明膠-納米粒子復合膜的制備及其對水產品的保鮮作用

中圖分類號：S983 文獻標識碼：A 文章編號： 1000-4440（2025）05-1009-12

Abstract：In this study，chitosan nanoparticles （NPs）loaded with DL-3-phenyllacticacid were incorporated intoa gelatin（GE）matrixtofabricate gelatin-nanoparticlecomposite films（GE-NP）.Theefectsof different chitosannanoparticle concentrations（0， 2% ， 4% ， 6% ， 8% ，and 10% ）on the properties of the composite films were investigated. The results showed that，considering mechanical properties，ultraviolet（UV）barrer properties，oxygenbarrier properties，water vaporbarrierproperties，and antimicrobialproperties，the gelatin- 8% nanoparticle composite film （GE-NP ） 8% exhibitedthebestperformance.Low-fieldnuclearmagnetic resonance and variable-field nuclear magnetic resonance analysesrevealed that theinteractions between nanoparticles and gelatin molecules enhanced the crosslinking strength of the GE-NP 8% composite film，reduced the free

volume，and made its structure morecompact.Inthefish preservationexperiment，onday1Oof storage，thered-greenval

ue （ a^* ）and yellow-blue value （ b^* ）of fish treated with GE-NP were found to be closer to those of fresh fish.On day 10 8%

of storage，compared with fish treated with polyethylene film and gelatin film，the pH value，total volatile basic nitrogen

content （TVB- N ），thiobarbituric acid content（TBA），and total viable count（ TVC ）of fish treated with GE-NP in8%

creased to aleser extent.Meanwhile，the declineintextureparameters such as hardness，elasticity，cohesiveness，and

chewiness of the fish was also less pronounced.In summary，the GE-NP 8% composite film can effectively slow down the

qualitydeteriorationoffishandextenditsshelf life.Theresultsofthisstudycanprovideatheoreticalbasisandtechnical

support for extending the shelf life and maintaining the quality of aquatic products.

Key words：chitosan nanoparticles；gelatin；preservation film；barier properties；antimicrobial properties

近年來，隨著居民生活水平的提升、生活節奏的加快以及網絡銷售的推廣，預制菜行業得到了快速發展。然而，即配型預制菜在儲存、運輸期間極易受到微生物污染而腐敗變質。特別是水分和蛋白質含量高的水產品預制菜，更易因脂肪氧化、蛋白質降解及微生物活動而品質劣變[1]。水產品的品質劣變不僅會造成巨大的經濟損失，還嚴重制約了水產品行業的進一步發展。因此，探索一種有效的水產品保鮮手段具有重要的科學意義和廣闊的產業化應用前景。

現有的常溫（氣調、超高壓、輻照等）保鮮措施和低溫（冷藏、凍藏）保鮮措施結合使用化學防腐劑的保鮮手段能夠最大限度地保持水產品原有的營養價值和風味。然而，大量化學防腐劑在殺菌的同時也可能帶來食品安全隱患，氣調和超高壓等保鮮手段對設備要求較高，輻照保鮮產生的羥基自由基會加速水產品的氧化[2]。覆膜保鮮是一種有效的保鮮方法，可以延緩食品氧化、水分蒸發和微生物的生長繁殖，延長食品的貨架期。與不可降解的石油基塑料保鮮膜（聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯等）相比，生物基保鮮膜具有可持續性、生物相容性、抗菌性、抗氧化性，受到廣泛關注[3-4]。生物基保鮮膜按種類可分為單一組分薄膜（多糖基薄膜、蛋白基薄膜、脂類薄膜等）和復合保鮮膜。其中，單一組分薄膜受限于其分子結構特征，存在機械性能差、阻隔能力弱、生物活性不足等問題[5]。研究發現，添加了抗菌劑、抗氧化劑的復合保鮮膜能夠有效改善單一組分薄膜的不足，提升其抗菌、抗氧化能力，從而延緩水產品的腐敗變質。Chen等利用明膠、海藻酸鈉和聚乳酸制備的明膠復合保鮮膜具有較強的阻隔性能和抗菌性能，能夠有效抑制冷藏條件下的鱸魚蛋白質降解和脂肪氧化。Liu等[7]利用明膠、殼聚糖和百里香精油制備的復合保鮮膜結構致密且表面光滑，能夠通過干擾微生物碳水化合物、氮和核苷酸的代謝抑制微生物的增殖，維持冷藏條件下金鯧魚魚肉的品質。付瑞敏等利用殼聚糖、甘油和茶渣提取物制備了一種兼具抗菌性和抗氧化性的活性保鮮膜，可以有效維持鮮切蘋果的硬度和維生素C含量，表現出優異的保鮮效果。

本研究擬將負載DL-3-苯乳酸的殼聚糖納米粒子（NP）添加至明膠（GE）基體中，制成明膠-納米粒子復合膜（GE-NP），并探究該復合膜的力學性能、紫外線阻隔性能、氧氣阻隔性能、水蒸氣阻隔性能和抑菌性能，旨在為延長水產品保質期及保持其品質提供理論依據和技術支持。

1材料與方法

1.1 試驗試劑

明膠、殼聚糖、三聚磷酸鈉、碳酸鉀、亞甲基藍、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、DL-3-苯乳酸購自上海麥克林生化科技有限公司；硼酸、乙二胺四乙酸二鈉購自天津市科密歐化學試劑有限公司；甲基紅、乙醇、鹽酸、氯化鈉購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.2試驗儀器

分光測色計（分光式）（型號CM-700d，日本KONICAMINOLTA公司產品）;pH計（型號FE28，梅特勒-托利多（上海）有限公司產品）；恒溫恒濕培養箱（型號SN-HWS-250B，上海尚普儀器設備有限公司產品）;全溫度振蕩培養箱（型號HZQ-F100，太倉華大實驗儀器科技有限公司產品）；質構儀（型號TMS-PRO，美國FTC公司產品）；低場核磁共振分析儀（型號NMI20，蘇州紐邁分析儀器股份有限公司產品）；1T研究級快速場循環核磁共振分析儀（型號FFC2000，蘇州紐邁分析儀器股份有限公司產品）；大容量高速臺式冷凍離心機（型號H2050R，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司產品）；高速分散均質機（型號T25，德國IKA公司產品）；水蒸氣透過率測試儀（型號C390H，濟南蘭光機電技術有限公司產品）；氧氣透過率測試儀（型號C230H，濟南蘭光機電技術有限公司產品）；紫外-可見分光光度計（型號E220，美國賽默飛世爾科技公司產品）。

1.3 試驗方法

1.3.1納米粒子的制備參照Zhang等9的方法制備納米粒子。具體步驟如下：稱取 0.2g 殼聚糖溶于200mL1% （體積分數）乙酸溶液中，待殼聚糖完全溶解后加入 40mg DL-3-苯乳酸，并用 10mol/LNaOH 調節溶液 pH 至5。隨后，向溶液中滴加 30mL1 mg/mL 三聚磷酸鈉溶液，同時劇烈攪拌 30min 。攪拌結束后，將殼聚糖納米粒子懸浮液以 13000r/min 離心 30min ，棄去上清液，加入蒸餾水重復離心、洗滌2次。加入 10mL 蒸餾水，混勻后冷凍干燥 48h ，制得負載有DL-3-苯乳酸的納米粒子（NP）。

1.3.2明膠-納米粒子復合膜（GE-NP）的制備稱取適量明膠加入 100mL 蒸餾水中，室溫靜置 ^1h 使其充分水化。加入 10% （質量分數）甘油，加熱攪拌至完全溶解。稱取適量殼聚糖納米粒子分散于60mL蒸餾水中，攪拌至完全分散。將明膠溶液和納米粒子懸浮液按一定比例混合均勻后，倒入培養皿中干燥，得到明膠復合保鮮膜（GE-NP）。GE、GE-NP_2% 、 GE-NP_4% 、 GE-NP_6% 、 GE-NP_8% 、 GE-NP_10% 分別表示復合膜中納米粒子的添加量（質量分數）為0、2%4%6%8%10% 。

1.3.3X射線光電子能譜（XPS）分析使用X射線光電子能譜儀，X射線源采用單色AI Kα 射線，人射角度為 30^° ，檢測速度為 500eV/min ，掃描范圍為0～1200eV 。

1.3.4低場核磁共振分析利用NMI20核磁共振成像分析儀研究GE-NP聚合物的網絡交聯強度。掃描次數（NS）為16，回波時間 （TE） 為 0.2ms ，等待時間 （TW） 為 4000ms ，回波計數（NECH）為 15000 。1.3.5變場核磁共振分析使用FFC2000快速循環變場核磁共振儀研究GE-NP復合膜的自由體積，測定復合膜在不同磁場強度下的縱向弛豫時間（T₁）^[11] 。測試條件如下：極化時間 （TP） 和延遲回收時間（RD）分別為0.2s和 0.5s ，掃描次數為2次，衰減幅度（ATTR）為 2db ，磁場強度為 1～8MHz ，以 MnCl₂ 為標準樣品進行校準。

1.3.6復合膜力學性能測定采用島津AGS-X試驗機在室溫環境下（ 25^°C ，相對濕度 60% ）測試復合膜的力學性能，應變速率為 50mm/min 。測試前，在測試環境中平衡 ^48h ，每種復合膜測試3次，取平均值。

1.3.7復合膜顏色及透光率測定使用CM-700d分光測色儀測量GE-NP的顏色變化。用白板校準后，測量并記錄GE-NP膜的 L^* （亮度） a^* （紅綠值）和 b^* （黃藍值）。采用紫外-可見分光光度計測定復合膜在 200～800nm 波長的透過率。短波紫外線（UVC） （200～280nm ）、中波紫外線（UVB）（ 280～320nm ）和長波紫外線（UVA）（ 320～400 nm）的阻隔率計算如下：

式中， T（λ） 為薄膜的平均透過率， d（λ） 為帶寬， λ 為波長。

1.3.8水蒸氣透過率與氧氣透過率測定依據GB/T1037-2021，采用C390H水蒸氣透過率測試系統測定復合膜的水蒸氣透過量。測試條件如下：流程模式設置為循環模式，吹掃上下腔時間設為 30s ，預熱時間為 2h ，以氮氣作為載氣，試驗溫度為（ 23±2 ） C ，濕度為 90%±2% 。將待測膜切成直徑為10.5cm 的圓片，每種復合膜測定3次，取平均值。

依據 GB/T1038-2022 ，采用 C230H 氧氣透過率測試系統測定復合膜的氧氣透過量。測試條件如下：流程模式設置為循環模式，吹掃上下腔時間設為30s，預熱時間為 ^2h 。以氮氣作為載氣，氧氣作為滲透氣體。試驗溫度設為（ 23±2 ） C ，濕度設為50%±2% 。將待測膜切成直徑為 10.5cm 的圓片，每種復合膜測定3次，取平均值。

1.3.9抑菌率測定參照Roy等[10]的方法并稍作修改，使用菌落計數法評估GE-NP的抗菌性能。將大腸桿菌和金黃色葡萄球菌在 37^°C 下振蕩培養18h，梯度稀釋至 1×10⁶CFU/mL 。隨后，將 50mg 薄膜加入 50mL 含有 1×10⁶ CFU/mL細菌的胰酪大豆肺液體培養基中，并在 37^°C 下振蕩培養 24h 。將培養液梯度稀釋，接種在瓊脂平板上，計算菌落數量。以不加薄膜的培養液作為對照，檢測GE-NP復合膜的抗菌性能。薄膜的抑菌率計算公式如下：

抑菌率

式中， n₁ 為不加薄膜培養液的菌落數，單位CFU/mL n₂ 為添加薄膜的培養液的菌落數，單位CFU/mL 。

1.3.10魚肉色澤測定將鮮活草魚擊暈，去頭、去皮、去內臟，用無菌水將魚肉沖洗干凈，將魚肉切成3cm×3cm×2cm 的魚塊并隨機分為4組。在無菌操作臺中，分別用經過紫外線照射的聚乙烯膜（PE）、明膠膜（GE）和明膠- 8% 納米粒子復合膜（ GE-NP_8% ）包裹魚肉，以無膜包裹的魚肉作為對照。將魚肉置于培養皿中， 4^°C 保存，每2d取1次魚肉。用白板校準后，利用CM-700d分光測色儀測量魚肉的 L^* 值 ?^b* 值和 c^* 值。

1.3.11魚肉 ΔpH 值測定參照繆函霖等[12]的方法，稱取 2g 魚肉，加入 20mL 蒸餾水，用分散均質機攪打均勻，靜置 30min 后測定 ΔpH

1.3.12魚肉揮發性鹽基氮含量（TVB-N）測定參考郭全友等[13]和吳海虹等[14]的方法并稍作修改，稱取 4g 魚肉，加入 20mL 蒸餾水，均質 1min ，靜置30min 后過濾。在玻璃擴散Ⅲ中滴加 1mL 濾液、1mL 飽和碳酸鉀溶液、 .1mL 硼酸吸收液和1滴混合指示劑，用玻璃蓋密封后放入恒溫培養箱中， 37°C 靜置 ^2h ，用 0.01mol/L 鹽酸滴定。計算公式如下：

式中， TVB–N 為揮發性鹽基氮含量，單位 mg/g v₁ 為試驗組鹽酸滴定消耗的體積，單位 σ_mL;v2 為空白組鹽酸滴定消耗的體積，單位 mL c₁ 為鹽酸濃度，單位 moVL;m₁ 為魚肉重量，單位 g 。

1.3.13硫代巴比妥酸含量（TBA）測定參考楊晴晴等[15]的方法并稍作修改，稱取 2Δg 魚肉，加入20mL 三氯乙酸，劇烈攪拌 1min 后，在 50% 條件下振蕩 30min 。過濾后吸取 5mL 上清液，加人 5mL 硫代巴比妥酸溶液， 90^qC 水浴 30min 。冷卻至室溫后在波長 532nm 處測定吸光度，代入標準曲線計算。計算公式如下：

式中，TBA為硫代巴比妥酸含量（以丙二醛計），單位 mg/kg;c₂ 為丙二醛質量濃度，單位 μg/mL;v₃ 為濾液體積，單位 mL;m₂ 為魚肉重量，單位g。

1.3.14魚肉菌落數測定參照張曦鵬等[16的方法并稍作修改，稱取 10g 魚肉置于無菌均質袋中，加入 90mL 無菌生理鹽水，均質拍打 2min ，吸取上清液梯度稀釋，選取合適濃度的稀釋液涂布平板，于 37^qC 恒溫培養箱中培養 ^48h ，檢測魚肉中菌落數。

1.3.15魚肉質構分析參考Li等[17]的方法并稍作修改，采用TMS-PRO質構儀測定草魚魚肉的質構。測試條件如下：選用直徑為 7.5cm 、量程為100N的探頭，速度為 1mm/s ，形變程度為 50% ，觸發力為 5Π_g 。以硬度、膠黏性、彈性和咀嚼性作為魚肉品質的評價指標。

1.4 數據處理與分析

試驗結果以平均值 ± 標準誤差表示，利用SPSS26.0軟件進行顯著性分析，使用 軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1GE-NP的X射線光電子能譜分析

X射線光電子能譜（XPS）可用于分析復合膜中的元素組成、化學狀態和分子間的相互作用[18]。如圖1A所示，明膠膜和GE ?NP_8% 復合膜的XPS光譜主要標記峰為C1s 284.9eV ）、 N1s（399.9eV 和01s （531.9eV ）[19]。C1s光譜圖中， C₁ 峰（283.0eV ）代表C-C或者C-H之間的化學鍵，具有這種化學鍵的基團在材料表面通常表現出疏水性; C₂ 峰（ 284.8eV ）代表C-O或者C-N之間的化學鍵，與材料的交聯程度相關； C₃ 峰 （286.7eV ）代表 C=0 或者 0-C=0 結構，含有這些官能團的材料表面通常具有親水性[20]。如圖1B所示，添加 8% 納米粒子后， GE-NP_8% 復合膜的 C₁ 峰高度降低， C₂ 峰高度增加， C₃ 峰高度增加，表明復合膜表面的親水性增強和聚合物網絡的交聯強度提升，這主要是因為復合膜中極性基團的暴露和氫鍵數量的增加[2I]。明膠膜的N1s光譜圖中，位于 395.7eV.396.0eV 和397.7eV 的峰分別代表 和 C-N/N-H （圖1C）；明膠膜的01s光譜圖中，位于 527.4eV.528.5 eV 和 529.6eV 的峰分別代表 C=0/N-C=0， C-OH和C-O-C（圖1D）。加入納米粒子后， GE-NP_8% 復合膜的N1s和O1s光譜圖中，各個峰向右偏移，表明結合能增加，這主要是因為明膠分子和納米粒子之間氫鍵相互作用[20]

A為X射線光電子能譜全譜;B為C1s譜圖;C為N1s譜圖;D為O1s譜圖。GE：明膠膜;GE- ?NP_8% ：明膠 -8% 納米粒子復合膜。

2.2GE ?NP_8% 復合膜的低場核磁共振和變場核磁共振分析

橫向弛豫時間（ T₂ 可以反映GE-NP復合膜的氫鍵結合程度及分子網絡交聯強度[22]。 T₂ 值越小，表明復合膜中氫鍵的交聯強度越高。如圖2A所示，與明膠膜相比， GE-NP_8% 復合膜的橫向弛豫時間減小，表明納米粒子的加入提升了 GE-NP_8% 復合膜的物理交聯強度。這主要是因為納米粒子和明膠分子通過氫鍵產生相互作用，這種非共價鍵作用可以有效提高復合膜的交聯密度和交聯強度。

循環變場核磁共振可以測定薄膜縱向弛豫時間（ T_?1） ，進而評估復合膜的自由體積和阻隔性能。如圖2B所示，隨著磁場強度的增加，明膠膜和GE-NP_8% 復合膜的縱向弛豫時間呈現降低趨勢。此外，在 1～8MHz 的磁場強度下，GE- ?NP_8% 復合膜的縱向弛豫時間小于明膠膜，表明GE- ?NP_8% 復合膜的自由體積小于明膠膜[23]。這是因為納米粒子占據了薄膜分子間的交互通道，且納米離子和明膠分子之間的相互作用使 GE-NP_8% 復合膜更加致密，從而進一步減小其自由體積。

2.3GE-NP復合膜的力學性能分析

在室溫環境和應變速率為 50mm/min 的條件下，對GE-NP復合膜的力學性能進行測試。如表1所示，添加納米粒子的 GE- ?NP_2% 、 GE-NP_4% 、GE-VP_6%，GE-NP_8%，GE-NP_10% 復合膜的抗拉強度、斷裂伸長率、楊氏模量、斷裂韌性均顯著高于明膠膜（ Plt; 0.05）。納米粒子與明膠之間的相互作用能夠耗散應力，從而實現復合膜的增強與增韌。 GE-NP_10% 復合膜的抗拉強度最大，為 （92.55±2.43 ） MPa ，GE-NP_10% 復合膜抗拉強度是明膠膜的1.98倍；GE-NP_8% 復合膜的斷裂伸長率最大，為8. 13%±0.38% ，GE- .NP_8% 復合膜的斷裂伸長率是明膠膜的1.57倍；

GE- ?NP_10% 復合膜的楊氏模量最大，為 （2.38±0.11 ）GPa ，GE- ?NP_10% 復合膜的楊氏模量為明膠膜的1.65倍;GE- ?NP_8% 復合膜的斷裂韌性最大，為 （4.49±0. 19）MJ/m³ ，GE- ?NP_8% 復合膜的斷裂韌性為明膠膜的3.01倍。 GE-NP_10% 復合膜的斷裂伸長率和斷裂韌性顯著低于 GE-NP_8% 復合膜，這可能是因為納米粒子添加量過多，導致局部納米粒子堆積和過度物理交聯。

2.4 GE-NP復合膜的顏色分析

顏色是食品包裝膜的重要參數，直接影響食品包裝的外觀特征。色差儀參數中， L^* 為亮度； a^* 為紅綠值， a^* 值越大，表明樣品越紅； b^* 為黃藍值， b^* 值越大，表明樣品越黃[24]。如圖3所示，隨著納米離子添加量的增加，GE-NP復合膜的 L^* 值和 a^* 值呈下降趨勢，表明復合膜的亮度和紅度降低；隨著納來離子添加量的增加，GE-NP復合膜的 b^* 值呈上升趨勢，表明復合膜的黃度增加。與明膠膜相比，GE-NP復合膜顏色發生了輕微變化，但整體呈現均勻、透明的外觀，可以用于食品包裝。

2.5GE-NP復合膜的可見光與紫外線阻隔性能分析如圖4所示，明膠膜、GE- ?NP_2% 復合膜、 GE-NP_4% 復合膜、 GE-NP_6% 復合膜、 GE-NP_8% 復合膜、GE-NP_10% 復合膜對紫外光（ 200～400nm 和可見光L 400～500nm ）的透過率差異較小，所有膜的可見光透過率均超過 85% 。在紫外線照射下，食品容易發生脂質氧化和營養成分流失，因此阻隔紫外線是食品包裝膜的重要功能。明膠膜、 GE-NP_2% 復合膜、GE- ?NP_4% 復合膜、 GE-NP_6% 復合膜、 GE-NP_8% 復合膜、GE- ?NP_10% 復合膜對UVC的阻隔率均無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。 GE-NP_4% 復合膜、 GE-NP_6% 復合膜、GE-NP_8% 復合膜、 GE-NP_10% 復合膜對UVB和UVA的阻隔率均無顯著差異（ Pgt;0.05 ）。

2.6GE-NP復合膜的氧氣與水蒸氣阻隔性能分析

對氧氣和水蒸氣的阻隔性能是保鮮膜的重要性能指標，保鮮膜良好的阻隔性能有助于抑制脂質氧化，延長食品貨架期。如圖5A所示，隨著納米粒子添加量的增加，GE-NP復合膜的氧氣透過率呈下降趨勢。明膠膜的氧氣透過率為 6.45× 10^-14 cm³?cm/（cm²?s?Pa） ，表明明膠膜對氧氣的阻隔能力較弱。加入納米離子的復合膜氧氣透過率顯著低于明膠膜（ Plt;0.05） 。 GE-NP_8% 復合膜的氧氣透過率和GE- ?NP_10% 復合膜相比無顯著差異。水蒸氣透過率為單位時間通過單位面積薄膜的水蒸氣量，常用于評價薄膜對水蒸氣的阻隔性能。如圖5B所示。隨著納米粒子添加量的增加，GE-NP復合膜的水蒸氣透過率呈下降趨勢。明膠膜的水蒸氣透過率為 3.65×10^-12g?cm/（cm²?s?Pa） 。 GE-NP_8% 復合膜的水蒸氣透過率和GE- ?NP_10%"復合膜相比無顯著差異。納米離子改善了復合膜對氧氣和水蒸氣的阻隔性能，這主要是因為復合膜的自由體積降低，分子擴散路徑減少[25]；聚合物網絡物理交聯密度的提升增強了網絡強度，同時限制了聚合物分子鏈的運動，從而使分子擴散路徑更為曲折[26]

2.7GE-NP復合膜的抑菌性能分析

包裝薄膜良好的抑菌效果能夠延長食品保質期和貨架期。如圖6所示。隨著納米粒子添加量的增加，GE-NP復合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率呈上升趨勢。其中， GE-NP_6% 復合膜、GE-NP_8% 復合膜、G ΔE-NP_Δ10% 復合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均 gt;90% 。 GE-NP_6% 復合膜、GE-NP_8% 復合膜、 GE-NP_10% 復合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率無顯著差異（ Pgt;0.05 ）。GE-NP復合膜的抑菌活性來源于納米粒子中的活性物質

DL-3-苯乳酸，DL-3-苯乳酸能夠干擾微生物的生理代謝活動，阻礙DNA復制，從而抑制微生物數量的增長[27]。綜合考慮力學性能、阻隔性能、抑菌性能和顏色，選取明膠 .8% 納米粒子作為最佳配比，進一步評估 GE-NP_8% 復合膜對冷藏魚肉的保鮮效果。

2.8不同保鮮膜對魚肉的保鮮作用分析

通過貯藏期魚肉的顏色變化可以評估魚肉的新鮮度。如表2所示，第0d，新鮮魚肉的 L^* 值為61.79±3.91 。貯藏 10d 后，對照和PE處理魚肉 L^* 值分別下降 9.79% 和 13.80% ，GE 處理和 GE-NP_8% 處理魚肉 L^* 值分別下降 1.70% 和 3.20% 。第0d新鮮魚肉的 a^* 值和 b^* 值分別為 -2.74±0.29 和1.21±0.16 ，這表明新鮮魚肉的顏色偏綠和偏黃。然而，貯藏10d后， GE-NP_8% 處理魚肉 a^* 值和 b^* 值和新鮮魚肉的差異較小， GE-NP_8% 處理魚肉 a^* 值和b^* 值均顯著低于對照（ Plt;0.05 ）。這是因為GE-NP_8% 復合膜具有一定的吸水性，能夠吸收魚肉周圍環境的水分，從而抑制微生物的活動，使魚肉色澤保持較好。

貯藏過程中，由于微生物和內源酶的作用，蛋白質被逐步分解，魚肉中堿性含氮化合物（氨、三甲胺、組胺等）不斷積累[28-29]，導致魚肉的 ΔpH 值升高，因此 pH 值可以作為衡量魚肉新鮮程度的重要指標。如圖7A所示，新鮮魚肉的 pH 值為 6.62±0.03 ，與 Wu 等[30的研究結果相似。隨著貯藏時間的延長，各處理魚肉的 pH 均呈上升趨勢。貯藏 10d 后，對照、PE 處理、GE 處理和GE- ?NP_8% 處理魚肉 pH 值分別提高了 0.91，0.70，0.62 和0.41。 GE-NP_8% 處理魚肉的 pH 值顯著低于對照、PE處理和GE處理，表明GE- ?NP_8% 復合膜能有效抑制微生物的生長，從而保持魚肉的品質。

揮發性鹽基氮含量（TVB-N）是評估水產品新鮮度的重要指標，其含量越高表明腐敗程度越高。根據相關標準，水產品的揮發性鹽基氮含量應≤

。如圖7B所示，新鮮草魚的 TVB–N 約為 0.067 3mg/g ，各處理魚肉的TVB-N隨貯藏時間的延長呈上升趨勢。隨著貯藏時間的延長，對照魚肉的TVB-N從（ （0.067 3±0.003 2 ） mg/g （第0d）上升到（ 0.5268±0.0221. ） mg/g （第10d）。在第8d時，CK處理、PE處理和GE處理魚肉的TVB-N均超過 .0.2000mg/g ，表明魚肉已經腐敗變質。貯藏10d 后，GE- ?NP_8% 處理魚肉TVB-N為 （0.1729± 0.016 2） mg/g ，低于 0.200 0mg/g 。這是因為GE-NP_8% 復合膜貯藏時能夠阻隔氧氣，降低魚肉中內源酶的活性[32]；同時GE- .NP_8% 復合膜的抗菌活性可以有效抑制微生物的生長，從而延緩蛋白質的分解。

魚肉中的脂質易氧化，導致風味變差和營養損失。自氧化是魚類脂質氧化的主要形式，通過阻斷氧氣可以有效抑制這一過程[33]。此外，嗜冷菌也會導致游離脂肪酸增加，進而加劇脂質的氧化[34]。硫代巴比妥酸含量（TBA）是評估魚類脂質氧化程度的重要指標[35-36]。如圖7C所示，新鮮魚肉的TBA為（0.19±0.01 ） mg/kg ，表明其脂肪氧化程度極低。各處理魚肉的TBA隨貯藏時間延長呈上升趨勢，GE- ?NP_8% 處理魚肉的TBA上升最為緩慢。貯藏第10d，GE-NP_8% 處理魚肉的TBA顯著低于對照、PE處理和GE處理（ Plt;0.05， ）。這主要是因為GENP_8% 復合膜具有優異的氧氣阻隔性能，可以有效抑制魚肉的自氧化；納米粒子中負載的DL-3-苯乳酸可以抑制嗜冷菌的生長，減少游離脂肪酸的產生，從而降低魚肉的氧化程度。

魚肉中富含蛋白質和水分，極易滋生細菌導致魚肉腐敗變質。菌落總數（TVC）可以直接反映魚肉的新鮮程度，是評價魚肉品質安全的決定性指標[37]。根據國標GB4789.2-2022 要求，水產品中TVC的對數應 lt;7.00 。如圖7D所示，新鮮魚肉的TVC的對數為2. 13±0.32 ，細菌主要來源于草魚宰殺和切割過程中的污染。對照、PE處理魚肉TVC隨貯藏時間延長呈上升趨勢。貯藏第10d，對照、PE處理、GE處理魚肉的TVC的對數分別達到 7.33±0.12，7.01±0.46，7.37±0.18 ，均超過國家標準，表明魚肉已腐敗變質，不可食用。貯藏第 10d ，GE-NP_8% 處理魚肉的TVC 的對數 lt;7.00 ，，表明GE- ?NP_8% （2號處理可以將魚肉的貨架期延長至 10d 以上。這是因為 GE-NP_8% 復合膜阻隔性能較好，能夠減少氧氣和水蒸汽透過率，從而抑制微生物的生理活動[38]此外， GE-NP_8% 復合膜中的DL-3-苯乳酸具有廣譜抑菌活性，能夠有效抑制腐敗菌的生長，延緩魚肉的腐敗變質[39]

質構參數是評價食品品質的重要指標。如圖8所示，魚肉硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性等質構參數隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。硬度是使魚肉達到一定形變所需施加的力，能夠直接反映魚肉質量和口感。貯藏10d后，對照、PE處理和GE處理魚肉的硬度分別下降 93.56%.87.02% 、80.88% 。然而， GE-NP_8% 處理魚肉的硬度僅下降71.34% ，表明GE- ?NP_8% 復合膜可以延緩魚肉的腐敗變質。彈性指去除外力后魚肉的形變恢復能力，魚肉的彈性與彈性蛋白、肌紅蛋白的伸縮性有關[40]。新鮮魚肉的彈性為 （5.63±0.21 ） mm 。貯藏10d后，對照魚肉的彈性降低至 （0.76±0.26 ）mm ，而PE處理、GE處理和GE- ?NP_10% 處理魚肉的彈性分別降低至 （0.93±0.44^? ） mm 、（ 1.20±0.30 mm 和 （1.46±0.15 ） mm 。貯藏 10d 后，對照、PE處理、GE處理和GE- ?NP_8% 處理魚肉的膠黏性分別下降了 95.64%.88.84%.74.14%.69.45% 。咀嚼性是指咀嚼食物至可吞咽狀態時所需的能量，良好的咀嚼性能顯著提升食用體驗。咀嚼性與硬度、彈性呈正相關。隨著貯藏時間的延長，CK、PE處理和GE處理魚肉的咀嚼性迅速下降。而GE-NP_8% 復合膜能夠有效延緩魚肉咀嚼性的下降。

圖7貯藏期間草魚魚肉 pH 值（A）、揮發性鹽基氮含量（B）、硫代巴比妥酸含量（C）和菌落總數 （D） 的變化

3結論

本研究將負載DL-3-苯乳酸的殼聚糖納米粒子（NP）添加至明膠（GE）基體中，制成明膠-納米粒子復合膜（GE-NP），其中，DL-3-苯乳酸具有抗菌活性，可以提高明膠-納米粒子復合膜的抑菌率。綜合考慮力學性能、紫外線阻隔性能、氧氣阻隔性能、水蒸氣阻隔性和抑菌性能，明膠 .8% 納米粒子復合膜（ GE-NP_8% ）的性能最佳。通過低場核磁共振和變場核磁共振分析發現，納米粒子與明膠分子之間的相互作用增強了GE- .NP_8% 復合膜的交聯強度，減小了自由體積，使其結構更加致密。魚肉保鮮試驗中，貯藏第 10d，GE-NP_8% 處理魚肉紅綠值（ a^* ）和黃藍值0 ?b^* ）與新鮮魚肉的差異較小。貯藏第10d，與聚乙烯膜處理、明膠膜處理相比， GE-NP_8% 處理魚肉 ΔpH 值、揮發性鹽基氮含量（TVB-N）、硫代巴比妥酸含量（TBA）、菌落總數（TVC）上升幅度較小，同時魚肉硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性等質構參數下降幅度較小。綜上， GE-NP_8% 復合膜可有效減緩魚肉的品質劣變，延長其貨架期。本研究為延長水產品保質期及保持其品質提供理論依據和技術支持。

參考文獻：

[1] YEBB，CHENJ，FULL，et al.Application of nondestructive evaluation（NDE）technologiesthroughout cold chain logisticsof seafood：classification，innovationsand research trends[J].LWTFood Science and Technology，2022，158：113127.

[2] 趙思琪，張浪，劉騫，等.天然抗菌劑納米乳液的制備、抑 菌機理及在肉類保鮮中的應用研究進展[J].肉類研究，2022， 36（4）：48-56.

[3] 鄭科旺，余曉華，黃明軍，等.可食性殼聚糖包裝膜的制備及性 能[J].江蘇農業科學，2017，45（21）：232-235.

[4] 胡燕，鄒建，袁曉晴.響應面法優化脫乙酰魔芋葡甘聚糖/ κ -卡拉膠可食性膜的制備工藝[J].江蘇農業學報，2020，36 （4）：1041-1048.

[5] MOHAMEDSAA，EL-SAKHAWYM，EL-SAKHAWYMAM. Polysaccharides，protein and lipid-based natural edible filmsin foodpackaging：areview[J].CarbohydratePolymers，2O20，238： 116178.

[6] CHENJW，LIYX，WANGYF，etal.Activepolylactic acid/tilapia fish gelatin-sodiumalginatebilayer films：applicationinpreservation of Japanese sea bass（Lateolabrax japonicus）[J].Food Packagingand ShelfLife，2022，33：100915.

[7]LIUY，KAIY，YANGHS.Biodegradable fish gelatin/chitosanbased active films alter chill-stored golden pomfret（Trachinotus DIOUI） metavutes auy uuougn uuaug iour elavnc pathways[J]. Food Packaging and Shelf Life，2023，36：101046.

[8］付瑞敏，楊雪，夏鐵騎，等.一種新型生物活性膜的制備及對 鮮切蘋果的保鮮效果[J].江蘇農業科學，2022，50（11）：182- 189.

[9]ZHANG Q，BUQ H， XIA JY，et al. High-performance，degradable，self-healing bio-based nanocomposite coatings with antibacterial and antioxidant properties[J].Nanomaterials，2O23，13（7）： 1220.

[10]ROY S，RHIM J W， JAISWAL L. Bioactive agar-based functional composite film incorporated with copper sulfide nanoparticles[J]. Food Hydrocolloids，2019，93：156-166.

[11]LURIE D J，AIME S，BARONI S，et al.Fast field-cycling magnetic resonance imaging[J]. Comptes Rendus Physique，2010，11 （2）：136-148.

[12］繆函霖，包海蓉，趙路漫.金槍魚肉冷藏過程中理化特性的變 化[J].江蘇農業科學，2013，41（8）：248-251.

[13］郭全友，王錫昌，姜朝軍，等.養殖尼羅羅非魚鮮度特征及動力 學模型構建[J].食品科學，2013，34（4）：245-249.

[14］吳海虹，金碧茹，張新笑，等.燙漂后速凍和直接速凍對青蝦品 質的影響[J].江蘇農業科學，2018，46（14）：164-168.

[15]楊晴晴，陳悅，李偉，等.菲律賓蛤仔凝集素在小黃魚保鮮 中的應用研究[J].江蘇農業科學，2018，46（20）：219-221.

[16］張曦鵬，蔣中權，郭全友，等.水分含量對輕腌大黃魚貯藏期間 細菌菌相和風味特征的影響[J].食品科學，2024，45（8）：210- 217.

[17]LI X，TU Z C，SHAXM，et al. Effect of coating on flavor metabolism of fish under different storage temperatures[J].Food Chemistry -X ，2022，13：100256.

[18]ALMESHARI M， SALLAMF H， THARWAT M， et al. Preparationand structure investigation of polyethylene terephthalate polyester reinforced Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ nanoparticles for gamma ray shielding performance[J]. Physica Scripta，2024，99（5） ：055311.

[19]WANG PK，WANG Y，HONG PZ，et al.Di-aldehyde starch crystal：a novel bio-crossinker for strengthening the structure and physio-chemical properties of gelatin-based films[J].Food Bioscience，2021，43：101308.

[20]HUANGX，ZHOUX，DAIQY，et al.Antibacterial，antioxidation，Uv-blocking，and biodegradablesoy protein isolate food packaging film with mangosteen peel extract and ZnO nanoparticles[J]. Nanomaterials，2022，11（12） ：3337.

[21]DENG L L，LIY， ZHANG AP，et al. Characterization and physical properties of electrospun gelatin nanofibrous films by incorporation of nano-hydroxyapatite[J].Food Hydrocolloids，2O20，103： 105640.

[22]TIAN ZL，HOUL，FENGDD，et al.Modulating the coordination environment of lithium bonds for high performance polymer electrolyte batteries[J].ACS Nano，2023，17（4） ：3786-3796.

[23]KUAI LY，LIUF，MAY，et al. Regulation of nano-encapsulated tea polyphenol release from gelatin filmswith different bloom values[J].FoodHydrocolloids，2020，108：106045.

[24］史強，周芳芳，潘銘楷，等.沒食子酸對豆腐柴果膠可食膜的 影響研究[J].合肥工業大學學報，2023，46（10）：1423-1429.

[25]LIUST，QIAOSH，ZHUJC，et al.Enhancedbarrier and antioxidantpropertiesofgelatin filmsbystructural-coloredbioactive materialsfor food packaging[J].FoodHydrocollids，2O24，150： 109744.

[26]ZHANGLM，YUDW，GUYL，etal.Greenhalochromicsmart and active packaging materials based on chitosan film loading nanoparticles：functionality，physicochemical propertiesand application [J].Food Hydrocolloids，2024，150：109667.

[27]NINGYW，YANAH，YANGK，et al.Antibacterial activity of phenyllacticacid against Listeria monocytogenesand Escherichiacolibydual mechanisms[J].Food Chemistry，2017，228：533-540.

[28]李超，王道營，卞歡，等.肉鴨屠宰加工過程中色澤、剪切 力、pH值及保水性的變化[J].江蘇農業學報，2011，27（4）： 868-871.

[29]儀淑敏，張詩雯，葉貝貝，等.復合生物保鮮劑對金線魚魚肉腸 的保鮮作用[J].食品工業科技，2019，40（4）：226-231.

[30]WUJL，SONGGJ，HUANGRY，etal.Fish gelatinfilmsincorporated with cinnamaldehyde and its sulfobutyl ether -β -cyclodextrininclusion complex and their application in fish preservation [J].Food Chemistry，2023，418：135871.

[31]苗麒，曲映紅，周惠敏，等.不同貯藏溫度下鳊魚、南美白對 蝦和花蛤生物胺的比較分析[J].食品與發酵工業，2024，50 （6）：63-71.

[32]KANATT S R.Development of active/intelligent food packaging filmcontainingAmaranthusleafextractforshelflifeextensionof chicken/fish duringchilled storage[J].FoodPackagingandShelf Life，2020，24：100506.

[33]NIEXB，ZHANGRC，CHENGLL，et al.Mechanismsunderlyingthe deterioration of fishquality after harvest and methodsof preservation[J]. Food Control，2022，135：108805.

[34]AHMADM，BENJAKUL S，SUMPAVAPOLP，etal.Quality changesof sea bass sliceswrapped with gelatin film incorporated withlemongrassessential oil[J].InternationalJournal ofFood Microbiology，2012，155：171-178.

[35］卞歡，張新笑，閆征，等.不同高溫殺菌條件對醬鹵豬蹄品 質的影響[J].江蘇農業科學，2022，50（7）：184-188.

[36］楊輝，楊福馨，歐麗娟，等.植物精油-EVOH活性包裝膜對草 魚魚肉保鮮效果的研究[J].食品科學，2014，35（22）：320- 324.

[37］李鵬，黃琴，東峰麗，等.羅非魚魚鱗明膠涂膜對冷藏羅非 魚魚片的保鮮[J].食品工業，2014，35（2）：11-15.

[38］張玲，馬月，羅永康，等.鰱魚皮改性明膠復合多肽鋅對草 魚的保鮮作用[J].食品科學，2016，37（14）：231-236.

[39］黃佳珺，李美錦，陳亞楠，等.EVOH-植酸復合活性包裝膜對鱸 魚肉的保鮮效果[J].現代食品科技，2023，39（4）：146-153.

[40]鄧雅心，胡廣地，孫翰昌，等.山蒼子精油/殼聚糖涂膜保鮮對 黃顙魚貯藏品質的影響[J].食品科技，2024，49（3）：125-132.

（責任編輯：成紓寒）