江南大学夏文水教授团队：含肉桂醛纳米乳液的壳聚糖/海藻酸二醛三层膜的构建及其在草鱼保鲜中的应用

2023年10月，江南大学夏文水教授课题组在国际食品Top期刊《Food Hydrocolloids》（Q1，IF：10.7）发表题为“Chitosan/alginate dialdehyde trilayer films with cinnamaldehyde nanoemulsions for grass carp preservation”的研究性论文。本文第一作者为江南大学食品学院20级硕士研究生董俊丽，通讯作者为江南大学食品学院余达威副研究员。本研究得到国家自然科学基金（32102028）、国家大宗淡水鱼产业技术体系（CARS-45-28）和国家重点研发（2019YFD0901905）等项目的支持。

由于传统石油基塑料引发的资源短缺和环境污染问题日益严重，生物基高分子聚合物作为其潜在替代品获得关注。壳聚糖和海藻酸钠因其良好的成膜性、可降解性、生物相容性和生物活性等优势而被开发为食品包装材料，并被研究用于果蔬、水产和畜禽等食品的保鲜。多层复合膜可根据需求设计阻隔层（发挥阻隔外界环境的紫外线、水蒸气、氧气和微生物；防止活性物质向外扩散损失等作用）、活性层（负载抗菌剂和抗氧化剂等活性物质）和控释层（发挥控制活性物质释放速率等作用）。因此，本文研究了不同肉桂醛纳米乳液浓度对美拉德交联壳聚糖/海藻酸二醛-肉桂醛/壳聚糖三层复合膜性能的影响并验证其在生鲜草鱼片中的保鲜效果，以期为多层膜的制备奠定工艺基础和为解决易腐食品的保鲜技术瓶颈提供技术支持。

研究热点

1、薄膜中存在希夫碱、氢键和静电相互作用。

2、肉桂醛纳米乳液增强了薄膜的力学性能和阻隔性能。

3、肉桂醛纳米乳液提高了薄膜的抗菌和抗氧化活性。

4、三层膜对肉桂醛具有缓释作用，且能有效延长冷鲜鱼片的货架期。

研究结论

红外光谱表明该三层膜层间存在希夫碱、氢键和静电相互作用。X衍射谱图表明各组分之间有良好的相容性。扫描电镜观察到较为清晰的三层膜结构，且层与层之间的结合较紧密。

薄膜外观呈现均匀、光滑且透明的状态，不影响内部食品的观察，颜色和透光率分别随肉桂醛纳米乳液浓度的升高而加深和降低。肉桂醛纳米乳液浓度的升高提升了薄膜的拉伸强度和伸长断裂率。薄膜的水蒸气渗透性和透氧率随肉桂醛纳米乳液浓度的升高先降低后升高。

肉桂醛纳米乳液的添加增加了薄膜的抑菌和抗氧化性能。多层膜对肉桂醛具有控释作用。

贮藏第8天时，活性膜包裹鱼肉的挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸值和菌落总数较对照组分别降低了38.1%、41.2%和2.03 log10 CFU/g。

重要图表

图形摘要

图1. 海藻酸钠经高碘酸钠氧化合成海藻酸二醛(A)；海藻酸钠和海藻酸二醛的红外光谱(B)

图2. 含不同浓度肉桂醛纳米乳液三层膜的红外光谱图(A)、X射线衍射谱图(B)和扫描电镜图(C)

图3. 含不同浓度肉桂醛纳米乳液三层膜的外观(A)和紫外可见光谱(B)

图4. 含不同浓度肉桂醛纳米乳液三层膜的含水量(A)和水溶性(B)

图5. 含不同浓度肉桂醛纳米乳液三层膜在10%乙醇(A)和95%乙醇(B)中的释放曲线、DPPH自由基清除能力(C)、大肠杆菌(D)和金黄色葡萄球菌(E)计数

图6. 不同处理对鱼片外观(A)、pH(B)、硬度(C)、挥发性盐基氮(D)、硫代巴比妥酸值(E)和菌落总数(F)的影响

夏文水，男，中共党员，1989年获无锡轻工业学院食品工程专业博士学位；现为国家二级教授，享受国务院政府特殊津贴，江南大学博士生导师；2008-2020年任食品科学与工程学科博士学位委员会主席，江南大学学术委员会委员；教育部高等学校食品科学与工程类专业教学指导委员会秘书长，全国工程教育专业认证专家委员会食品类专业认证分委员会副秘书长；中国水产学会水产加工与综合利用分委员会副主任委员；中国化学会甲壳素研究会副主任；获山东省蓝色产业领军人才“泰山学者”，湖北省“楚天学者”特聘教授、江苏省优秀研究生导师、江苏省教学名师、江南大学“至善教学名师”等荣誉；以第一完成人申获教育部科技进步一等奖1项、二等奖1项，省级科技进步二等奖4项；以第一发明人申请国家发明专利70余项，授权专利30余项，授权国际发明专利2项。积累发表SCI论文200余篇，高被引论文5篇；2020-2022年连续入选Elsevier中国高被引学者。

余达威，男，2019年获得江南大学食品科学与工程专业博士学位，美国康奈尔大学食品科学系访学博士，现为江南大学副研究员，主要从事水产食品贮藏保鲜与加工方面的应用基础与产品创制工作。近年来主持承担国家自然科学基金、国家重点专项子课题、省自然科学基金等国家及省部级项目6项，企业横向课题10项；国家大宗淡水鱼产业技术体系和江苏省大宗鱼类产业技术体系岗位专家团队成员；近5年来在国内外学术期刊发表论文60余篇，其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文32篇，ESI高被引论文3篇；申请中国国家发明专利11项，其中授权专利3项；Modern Agriculture期刊副编委，Journal of Future Food期刊青年编委，Frontiers in Microbiology和Frontiers in Nutrition期刊评论编辑，Food Chemistry、Food Control、LWT、Letters in Applied Microbiology等国内外食品领域权威期刊特约审稿人。

董俊丽，女，江南大学食品学院20级硕士，主要从事食品包装材料的制备与水产贮运保鲜方面的研究工作；以第一作者在Food Hydrocolloids和Food Packaging and Shelf Life等杂志发表论文3篇，申请中国国家发明专利2项。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家肉类加工工程技术研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，清华大学深圳国际研究生院、河南省大鲵保护与发展协会、国家市场监管重点实验室（特殊食品监管技术）支持协办，中国食品杂志社《肉类研究》杂志、《乳业科学与技术》杂志、《Food Science of Animal Products》承办，钛和中谱检测技术（厦门）有限公司、贵州油研纯香生态粮油科技有限公司、岛津企业管理（中国）有限公司、四川安好众泰科技有限公司、贵州成义烧坊酒业股份有限公司、贵州黔醉酒业（集团）有限公司、黔东南民生食品有限公司、贵州普安红茶业（集团）有限公司等企业赞助的“2023年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”即将于2023年10月28-29日在贵州贵阳召开。