西北农林科技大学冯宪超教授团队发表论文：超吸水性乳清分离蛋白/壳聚糖基抗菌气凝胶：制备、表征及其在鸡肉保鲜中的应用
西北农林科技大学冯宪超教授团队在国际知名学术期刊International Journal of Biological Macromolecules ( IF 8.2 )发表了题为“Superabsorbent whey protein isolates/chitosan-based antibacterial aerogels: Preparation, characterization and application in chicken meat preservation”的论文。
传统的吸水垫由难降解的聚乙烯薄膜和无纺布底层组成，具有吸收率低、无抗菌作用的特点。本研究的目的是制造一种新型超吸水性抗菌气凝胶，由乳清分离蛋白（WPI）和壳聚糖（CS）组成。将柠檬酸 (CA) 和 ε-聚赖氨酸盐酸盐 (ε-PLH) 分别作为交联剂和抗菌剂掺入 WPI/CS 基气凝胶中。研究了作为吸收垫在肉类保鲜中的应用。吸水率、水蒸气吸收率和应力应变结果表明，由6%WPI、1.2%CS、2.0%CA和2.0%ε-PLH组成的气凝胶具有最佳的吸水能力和应力。WPI/CS/CA/ε-PLH气凝胶的密度为82.7±6.4 mg/cm3，具有均匀的多孔微结构，具有超强的吸水能力。WPI/CS/CA/ε-PLH气凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌的抗菌率达到80%左右。WPI/CS/CA/ε-PLH气凝胶显着降低了鸡肉的b*、pH、总挥发性碱氮和总活菌数的增加速度,并降低了L*和b*的速度。结果表明，WPI/CS/CA/ε-PLH 气凝胶有效地将鸡肉的保质期延长至 7 天，并且可以用作肉类保鲜的吸收垫。
图1 WPI 含量对气凝胶吸水率(a)、水蒸气吸收率(b)和应力(c)的影响。
图2 CA 含量对气凝胶吸水率(a)、水蒸气吸收率(b)和应力(c)的影响。
图3 CS 含量对气凝胶吸水率(a)、水蒸气吸收率(b)和应力(c)的影响。
图4 ε-PLH 含量对气凝胶吸水率(a)、水蒸气吸收率(b)和应力(c)的影响。
图5 气凝胶的密度(a)、外观(b)和 SEM 图像(c)。
图6 WPI、 CS、 CA、 ε-PLH、 WPI/CS/CA 和 WPI/CS/CA/ε-PLH 的红外光谱。
图7 CON、WPI/CS/CA 和 WPI/CS/CA/ε-PLH 气凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌的抗菌性能。
本研究成功制备了高吸水性气凝胶和抗菌气凝胶，以乳清分离蛋白和壳聚糖为原料，将柠檬酸和盐酸 ε- 多聚赖氨酸分别作为交联剂和抗菌剂加入到 WPI-CS 基质中。气凝胶具有低密度、优良的吸水性和机械应力。扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)分析表明，孔状结构和氢键分别对气凝胶网络的吸附能力和形成起关键作用。WPI/CS/CA/ε-PLH 气凝胶可以对抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌和李斯特菌。复合 WPI/CS/CA/ε-PLH 气凝胶能有效地吸附贮藏过程中的肉汁，减少鸡肉颜色的变化，缓解 pH、 TVB-N 和总活菌数的增加。与不用吸水垫保存的肉类相比，WPI/CS/CA/ε-PLH 气凝胶在4℃的环境下，可将鸡肉的保质期延长至7天。这种增加证明了所制备的超吸收剂和抗微生物吸收垫的成本是合理的。因此，本研究所制备的气凝胶可作为肉类保鲜的高吸水性和抗菌性吸水垫。
//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023058609
责任编辑：唐长波、鲍雅倩