摘要
近年来，随着社会对环境保护和食品安全意识的提高，研究者提出利用生物可降解和环境友好型材料开发食品包装膜，在保证食品安全的前提下，延长食品货架期。明胶（gelatin,G）具有来源广泛、价格低廉、可食性、高生物相容性、良好的成膜能力和生物降解性等优点，但明胶亲水性强、机械性能较差、生物活性欠缺，严重限制了其在水产保鲜领域的应用。因此，本文以明胶为基材，首先,探讨双醛淀粉晶体（Di-SC）对明胶复合膜的结构和性能的影响;其次，以磷酸化淀粉晶（PSNC）为交联剂增强明胶的机械性能，探究百里香精油（TEO）对明胶复合膜的结构和功能特性的影响;再者，利用低温酶法制备壳聚糖（chitosan,CS）-乳酸链球菌素（Nisin）接枝共聚物，探索其对明胶基复合膜结构及生物活性的影响;最后，优选典型明胶基复合膜，并评估其对金鲳鱼保鲜效果的影响。研究结果如下: （1）选择Di-SC作为一种新型的低毒生物交联剂，探讨其对明胶基复合膜结构和性能的影响。采用盐酸水解和高碘酸钠选择性氧化制备Di-SC,并用来增强明胶基复合膜的理化特性。X射线光电子能谱（XPS）和核磁共振氢谱(1H-NMR）表明，Di-SC的醛基与明胶分子中的胺基发生了羰氨缩合反应。力学性能显示，添加10％Di-SC（G/Di-SC-10％）的拉伸强度为70.8MPa,是纯明胶膜（6.7MPa）的10.56倍，说明Di-SC的添加显著改善了明胶膜的机械性能。此外，相比于纯明胶膜，G/Di-SC-10％的疏水性、热稳定性、紫外屏蔽效率显著提高，且复合膜结构更致密。 （2）选择PSNC和TEO作为增强剂及生物改性剂，通过PSNC及TEO的复配调控，探讨其对明胶基复合膜结构和特性的影响。FTIR表明，G/PSNC/TEO组分之间发生了氢键相互作用。扫描电镜（SEM）表明，添加TEO后，复合膜表面变得较为粗糙。接触角结果显示，添加TEO的复合膜表面疏水性随着TEO添加量的增大而降低。相比于明胶和G/PSNC的薄膜，添加质量分数为4％的TEO,复合膜兼具良好的疏水性、抗菌和抗氧化活性，随着其质量分数增加到8％时，复合膜呈现出优异的体外抗氧化和抗菌活性，同时具有较强的紫外屏蔽性能。动力学迁移实验表明，添加TEO的复合膜均可在水体环境中形成长效控释。因此，可根据食品原料属性的差异性，通过调控TEO的含量，为开发多功能食品保鲜膜奠定理论基础。 （3）利用低温酶法制备CS-Nisin（Ni-CS）接枝共聚物，研究其对明胶基复合膜结构及生物活性的影响，并初步探索明胶基复合膜对金鲳鱼保鲜效果的影响。XRD、1H-NMR和FTIR结果显示，壳聚糖破坏了Nisin的晶型结构，分子间发生了强烈的相互作用，壳聚糖的氨基与明胶中的羰基形成了C-N键;G/Ni-CS复合膜的FTIR光谱分析可知，明胶的酰胺-A带、酰胺-Ⅰ带和酰胺-Ⅱ带均发生红移或蓝移，说明共混体系分子间形成了氢键相互作用。此外，Ni-CS的添加显著提高了明胶基复合膜的抑菌和抗氧化活性（P＜0.05）,G/Ni-CS-10的抑菌率为（53.74％）,比明胶膜（3.07％）的抑菌率提高17.50倍。金鲳鱼保鲜实验可以得知，相比于空白组，G/Ni-CS涂膜组均能有效减少鱼肉酸败和脂肪氧化，并能减缓鱼肉硬度降低，其中G/Ni-CS-10复合膜保鲜效果最好。 （4）优选典型明胶基复合膜，并评估其对金鲳鱼保鲜效果影响。结果表明,明胶涂膜对金鲳鱼保鲜作用不明显，但相比于空白组，明胶涂膜可以一定程度阻隔微生物生长;G/Di-SC-10％涂膜由于其结构致密性及阻隔性能，可以抑制外源微生物侵袭，但因生物活性缺乏，仍没有达到保鲜要求;G/PSNC/T-8％涂膜具有优良的抗氧化性及抑菌性能，但在鱼肉保鲜过程中，TEO具有挥发性，不能达到长效控释，在保鲜后期抑菌性和抗氧化性降低。而G/Ni-CS-10涂膜有效抑制金鲳鱼肉质构劣变，降低了鱼肉的质量损失，阻碍鱼肉酸败趋势，抑制微生物生长,延缓脂肪氧化和蛋白质降解。因此，相比于其他明胶基薄膜，G/Ni-CS-10涂膜对金鲳鱼保鲜效果最好。
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