靜電紡絲封裝植物精油在食品活性包裝中的應(yīng)用研究進(jìn)展

摘 要：發(fā)展安全、有效的食品活性包裝材料是目前食品領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。植物精油（EOs）因其天然的抗菌、抗氧化等特性，可被用于食品活性包裝。通過(guò)靜電紡絲法封裝EOs，可改善EOs氣味，維持其化學(xué)穩(wěn)定性，降低其氧化性和揮發(fā)性，同時(shí)賦予其緩釋性，從而更好地發(fā)揮EOs在食品活性包裝中的效能。本文綜述了靜電紡絲技術(shù)的原理及封裝EOs的靜電紡絲纖維的制備方法，分類(lèi)詳述了靜電紡絲法制備食品活性包裝中常用的EOs及靜電紡絲原料種類(lèi)和特性，概述了封裝EOs的靜電紡絲纖維在食品活性包裝中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：靜電紡絲；植物精油；食品活性包裝

中圖分類(lèi)號(hào)：TS761；TQ340. 64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10. 11981/j. issn. 1000?6842. 2025. 02. 154

據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，全球每年約有6億人因食用受到細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)和化學(xué)物質(zhì)污染的食物而患病甚至死亡［1］。易腐食品因易受到致病性和腐敗性微生物污染或氧化而變質(zhì)，保存較困難。因此，尋找安全有效的食品活性包裝材料以增加易腐食品保質(zhì)期，成為當(dāng)下亟待解決的問(wèn)題。

植物精油 （EOs） 是從各種植物中提取的次生代謝產(chǎn)物，含有多種生物活性酚類(lèi)化合物，不僅能抑制微生物生長(zhǎng)，還能通過(guò)清除自由基抑制氧化［2-3］，在開(kāi)發(fā)食品活性包裝方面具有較大的應(yīng)用潛力。然而，EOs 中大多數(shù)生物活性化合物極易氧化和揮發(fā)，在光、熱、濕、空氣或機(jī)械應(yīng)力下，化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，使其直接應(yīng)用受到限制。因此，在應(yīng)用于食品活性包裝前，常將EOs封裝在各種壁材中。在封裝EOs的常用方法中，靜電紡絲技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)封裝技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，不僅封裝效率快，還可以確保EOs在加工和儲(chǔ)存時(shí)的穩(wěn)定性，同時(shí)有助于在微米和納米尺度上制備多功能聚合物纖維或膠囊，且產(chǎn)物通常具有高比表面積、多孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械性能［4］。基于此策略，利用封裝EOs的靜電紡絲纖維制備用于食品活性包裝的納米復(fù)合薄膜，是目前食品工業(yè)中常用的技術(shù)手段［2］。

1 靜電紡絲封裝精油技術(shù)

1. 1 靜電紡絲技術(shù)原理

靜電紡絲裝置通常由高壓電源、恒流噴絲器和接收裝置組成；基于電場(chǎng)力和表面張力的聯(lián)合作用，通入高電壓使懸垂的液滴帶電，將感應(yīng)電荷分布在液滴表面；當(dāng)靜電斥力克服了表面張力，液滴將被扭曲成泰勒錐后，隨著電場(chǎng)力的增加，液滴被拉伸成帶電射流，噴射到接收板上。在此過(guò)程中，受靜電斥力和其他相互作用力影響，射流在溶劑蒸發(fā)時(shí)，在接收板上被切割和細(xì)化成纖維［5-6］。

在靜電紡絲過(guò)程中，纖維的形成與聚合物鏈的纏結(jié)有關(guān)，并取決于聚合物分子質(zhì)量和靜電紡絲溶液濃度［7-8］。當(dāng)分子鏈纏結(jié)水平低，不足以穩(wěn)定產(chǎn)生射流時(shí)，就會(huì)形成珠狀或不均勻的纖維；而適當(dāng)?shù)姆肿渔溊p結(jié)水平會(huì)促進(jìn)溶劑蒸發(fā)過(guò)程中穩(wěn)定射流的產(chǎn)生，有利 于 長(zhǎng) 纖 維 的 形 成［9-10］；如 當(dāng)聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯（PMMA） 溶于氯仿和二甲基甲酰胺 （DMF） 混合溶液時(shí)，混合溶液降低了聚合物鏈之間的纏結(jié)水平和聚合物網(wǎng)絡(luò)的彈性拉伸能力，導(dǎo)致靜電紡絲射流不穩(wěn)定并頻繁間斷，最終僅能獲得短納米纖維［11］。因此，靜電紡絲技術(shù)可通過(guò)控制靜電紡絲溶液的黏度、電導(dǎo)率及操作參數(shù)（如電壓、針收集器距離、環(huán)境濕度和溫度），調(diào)控靜電紡絲纖維的理化性能，得到多尺度分層結(jié)構(gòu) （如纖維表面裝飾有孔隙、結(jié)），并且能夠利用靜電紡絲纖維封裝和釋放功能性化合物，如顏料、香料、EOs、防腐劑或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［12］。

1. 2 封裝EOs的靜電紡絲纖維的制備方法

與傳統(tǒng)的封裝材料不同，靜電紡絲纖維不僅封裝效率較高，還可以在溫和條件下進(jìn)行生產(chǎn)，不會(huì)影響負(fù)載物質(zhì)的活性，且可以在加工和儲(chǔ)存時(shí)保持或提高內(nèi)容物的理化性能穩(wěn)定性；同時(shí)，可通過(guò)調(diào)控靜電紡絲纖維結(jié)構(gòu)，使封裝內(nèi)容物有針對(duì)性地釋放［13］；如通過(guò)靜電紡絲法封裝在納米纖維中的香芹酚比游離態(tài)香芹酚具有更高的熱穩(wěn)定性，有效拓寬了香芹酚的加工溫度范圍［14］。

此外，靜電紡絲纖維制備的膜材料具有豐富的互連結(jié)構(gòu)，以及較大的比表面積、孔隙率與總孔體積，同時(shí)還具有較好的抗裂性和較高的活性物質(zhì)負(fù)載能力，用于食品包裝時(shí)比普通薄膜保鮮效果更好［3］。制備封裝EOs的靜電紡絲纖維的主要方法有4種，分別是共混靜電紡絲法、二級(jí)載體靜電紡絲法、同軸靜電紡絲法和乳液靜電紡絲法。

1. 2. 1 共混靜電紡絲法

共混靜電紡絲法是一種將所有組分共溶在同1種溶液中的單流體靜電紡絲工藝，包括在線共混法和雙組分共混法。得到的靜電紡絲纖維可綜合多種聚合物的優(yōu)異性能，有望通過(guò)結(jié)合合成聚合物和天然聚合物來(lái)最大限度地提高靜電紡絲纖維的理化性能和生物活性［15］。共混靜電紡絲法制備的靜電紡絲纖維的形態(tài)可以為直線，也可以為串珠線，取決于共混靜電紡絲的工藝參數(shù)［16］。Ardekani等［17］ 將殼聚糖-聚 （ε-己內(nèi)酯）（CS-PCL） 復(fù)合材料與牛至精油 （OEO） 共混后進(jìn)行靜電紡絲，制得的靜電紡絲纖維定向良好。共混靜電紡絲法操作簡(jiǎn)單，但易導(dǎo)致敏感的EOs在溶劑中變性失活［18］。

1. 2. 2 二級(jí)載體靜電紡絲法

由于EOs的疏水性、不穩(wěn)定性和易揮發(fā)性，可將其封裝到載體中形成配合物，再經(jīng)靜電紡絲工藝制備靜電紡絲纖維，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物活性分子的雙重保護(hù)［19］。在二級(jí)載體靜電紡絲法中，采用聚合物、脂質(zhì)體、環(huán)糊精及其衍生物等合適的載體負(fù)載EOs后，再將其分散在聚合物溶液中進(jìn)行靜電紡絲，以制備封裝EOs的靜電紡絲纖維。Shi等［20］通過(guò)此方法制備聚乳酸/聚己內(nèi)酯納米纖維，并添加負(fù)載OEO的β-環(huán)糊精 （OEO@β-環(huán)糊精）；結(jié)果表明，聚乳酸/聚己內(nèi)酯納米纖維直徑會(huì)隨OEO@β-環(huán)糊精添加量的增加而減小，實(shí)現(xiàn)了形貌和結(jié)構(gòu)的可調(diào)性，且OEO可被有效緩釋。

1. 2. 3 同軸靜電紡絲法

同軸靜電紡絲法是一種通過(guò)產(chǎn)生核殼結(jié)構(gòu)來(lái)擴(kuò)展靜電紡絲纖維功能的技術(shù)。當(dāng)施加高壓電時(shí)，分別構(gòu)成芯層和殼層的聚合物溶液被獨(dú)立注入不同的紡絲針中，擠出后形成具有核殼結(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維［21］。單噴嘴靜電紡絲（如共混靜電紡絲法）用于封裝生物活性分子時(shí)，通常將生物活性分子和聚合物的混合物作為前驅(qū)體溶液，這就要求二者必須充分混溶，且溶劑不能降解生物活性分子。同軸靜電紡絲法避免了上述要求，其采用同軸雙噴嘴靜電紡絲工藝，即使殼層溶液與芯層中的生物活性分子不相容，通常也不會(huì)影響生物活性分子的性能［20］。此外，同軸靜電紡絲法制備的靜電紡絲纖維的殼層可以作為物理屏障，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容物持續(xù)的長(zhǎng)期釋放［22］。在此方法中，控制內(nèi)、外流體的注入速度是獲得具有適當(dāng)核殼結(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維的關(guān)鍵。當(dāng)芯層溶液流速較低時(shí)，芯層溶液的送出量不足，芯層與殼層的結(jié)合便不會(huì)持續(xù)發(fā)生；而較高的流速會(huì)導(dǎo)致芯層尺寸增加，殼層不足以包裹芯 層，導(dǎo) 致 靜 電 紡 絲 過(guò) 程 變 得 不 穩(wěn) 定［23-24］。Wang等［25］ 采用此方法，通過(guò)控制芯層溶液流速，獲得了以聚乳酸為殼層，且殼層厚度不同的聚乳酸/聚3-羥基丁酸酯纖維，可用于封裝二甲基草酰甘氨酸藥物，并實(shí)現(xiàn)藥物的緩釋。

1. 2. 4 乳液靜電紡絲法

乳液靜電紡絲法是另一種可用于生產(chǎn)具有核殼結(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維的技術(shù)。該技術(shù)對(duì)已有的穩(wěn)定乳液（如油包水型或水包油型乳液）進(jìn)行單噴嘴直接紡絲，在靜電紡絲過(guò)程中，連續(xù)相轉(zhuǎn)化為靜電紡絲纖維殼層，而液滴相拉伸形成靜電紡絲纖維芯層。乳液靜電紡絲纖維的芯層既能將親疏水分子包裹在其中，又能保留其原有的結(jié)構(gòu)特性與生物活性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物活性物質(zhì)的封裝和包埋［26-27］。乳液靜電紡絲纖維對(duì)生物活性物質(zhì)的釋放動(dòng)力學(xué)與芯層的結(jié)構(gòu)形貌密切相關(guān)，主要受液滴相黏度的影響［28］。此外，乳液靜電紡絲纖維的理化性能取決于乳液的穩(wěn)定性和流變性能，不同類(lèi)型和濃度的乳化劑制得的靜電紡絲纖維在形態(tài)和力學(xué)性能上的差異歸因于靜電作用力和氫鍵結(jié)合力強(qiáng)弱［29-30］。Weng等［31］ 利用玉米醇溶蛋白穩(wěn)定的乳液進(jìn)行乳液靜電紡絲，通過(guò)玉米醇溶蛋白和山茶油分子間的氫鍵相互作用有效封裝山茶油，從而開(kāi)發(fā)具有核殼結(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維；結(jié)果表明，封裝效率隨山茶油含量的增加而顯著增加。

4 種制備封裝 EOs 的靜電紡絲纖維的主要方法見(jiàn)圖1。

2 食品活性包裝用靜電紡絲纖維組分

2. 1 EOs原料

EOs可分為2大類(lèi)：萜類(lèi)化合物（包括萜烯及其他萜類(lèi)化合物）和苯丙素類(lèi)化合物，即分子鏈尾部接有丙烯的芳香類(lèi)物質(zhì)）［32］。萜烯可分為半萜、單萜、倍半萜、二萜、三萜、四萜和多萜［33］；萜類(lèi)化合物是植物中重要的天然產(chǎn)物，其含有大量的羥基，具有較強(qiáng)的抗菌作用［34］。苯丙素類(lèi)化合物是具有揮發(fā)性有機(jī)化合物的主要成分，可產(chǎn)生酚類(lèi)、間苯三酚、木質(zhì)素、類(lèi)黃酮和氨基酸等［35-36］。EOs的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2。

2. 1. 1 OEO

OEO是牛至莖葉植物經(jīng)蒸餾、壓榨后獲得的一種淡黃色澄清油狀液體，具有極高的揮發(fā)性，不易保存。因其廣泛的抗菌、抗寄生蟲(chóng)、免疫調(diào)節(jié)和抗氧化作用而引起了廣泛關(guān)注［37］。OEO的主要成分是萜烯，如香芹酚、百里香酚、γ-萜烯和對(duì)傘花烴［38］。香芹酚和百里香酚是其主要的抗菌和抗氧化物質(zhì)［39］。不同基材中 OEO 的有效抗菌活性不同；在海藻酸鹽薄膜中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的OEO就可以有效抑制沙門(mén)氏菌的生長(zhǎng)；然而，當(dāng)將 OEO 摻入聚乳酸薄膜中時(shí)，即使在OEO質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)5%的情況下，其對(duì)沙門(mén)氏菌仍然沒(méi)有抗菌作用；這與EOs釋放速率，以及其活性成分與薄膜基質(zhì)之間的相互作用有關(guān)［40-41］。

2. 1. 2 丁香精油

丁香精油 （CEO） 可從丁香植物的花、芽、莖和葉中提取，含有大量的生物活性化合物，具有抗菌、殺蟲(chóng)和抗氧化等生物特性，長(zhǎng)期以來(lái)一直被用作食品中的調(diào)味劑、防腐劑、天然著色劑等。CEO主要由苯丙素組成，如丁香酚和丁香酚的衍生物，以及少量的β-石竹烯和α-葎草烯等［42］。CEO中的主要芳香酚類(lèi)化合物對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌具有顯著抗菌性，這主要?dú)w因于其結(jié)構(gòu)中的羥基基團(tuán)對(duì)細(xì)菌細(xì)胞膜蛋白質(zhì)的變性作用，以及對(duì)細(xì)菌細(xì)胞蛋白酶活性的抑制作用［43］。采用乳液靜電紡絲法制備的靜電紡絲纖維中，隨著CEO用量的增加，靜電紡絲纖維的抗氧化性顯著增強(qiáng)，且制得的薄膜具有較高的斷裂伸長(zhǎng)率和親水性，較低的水溶性和水蒸氣/氧氣滲透性［44］。

2. 1. 3 薄荷精油

薄荷精油 （PEO） 主要由薄荷醇、薄荷酮、新薄荷醇和異薄荷酮組成，是具有抗炎、抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、神經(jīng)保護(hù)、抗疲勞和抗氧化特性的生物活性次級(jí)代謝物的混合物［45］。PEO對(duì)金黃色葡萄球菌、糞鏈球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌等具有顯著的抑制作用。PEO中的薄荷醇可有效干擾革蘭氏陰性病原體的群體感應(yīng)系統(tǒng)，破壞其細(xì)胞膜完整性，抑制生物膜的形成，并降低細(xì)菌的黏附能力［46-48］。Mendes等［49］ 利用同軸靜電紡絲法制備的PEO/聚乳酸納米纖維中，隨著PEO含量的增加，納米纖維直徑增加，親水性顯著增強(qiáng)。

2. 2 靜電紡絲原料

生物質(zhì)原料因其無(wú)毒性和可降解性備受關(guān)注，成為推動(dòng)食品活性包裝可持續(xù)發(fā)展的重要選擇，主要用于制備靜電紡絲纖維的生物質(zhì)原料包括天然生物基聚合物與合成生物基聚合物［50］。

天然生物基聚合物主要包括蛋白質(zhì)和多糖聚合物。蛋白質(zhì)包括植物蛋白和動(dòng)物蛋白，植物蛋白如玉米蛋白、醇溶蛋白、大豆蛋白、小麥蛋白和豌豆蛋白等，動(dòng)物蛋白如酪蛋白、乳清蛋白、絲素蛋白、角蛋白、膠原蛋白和明膠等［51］；多糖聚合物包括纖維素、淀粉、海藻酸鹽、殼聚糖、普魯蘭和環(huán)糊精等。天然生物基聚合物具有無(wú)毒、可生物降解和成本低等特點(diǎn)，但以其為原料制備的靜電紡絲纖維的力學(xué)性能和穩(wěn)定性通常較差，往往需要與其他聚合物共混使用［52-53］，限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。

相比之下，合成生物基聚合物因其優(yōu)良的機(jī)械性能、良好的可紡性及結(jié)構(gòu)可調(diào)性，表現(xiàn)出更高的應(yīng)用潛力。聚乙烯醇 （PVA）、聚環(huán)氧乙烷 （PEO）、聚乙烯基吡咯烷酮 （PVP） 等通過(guò)生物質(zhì)原料 （如甘蔗、玉米等）水解并進(jìn)一步合成的生物基聚合物，均可被廣泛應(yīng)用于靜電紡絲領(lǐng)域。此外，一些通過(guò)微生物發(fā)酵獲得的可生物降解合成生物基聚合物，如由細(xì)菌合成的 3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯 （PHBV）［54-55］，也展現(xiàn)出良好的靜電紡絲加工性能。以上合成生物基聚合物在一定程度上彌補(bǔ)了天然生物基聚合物在靜電紡絲應(yīng)用中的局限性。

聚合物共混是調(diào)節(jié)靜電紡絲纖維理化性能的一種簡(jiǎn)便方法［50］。將具有良好混溶性的 2 種聚合物進(jìn)行共混，有利于發(fā)揮其性能的協(xié)同效應(yīng)，形成改良的新型聚合物結(jié)構(gòu)；由于分子間的高度交聯(lián)作用，這類(lèi)共混材料可進(jìn)一步制備機(jī)械性能和阻隔性能良好的食品活性包裝材料［56］；如殼聚糖與PVA 共混可以改善殼聚糖的可紡性、機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性［57］。聚合物和溶劑的選擇，以及靜電紡絲溶液的濃度，在很大程度上決定了靜電紡絲纖維的理化性能，如顏色、風(fēng)味、機(jī)械性能和流變性等，并直接影響所制備薄膜的傳輸性能 （如水蒸氣和氣體的滲透性，以及活性化合物的釋放速度）。

3 食品活性包裝用靜電紡絲纖維的特性

3. 1 抗氧化性

食品變質(zhì)是由于食品中存在的食源性微生物和酶產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，改變了產(chǎn)品質(zhì)量，使食品貨架期縮短，感官質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降，產(chǎn)生潛在毒性物質(zhì)等［58］。這是由于在正常的代謝活動(dòng)下，細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生高活性和毒性物質(zhì)，如單線態(tài)氧、超氧離子、羥基離子和過(guò)氧化氫等，對(duì) DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和酶造成損傷［59］。

抗氧化劑可以通過(guò)多重作用機(jī)制延緩氧化反應(yīng)進(jìn)程，主要包括抑制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的引發(fā)階段；阻斷鏈傳遞過(guò)程中的氫原子轉(zhuǎn)移；通過(guò)能量猝滅機(jī)制，抑制單線態(tài)氧的生成；清除自由基中間體；與過(guò)渡金屬離子發(fā)生螯合作用，消除其催化氧化反應(yīng)的活性等［60］。EOs中的酚類(lèi)物質(zhì)和其他次級(jí)代謝物具有較強(qiáng)的抗氧化活性，可以與雙鍵結(jié)合，從而減少自由基、抑制氧化應(yīng)激酶活性［61］。EOs抗氧化的活性過(guò)程如圖3所示，包括 3 個(gè)步驟，即起始、繁殖和終止［62-63］。研究表明，CEO對(duì)羥基自由基和一氧化氮的抑制能力更高，而百里香精油對(duì)自由基DPPH的抗氧化活性更高［64］。

3. 2 抗菌性

食用感染細(xì)菌微生物的食物會(huì)對(duì)人類(lèi)健康造成重大風(fēng)險(xiǎn)，人體腸道中存在的大腸桿菌可能會(huì)引起尿路感染、膽囊炎和菌血癥等多種疾病。EOs具有較好的抗菌作用，且對(duì)人體相對(duì)安全［65］，其各組分的抗菌機(jī)理具有顯著差異性，抗菌機(jī)制也存在多樣性［66-67］。

首先，EOs會(huì)破壞細(xì)菌細(xì)胞框架的穩(wěn)定性，導(dǎo)致細(xì)胞膜表面被破壞，通透性增強(qiáng)［68-69］，從而影響能量傳遞過(guò)程、膜轉(zhuǎn)運(yùn)和其他代謝活動(dòng)［70-72］。同時(shí)，由于EOs具有較強(qiáng)的疏水性，可以直接破壞細(xì)菌細(xì)胞的外表面及其細(xì)胞質(zhì)壁，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，改變細(xì)胞的pH值、病原體的化學(xué)組成和代謝過(guò)程，最終導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞死亡［73-74］。此外，EOs對(duì)DNA合成有明顯的抑制作用，可引起DNA損傷；還可引起細(xì)菌核糖體功能異常，干擾真菌線粒體，進(jìn)而影響細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖［75］。且當(dāng)EOs從而影響蛋白質(zhì)的合成與細(xì)菌接觸時(shí)，會(huì)干擾核酸的正常轉(zhuǎn)錄和編碼，特別是抑制結(jié)構(gòu)蛋白和催化，蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)一步破壞細(xì)菌的正常功能，從而實(shí)現(xiàn)抗菌［76-77］。孢子是細(xì)胞受損進(jìn)入自我保護(hù)時(shí)產(chǎn)生的、能直接發(fā)育的新個(gè)體；EOs 通過(guò)阻斷孢子萌發(fā)、生長(zhǎng)和繁殖，可以發(fā)揮殺孢作用，起到抗菌作用［78-79］。EOs抗菌機(jī)理如圖4所示。

4 封裝精油的靜電紡絲纖維在食品活性包裝中的應(yīng)用

4. 1 在果蔬包裝中的應(yīng)用

隨著生鮮農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)的快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)新鮮水果和蔬菜的需求也隨之增加。采摘后的果蔬質(zhì)量受到儲(chǔ)存溫度、包裝中氣體成分和微生物的影響，容易變軟、失水和腐爛；采用合適的處理和包裝技術(shù)是保持果蔬新鮮度、延長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間和保質(zhì)期的有效方法［80］。封裝 EOs 等天然生物活性物質(zhì)的靜電紡絲纖維制備的薄膜用于果蔬包裝時(shí)，可以起到控制軟化、抑制果實(shí)褐變、增強(qiáng)抗氧化能力、降解乙烯、減少腐敗等作用［81］。Zhang 等［82］ 發(fā)現(xiàn)花椒精油薄膜對(duì)黃曲霉和青霉菌具有顯著的抗菌作用，可以為草莓和櫻桃提供更長(zhǎng)期的保護(hù)，以避免微生物感染，并延長(zhǎng)水果的保質(zhì)期。同時(shí)，感官評(píng)估表明，采用花椒精油薄膜作為包裝材料，對(duì)水果風(fēng)味沒(méi)有影響。

4. 2 在禽畜肉包裝中的應(yīng)用

禽畜肉類(lèi)在加工和保存過(guò)程中，脂質(zhì)和蛋白質(zhì)容易發(fā)生氧化，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低，風(fēng)味和質(zhì)地惡化，保質(zhì)期縮短［83］。與禽畜肉類(lèi)腐敗有關(guān)的致病菌包括大腸桿菌、沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌和單核增生李斯特菌等［84］。應(yīng)用研究表明，封裝EOs的靜電紡絲纖維制備的薄膜在提高禽畜肉制品亮度、減小色差、保持顏色穩(wěn)定性、改善禽畜肉制品香氣、保持肉質(zhì)嫩度、減緩EOs釋放、控制微生物群和病原體數(shù)量、降低細(xì)菌活性等方面具有顯著的效果，還具有一定的抗氧化性，從而可以有效延長(zhǎng)禽畜肉類(lèi)及肉制品的貯藏時(shí)間和保質(zhì)期［85-87］。Peixoto 等［88］ 通過(guò)靜電紡絲法開(kāi)發(fā)與百里香精油結(jié)合的玉米醇溶蛋白纖維膜，其表現(xiàn)出均勻、連續(xù)的形態(tài)，且具有抗氧化潛力，能夠抑制肉類(lèi)包裝中耐熱大腸菌群和凝固酶陽(yáng)性葡萄球菌的增殖。

4. 3 在水產(chǎn)品包裝中的應(yīng)用

我國(guó)是世界上最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖國(guó)家，水產(chǎn)品產(chǎn)量已連續(xù) 30 年居世界首位。然而，高水分、高蛋白的水產(chǎn)品在貯藏過(guò)程中易受到微生物、內(nèi)源酶和油脂氧化等因素的影響而難以儲(chǔ)存［89］。封裝 EOs 的靜電紡絲纖維制備的活性包裝材料通過(guò)其抗菌、抗氧化和鈍化酶活性，用于包裝水產(chǎn)品時(shí)可以在與水產(chǎn)品接觸過(guò)程中持續(xù)釋放 EOs，從而實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的防腐保鮮效果［90］。應(yīng)用封裝沒(méi)食子酸和 PEO 的靜電紡絲纖維制備的可食性包裝膜，可以有效延緩羅非魚(yú)肌肉及鱒魚(yú)片的腐敗變質(zhì)過(guò)程［91］。Shahbazi 等［92］ 通過(guò)靜電紡絲法，將PEO封裝到CMC/明膠納米纖維中，并制備可用于包裝蝦類(lèi)食品的薄膜；結(jié)果表明，使用薄膜包裝可將蝦類(lèi)食品的冷藏保質(zhì)期延長(zhǎng)至 14 天，病原微生物的生長(zhǎng)和脂質(zhì)氧化顯著減緩，感官特性（氣味、顏色、質(zhì)地和整體可接受性）得以保持。

4. 4 在其他食品包裝中的應(yīng)用

封裝EOs的靜電紡絲纖維制備的活性包裝材料不僅可以延長(zhǎng)果蔬、禽畜肉、水產(chǎn)品等的貨架期，還可應(yīng)用于其他高阻隔要求食品的抗菌保鮮中，如圖5所示。除了抗菌、抗氧化等，封裝EOs的靜電紡絲纖維制備的薄膜還具有防止水分流失和氧氣擴(kuò)散的作用，可以用于提高含脂食品的穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)糧食、奶酪、火腿及堅(jiān)果類(lèi)食品貨架期［89］。Tayebi等［93］ 將丁香精油封裝到玉米醇溶蛋白的靜電紡絲纖維中，用作生物防腐劑；其對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌和大腸桿菌表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗菌活性，并可以保持奶酪的感官特征（味道、顏色、質(zhì)地和氣味）。

5 結(jié) 語(yǔ)

目前，封裝EOs的靜電紡絲纖維在食品包裝中仍然面對(duì)許多挑戰(zhàn)：①植物精油對(duì)靜電紡絲纖維的老化是否具有促進(jìn)作用，是否會(huì)引起纖維形態(tài)和機(jī)械穩(wěn)定性的變化等問(wèn)題仍有待研究；②靜電紡絲工藝仍處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，用于食品包裝的商業(yè)化生產(chǎn)較少；③不同天然和合成生物基聚合物纖維原料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征，不同植物精油的特性也有較大差異，二者混合物的穩(wěn)定性和流變性能對(duì)靜電紡絲纖維的進(jìn)一步影響仍不明晰。因此，未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步研究封裝EOs的靜電紡絲技術(shù)機(jī)理，對(duì)纖維原料和植物精油的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，從而獲得性能穩(wěn)定的靜電紡絲溶液。

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