基于甜菜红素增强型果胶/结冷胶薄膜的蘑菇实时保鲜监测技术开发

为解决蘑菇易腐性导致的品质监控难题，研究人员开发了含Bougainvillea glabra（BG）提取物的pH敏感型果胶（PCT）-结冷胶（GG）智能薄膜。通过FTIR和SEM验证了水提甜菜红素在PCT/GG基质中的整合，制备的PGB50薄膜（50% BG提取物）展现出最优机械强度、光屏障性及抗菌抗氧化性能，其颜色随pH（1-12）从粉红变绿，实时监测蘑菇腐败时由粉转棕，为易腐食品保鲜提供经济高效的解决方案。

　　

蘑菇因其高营养价值成为全球饮食新宠，但极短的货架期（仅1-3天）导致巨大浪费。传统包装无法实时反映腐败状态，而合成色素指示剂存在毒性隐患。为此，印度理工学院的研究团队创新性地利用观赏植物Bougainvillea glabra（BG）花朵中的甜菜红素（betacyanin），结合可降解的果胶（pectin, PCT）与结冷胶（gellan gum, GG）基质，开发出智能变色薄膜，成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究采用水提法从BG中获取甜菜红素（含量126.83 mg g^?1
），通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）表征其与PCT/GG基质的相互作用。薄膜性能测试涵盖机械强度、水蒸气透过率、接触角及抗菌活性评估，并模拟蘑菇腐败释放的氨气进行实时颜色响应实验。

材料与方法
BG提取物通过水提法获得，与PCT/GG（1:0.5%w/w）共混制备PGB系列薄膜（含10%、30%、50% BG提取物）。采用ABTS和FRAP法测定抗氧化活性，针对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）测试抗菌性能，通过pH梯度（1-12）和氨气暴露验证颜色响应机制。

结果与讨论
生物活性分析
BG提取物富含多酚（TPC）和甜菜红素，ABTS自由基清除率达86.7%，对两种致病菌的抑菌圈直径超过15 mm，证实其兼具抗氧化与抗菌功能。

薄膜性能优化
PGB50薄膜表现出最高拉伸强度（38.6 MPa）和紫外线阻隔性（透光率<10%）。随着BG含量增加，薄膜疏水性下降（接触角从78°降至52°），但水蒸气透过率提升40%，更适合高湿度环境下的蘑菇包装。

实时监测应用
在模拟蘑菇腐败实验中，PGB50薄膜48小时内从粉红色变为棕色，与挥发性氨浓度呈线性相关（R²

0.95），颜色变化肉眼可辨，无需专业设备。

结论与意义
该研究首次将BG甜菜红素与PCT/GG基质结合，创造出低成本、可降解的智能标签。薄膜的pH/氨气双响应特性解决了易腐食品实时监测的技术瓶颈，其生物相容性更符合可持续包装趋势。未来可扩展至鱼类、乳制品等领域的保鲜监测，为减少食品浪费提供新思路。