含有Cu纳米颗粒和黄芪提取物的抗菌壳聚糖-PLA薄膜在肉类保鲜中的应用

《Food Biophysics》：Antibacterial Chitosan-PLA Films with Cu NPs and Astragalus Tragacantha Extract for Meat Preservation

红肉保鲜研究采用PLA/壳聚糖薄膜负载 Astragalus tragacantha 提取物与生物合成CuNPs，通过HPLC和表征技术验证其协同抗菌抗氧化效果，显著降低水汽渗透（6.41 g·mm/m2·day·kPa）、保持高拉伸强度（25.13 MPa）和低脂氧化（1.25 meq/kg），抑菌效率超单一成分20-30%，优于亚硝酸钠，为环保食品包装提供新方案。

　　

摘要

在食品生产中，包装至关重要，尤其是对于红肉而言，由于其高蛋白质和脂肪含量，红肉容易变质。本研究探讨了使用聚乳酸（PLA）/壳聚糖基薄膜，并结合药用植物Astragalus tragacantha和生物合成的铜纳米颗粒（CuNPs），以提高红肉和香肠的保质期。通过质子核磁共振（¹H-NMR）、动态光散射（DLS）和多分散性指数（PDI）对绿色合成的CuNPs（32纳米，PDI 0.15）和PLA-壳聚糖纳米颗粒（131纳米，PDI 0.41）进行了表征，证实了这些纳米颗粒在复合薄膜中的均匀分布和增强的结晶性。高效液相色谱（HPLC）分析了A. tragacantha提取物中的关键植物化学物质，这些物质赋予了其抗氧化和抗菌特性。含有500 μL/mL A. tragacantha提取物和0.3 mg/mL CuNPs的薄膜表现出优异的性能：降低的水蒸气透过率（6.41 g.mm/m2.day.kPa）、较高的拉伸强度（25.13 MPa）以及较强的抗氧化活性（DPPH测定）。抗菌测试显示，这些薄膜对大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌具有协同抑制作用，其抑菌圈比单一成分大20–30%。在肉类和香肠应用中，这些薄膜能够维持最佳pH值，减少挥发性氮化合物的含量（7天后肉类中为16 mg/100克；60天后香肠中为31.5 mg/100克），并最小化脂质氧化（第1天的过氧化物值：1.25 meq/kg）。与亚硝酸钠相比，这些复合薄膜在保持食品新鲜度方面表现更佳，显示出作为延长保质期和确保食品安全的环保替代品的潜力。植物化学物质与纳米技术的结合为食品包装中替代合成防腐剂提供了一种可持续的解决方案。

在食品生产中，包装至关重要，尤其是对于红肉而言，由于其高蛋白质和脂肪含量，红肉容易变质。本研究探讨了使用聚乳酸（PLA）/壳聚糖基薄膜，并结合药用植物Astragalus tragacantha和生物合成的铜纳米颗粒（CuNPs），以提高红肉和香肠的保质期。通过质子核磁共振（¹H-NMR）、动态光散射（DLS）和多分散性指数（PDI）对绿色合成的CuNPs（32纳米，PDI 0.15）和PLA-壳聚糖纳米颗粒（131纳米，PDI 0.41）进行了表征，证实了这些纳米颗粒在复合薄膜中的均匀分布和增强的结晶性。高效液相色谱（HPLC）分析了A. tragacantha提取物中的关键植物化学物质，这些物质赋予了其抗氧化和抗菌特性。含有500 μL/mL A. tragacantha提取物和0.3 mg/mL CuNPs的薄膜表现出优异的性能：降低的水蒸气透过率（6.41 g.mm/m2.day.kPa）、较高的拉伸强度（25.13 MPa）以及较强的抗氧化活性（DPPH测定）。抗菌测试显示，这些薄膜对大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和金黄色葡萄球菌具有协同抑制作用，其抑菌圈比单一成分大20–30%。在肉类和香肠应用中，这些薄膜能够维持最佳pH值，减少挥发性氮化合物的含量（7天后肉类中为16 mg/100克；60天后香肠中为31.5 mg/100克），并最小化脂质氧化（第1天的过氧化物值：1.25 meq/kg）。与亚硝酸钠相比，这些复合薄膜在保持食品新鲜度方面表现更佳，显示出作为延长保质期和确保食品安全的环保替代品的潜力。植物化学物质与纳米技术的结合为食品包装中替代合成防腐剂提供了可持续的解决方案。