肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜的制备及在牛肉保鲜中的应用

摘要

肉类及肉制品含有大量的蛋白质、脂肪和水分，非常适合病原微生物的繁殖。其中，B.cereus是肉类制品的主要病原菌之一，可产耐热性芽孢，经加热处理后置于室温下仍可发芽、生长并产生毒素。天然抗菌剂肉桂精油具有增香去腥、抗菌以及抗氧化的作用，但肉桂精油易挥发且在光热条件下不稳定，若直接应用于食品中则会影响其杀菌效果。因此，本论文首先将肉桂精油包合于β-环糊精中，形成肉桂精油/β-环糊精包合物后再将其包埋于蛋白脂质体中，再利用B.cereus分泌的蛋白酶水解蛋白脂质体膜上的酪蛋白，形成孔洞，实现脂质体内的肉桂精油的控制释放。最后，将高分子聚合物（PEO）和包裹肉桂精油/β-环糊精的蛋白脂质体配制成纺丝液，通过静电纺丝技术制成安全无毒、可生物降解的抗菌纤维膜包装材料，实现在牛肉抗菌保鲜中的应用。
　　本论文研究了肉桂精油对B.cereus的抗菌活性与机制，并对肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体的物理性能、释放特性及抗菌效果进行了全面的考察，最后通过在牛肉中的应用，对肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜的释放性能与抗菌效果做出评价。主要研究成果如下：
　　（1）肉桂精油的主成分为丁香酚，含量为75.61%。肉桂精油对B.cereus的最小抑菌浓度为0.25 mg/mL，最小杀菌浓度为0.5 mg/mL。肉桂精油对B.cereus的抑制或致死作用主要体现在破坏菌体的细胞完整性、影响菌体内遗传物质（DNA）的合成、导致胞内物质流失等几个方面。
　　（2）肉桂精油/β-环糊精包合物最优制备条件为：肉桂精油与β-环糊精的配比为1:9，包合温度为50℃，包合时间为2.5 h，该条件下制得的肉桂精油/β-环糊精包合物的平均包合率为67.12±1.02%，包埋率为82.33±0.66%。
　　（3）肉桂精油/β-环糊精包合物的浓度为20 mg/mL时，蛋白脂质体的粒径大小适中，分布最均匀（PDI最小，为0.063±0.003），Zeta电势适中（-43.2±2.16 mV），精油包封率最大（79.53±1.59%），蛋白镶嵌率为22.0±0.44%。
　　（4）肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体的释放率在第二天达到62.35±3.12%，第四天达到86.74±4.34%。GC-MS分析表明B.cereus在培养过程中产生了细菌蛋白酶，刺激了蛋白脂质体中肉桂精油的释放。抗菌实验进一步证明了B.cereus 细菌蛋白酶可以刺激肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体的释放。
　　（5）空白PEO纤维膜直径范围大致为400 nm~500 nm，肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜的直径明显大于空白对照组，其直径大致分布在800 nm~900 nm左右。肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜的释放率在反应第二天后达到80%左右。抗菌实验也表明B.cereus蛋白酶可溶解纤维膜中蛋白脂质体膜上的蛋白，从而达到刺激释放抗菌的目的。
　　（6）固定于不同材料（铝箔纸、食品包装纸和保鲜膜）表面的肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜对牛肉表面的B. cereus均有明显的抑制效果，经纤维膜作用2天后的B.cereus的活菌数均可下降90%以上，且能够很好地维持牛肉的颜色、质构以及感官品质。

目录

声明

缩略词

第一章 绪论

1.1蜡样芽孢杆菌

1.2 肉桂精油

1.3 蛋白脂质体

1.5 静电纺丝纳米纤维

1.6 课题研究的目的与意义

1.7 课题的主要研究内容

第二章 肉桂精油的抗菌活性与机制研究

2.1 实验材料与方法

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体的制备、表征及释放机制研究

3.1实验材料与方法

3.2 结果与讨论

3.2 本章小结

第四章 肉桂精油/β-环糊精蛋白脂质体纤维膜的制备、表征及应用

4.1 实验材料与方法

4.2 结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 工作展望

参考文献

致谢

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