較為平整光滑，當(dāng)添加了EEOS后，截面逐漸變得粗糙，并且可以觀察到EEOS少量不溶顆粒的存在。EEOS的添加量為5%時(shí)，截面變得更為粗糙，與表面結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的現(xiàn)象對應(yīng)，表明EEOS與CA之間發(fā)生相互作用，進(jìn)而影響了復(fù)合膜的空間結(jié)構(gòu)。

A-CA膜表面；B-1%EEOS-CA復(fù)合膜表面；C-3%EEOS-CA復(fù)合膜表面；D-5%EEOS-CA復(fù)合膜表面； a-CA膜截面；b-1%EEOS-CA復(fù)合膜截面；c-3%EEOS-CA復(fù)合膜截面；d-5%EEOS-CA復(fù)合膜截面
圖4 CA膜及EEOS復(fù)合膜的SEM圖像
Fig.4 SEM images of CA single film and EEOS composite films

2.4 厚度和WVP

厚度是薄膜的物理性質(zhì)中的一個(gè)重要指標(biāo)，厚度的大小影響著薄膜的力學(xué)性能和WVP。影響薄膜厚度的因素有很多，例如薄膜的水分含量、所含固形物的多少等。EEOS添加量對薄膜厚度的影響如圖5所示。在0%～5%時(shí)，EEOS的添加量和CA膜的厚度成線性關(guān)系，EEOS添加量越高，薄膜的厚度越大。所有薄膜在制作時(shí)，成膜時(shí)的膜液質(zhì)量和烘干時(shí)間相同，而薄膜厚度并不相同，這表明EEOS添加量的不同，使得薄膜之間的分子排列結(jié)構(gòu)也有所差異。這可能由于EEOS的加入，使得羥基、羰基等親水基團(tuán)增加，從而使薄膜的水分含量增加，薄膜的厚度也隨之增加。并且，隨著EEOS添加量的增加，復(fù)合膜中的固形物濃度也隨之增加，使得薄膜的厚度增加[20]。

圖5 CA膜及EEOS復(fù)合膜的厚度及WVP
Fig.5 Thickness and WVP of CA single film and EEOS composite films

WVP是衡量食品包裝膜物理性能的重要指標(biāo)，它反映了食品包裝膜的滲透性與阻隔性。聚合物的極性是引起水蒸氣滲透的重要原因，由于水蒸氣分子可以和極性基團(tuán)形成氫鍵，因此，含有極性基團(tuán)較多的聚合物其吸水性較強(qiáng)，水分子透過薄膜的機(jī)會(huì)也隨之增多，WVP增大[21]。薄膜的WVP值如圖5所示，CA膜的WVP值為1.61 (g·mm)/(d·m2·kPa)，隨著EEOS添加量的增加，復(fù)合膜的WVP值也隨之增加，當(dāng)添加量為5%時(shí)，復(fù)合膜的WVP值最大，達(dá)到2.33 (g·mm)/(d·m2·kPa)。這表明EEOS的加入影響了CA膜的物理性能，一方面，EEOS的加入使復(fù)合膜中—OH基團(tuán)數(shù)量增多，極性增強(qiáng)，WVP也隨之增大；另一方面，通過SEM圖可以看出，隨著EEOS添加量的增加，有少量的不溶性顆粒出現(xiàn)，這些不溶性顆粒使得復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)孔道，致使WVP增加[22]。

2.5 力學(xué)性能分析

薄膜的力學(xué)性能由拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率表示。由圖6可知，EEOS的添加量為0%～3%時(shí)，隨著EEOS添加量的增加，薄膜的拉伸強(qiáng)度由最初的2.63增加到3.71 MPa，斷裂伸長率由13.36%增加到37.95%，而當(dāng)EEOS的添加量達(dá)到5%時(shí)，薄膜的拉伸強(qiáng)度降低至2.41 MPa，斷裂伸長率降低至31.53%。這可能由于EEOS的添加，使得CA膜中氫鍵的數(shù)量增加，從而增加了卡拉骨架結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力，提高了薄膜內(nèi)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，起到了交聯(lián)的作用，使得薄膜的拉伸強(qiáng)度有所提高[23]。當(dāng)EEOS達(dá)到一定濃度時(shí)，拉伸強(qiáng)度最佳，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)添加EEOS，過量的EEOS在CA膜中的分散性變差，薄膜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受到破壞，致使其拉伸強(qiáng)度降低。由于EEOS中富含的黃酮醇類化合物，不僅能起到交聯(lián)的作用，還對CA膜有一定的增塑作用，從而在一定范圍內(nèi)，薄膜的斷裂伸長率有所提高，而當(dāng)EEOS的添加量超過最大限度時(shí)，使得薄膜的斷裂伸長率減弱。

圖6 CA膜及EEOS復(fù)合膜的力學(xué)性能
Fig.6 Mechanical properties of CA single film and EEOS composite films

2.6 體外抗氧化性能分析

類黃酮化合物的抗氧化能力與羥基數(shù)量成正相關(guān)[24]，而洋蔥皮中富含的槲皮素、槲皮苷等化合物中，羥基所釋放的氫質(zhì)子可清除氧自由基，從而起到抗氧化作用[25]。復(fù)合膜的體外抗氧化能力如圖7所示。

圖7 CA膜及EEOS復(fù)合膜的體外抗氧化性能
Fig.7 Antioxidant properties in vitro of CA single film and EEOS composite films

CA單一膜對DPPH和ABTS陽離子自由基清除能力較弱，而隨著EEOS濃度的增加，復(fù)合膜對自由基的清除能力也顯著提升。當(dāng)EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，DPPH自由基清除率達(dá)到45.28%；而對ABTS陽離子自由基的清除能力也由9.81%增長到89.14%。

2.7 油脂抗氧化分析

油脂氧化的實(shí)質(zhì)是具有不飽和鍵物質(zhì)的氧化酸敗過程，包括鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止3個(gè)階段[26]，而洋蔥皮中所含的類黃酮化合物可釋放出氫質(zhì)子，清除鏈引發(fā)階段產(chǎn)生的自由基，達(dá)到抑制油脂氧化的目的[27]。油脂氧化過程的POV如圖8所示，POV越大表明其氧化程度越大。未經(jīng)包裹的豬油在7 d內(nèi)氧化程度明顯，由0.22增長到2.49 g/100 g。經(jīng)薄膜包裹后，豬油在7 d內(nèi)的POV明顯低于未包裹的樣品，表明復(fù)合膜對豬油的氧化起到抑制作用。然而，CA單一膜、1%及3% EEOS-CA復(fù)合膜對豬油氧化的抑制效果差異并不顯著。而5% EEOS-CA復(fù)合膜對豬油氧化的抑制效果較差，在第7天，豬油的POV達(dá)到0.74 g/100 g。這與體外抗氧化能力的測定結(jié)果不同，并不是EEOS的濃度越大復(fù)合膜的抗氧化效果越好。這可能是由于隨著EEOS添加量的增加，復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)和致密性受到了影響，從而使薄膜阻隔氧氣透過的能力減弱。而經(jīng)EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的復(fù)合膜包裹的豬油在第7天時(shí)的POV較低，為0.122 g/100 g，表明在此質(zhì)量分?jǐn)?shù)下的復(fù)合膜對豬油氧化的抑制作用效果較好。

圖8 CA膜及EEOS復(fù)合膜的油脂抗氧化性能
Fig.8 Antioxidant properties in axunge of CA single film and EEOS composite films

2.8 抑菌性分析

復(fù)合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑如表1所示。CA單一膜對大腸桿菌的抑制效果并不明顯，而對金黃色葡萄球菌的抑制效果更為明顯，并且復(fù)合膜對金黃色葡萄球菌的抑菌圈直徑更大，說明薄膜對革蘭氏陽性菌的抑菌效果優(yōu)于革蘭氏陰性菌，這個(gè)結(jié)論與NOURI等[19]的報(bào)道一致。造成這種差異的原因主要是2種微生物的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不同，革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁為多層結(jié)構(gòu)，從內(nèi)到外依次為肽聚糖層、脂蛋白層、磷脂層和脂多糖層，其細(xì)胞壁不易滲透親脂性溶質(zhì)，從而保護(hù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不易受到外部侵害；而革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)簡單，僅由1層肽聚糖和磷壁酸組成，不含脂多糖，因此更易受到抑菌劑的抑制作用[28]。當(dāng)添加EEOS后，對薄膜的抑菌效果有所改善，抑菌圈直徑隨著添加物濃度的增大而逐漸增大，EEOS含有的類黃酮化合物可以通過過氧化氫途徑，降低細(xì)胞膜的流動(dòng)性或?qū)δご┛?，進(jìn)而破壞微生物的細(xì)胞膜，導(dǎo)致微生物細(xì)胞分泌紊亂，從而抑制微生物生長。

表1 CA膜及EEOS復(fù)合膜對微生物的抑菌圈直徑
Table 1 Diameter of bacteriostasis circle of CA single film and EEOS composite films

注：不同字母表示差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論

本文通過加入0%～5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紫色EEOS與CA共混，制備復(fù)合膜。FTIR、XRD以及SEM的結(jié)果顯示，EEOS的加入影響了復(fù)合膜的微觀結(jié)構(gòu)，薄膜的表面及截面隨著EEOS濃度的增加而變得粗糙；EEOS的加入影響了薄膜的力學(xué)性能，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%時(shí)，薄膜具有較好的力學(xué)性能，而WVP值隨著EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加；薄膜的DPPH和ABTS陽離子自由基清除率隨著EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而顯著上升，油脂抗氧化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的薄膜包裹的豬油在第7天時(shí)的POV較高，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的薄膜效果最好，其包裹的豬油在第7天時(shí)POV最低；抑菌性試驗(yàn)結(jié)果顯示，抑菌圈直徑隨著提取物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，且薄膜對于革蘭氏陽性菌的抑制作用優(yōu)于革蘭氏陰性菌。綜上所述，當(dāng)EEOS質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，薄膜的綜合性能最佳，研究結(jié)果可為紫色EEOS-CA復(fù)合膜的生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考。