摘要
食品新鲜度指示膜是指通过颜色变化达到监测食品新鲜程度的一种智能包装材料。花青素具有抗氧化和抑菌特性，同时也是一种气敏材料，可识别肉类食品的腐败气味。因此，我们可以借助花青素制备多功能包装膜，既可保证食品的新鲜度，还可有效预防氧化、细菌滋生等问题。目前花青素在食品包装领域已经得到了广泛研究。然而，在实际应用中，花青素由于其独特的结构，不仅对pH值敏感，而且容易受到外部环境的干扰。为了克服这些缺点，人们研究了多种新型抗菌功能添加剂来抑制或杀死微生物，其中最常用的方法就是添加到食品中。ε-聚赖氨酸，一种源自自然的生物代谢产物，拥有卓越的杀菌能力和热稳定性，是一种具备卓越防腐性能和广阔商业前景的生物防腐剂。本课题采用壳聚糖（CS）为基质材料，番茄花青素（TA）作为pH指示剂，ε-聚赖氨酸（ε-PL）为抑菌剂，采用流延法制备出CS/TA/ε-PL复合膜，考察ε-聚赖氨酸含量对CS/TA/ε-PL复合膜的物化性能及颜色稳定性的影响，最后将该薄膜应用于新鲜猪肉，考察其对猪肉的保鲜性及新鲜度指示性能。主要研究内容如下： （1）智能包装膜的制备工艺以及其性能研究。采用流延法制备了不同浓度ε-聚赖氨酸（0%、1%、3%、5%、7%）的 CS/TA/ε-PL 复合膜，并对其含水率、溶胀指数、机械性能、透湿性、抗氧化性和抑菌性进行了表征，同时还进行了红外光谱分析。结果发现，ε-PL 的加入显著改善了机械性能、溶胀指数和阻隔性，抗氧化性也显著提高，而对膜的含水率没有显著的影响。红外光谱分析发现，番茄的花青素和ε-PL在成膜基质中表现出良好的分散性，同时色素中的大量羟基与成膜基质之间形成了氢键作用。添加ε-PL可显著提升薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效能。相对于大肠杆菌而言，CS/TA/ε-PL 复合膜在抑制金黄色葡萄球菌方面呈现出更为显著的效果。 （2）智能包装膜的 pH 敏感性和颜色稳定性研究。采用色度计比较番茄花青素的对pH的响应性，研究在光照，高温等加速条件下，不同含量ε-PL对薄膜颜色稳定性的影响。结果发现，在pH2-12范围内，随着番茄花青素结构的变化，溶液的颜色变化依次为从紫红色→无色→浅蓝色→黄色，同时吸光度和波长也不断随之变化；在光照、高温、pH，ε-PL使其薄膜中花青素的稳定性都有所提升，保存率显著提高，此外色差值变化结果也表明薄膜的显色稳定性相对提高。 （3）智能包装膜对猪肉的保鲜及新鲜度检测研究。在模拟超市 4℃环境下贮藏的过程中，使用薄膜对猪肉进行包装，并通过对猪肉在储藏期间的感官评价、pH值、TVC和TVB-N等指标进行测定，以评估其保鲜效果。此外，还测定了复合膜在猪肉样品中的颜色随时间变化的情况。利用紫外分光光度法测量不同时间段内各指标值的变化。实验结果表明，相较于空白组，实验组的猪肉在贮藏期间pH 值、微生物含量和 TVB-N 含量的变化缓慢，同时腐败率也有所减缓。特别是ε -PL/7%对猪肉的保鲜效果最为显著，复合膜显色作用最强，变化幅度最大，最易识别。 综上所述，ε-PL可以提高番茄花青素稳定性，且浓度为7%时，其薄膜的机械性能、含水率、抗氧化性、抑菌性等方面效果最好。该薄膜对新鲜猪肉具有一定的保鲜性，且可通过颜色变化监测猪肉的新鲜度，因此该薄膜在食品智能包装和活性包装领域具有良好的应用前景。
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