研究进展 | 花青素在食品保鲜中的应用

本文系Journal of Future Foods原创编译，欢迎分享，转载请授权。

花青素作为广泛存在于植物中的水溶性天然色素，花青素对 pH 具有较高的敏感性和响应性，可以与生物大分子相结合，并有效负载于大分子中，如与多糖、蛋白等物质可以通过氢键作用、静电作用、范德华力等进行有效复合，形成具有安全、可降解且具有 pH 指示功能的智能材料，可以揭示食品的变质过程，应用于常见食品的新鲜度指示中。

研究成果分析

洛神花花青素基膜对南美对虾的保鲜行为和改性效果：生化特性评价和风味成分表征

Abstract

研究了聚乙烯醇/羟丙基甲基纤维素/洛神花花青素基（PHR）膜对虾的生化和风味特性的影响。PHR膜保存效果较好，其中花青素含量最高的PHR膜生化性能最佳，总挥发性碱性氮（TVB-N）含量为（47.87±3.57）mg/100 g，硫代巴比托酸（TBA）值为（0.55±0.05）mg MDA/kg，总活菌数（TVC）值为（6.63±0.11）lg CFU/g。PHR膜对风味物质的代谢途径有明显的影响。它可以通过增加谷氨酸、甘氨酸、癸醛和3-甲基丁醛等令人愉快的成分来改变风味特征，同时减少组氨酸、吲哚和三甲胺等不相关的成分。此外，还鉴定出了与化学变质指标高度相关的特征风味标志物，其浓度变化表明PHR膜影响了它们的形成和释放行为。同时，提出了PHR膜延长食品保质期、增强食品风味的可能机理。

Conclusion

生化参数分析结果表明，经PHR膜包装的虾样品TBA、TVC和TVB-N值均较低，RAE浓度越高，保鲜期越好。风味谱分为非挥发性和挥发性组分，不同浓度（0.12%、0.18%和0.24%）的PHR膜对虾风味形成均有积极影响。对于非挥发性化合物，分析了FAA的变化，结果表明，PHR膜通过增加鲜/甜相关FAA和降低苦相关FAA来改善口感特征。在挥发性化合物分析中也发现了类似的结果，PHR膜可以通过改善令人愉悦的挥发性物质和减少难闻的化合物来增强香气特征。值得注意的是，PHR膜对风味特征的影响是感官感知的，呈现出强烈的浓度依赖性，PHR0.24膜包装的样品表现出最高的感官得分。利用主成分分析法筛选了与腐败相关的特征风味标志物，通过化学指标鉴定出与腐败程度相关性较高的赖氨酸、丙氨酸、谷氨酸、苯乙醇、氨基脲、3-甲基丁醛、吲哚、1-辛烯-3-醇和三甲胺。同时，PHR薄膜对其释放有重要影响，使其风味接受度更好。在此基础上，探讨了PHR膜对食品保质期和风味特性的保护机理。PHR膜由于其活性和屏障功能，在延缓氧化、降解和微生物破坏等变质生化反应方面具有很大的潜力，有助于延长虾样品的保质期和改变风味特征。

Reference:

HUANG J Y, HU Z H, CHIN Y X, et al. The preservation behavior and modification effect of roselle anthocyanin–based film on Penaeus vannamei: biochemical property evaluation and flavor composition characterization[J]. Food and Bioprocess Technology, 2024. DOI:10.1007/s11947-024-03351-x.

基于Funoran和麦冬籽花青素自组装的智能膜及其在富含蛋白质食品新鲜度监测中的应用

Abstract

以福诺兰为原料，添加指示剂麦冬籽花青素（OA），采用流延法制备智能膜，探讨其对麦冬新鲜度的监测效果。虾和鸡胸肉。本研究利用Zeta电位、FTIR光谱、XRD、TG分析和SEM来表征Funoran和OA分子之间的相互作用。结果表明，OA被Funoran静电吸引并重新结合形成更复杂的网络结构，并成功锁定在薄膜体系中。可食用Funoran/OA（FOA）智能薄膜具有均匀致密的结构，在100 ℃以下表现出显着的耐热性。添加OA后，智能薄膜的光阻隔性、水蒸气阻隔性（WVP）、断裂伸长率（EB）和拉伸强度（TS）增加，而氧阻隔性降低。OA溶液对pH变化敏感，FOA智能膜对氨水反应敏感。为了验证可食性FOA智能薄膜的应用，本研究使用最优智能薄膜来评估鸡胸肉和虾的新鲜度。研究发现，pH值、TVB-N和细菌总数均随着两者的储存时间而增加。此外，FOA2智能膜对于评估鸡胸肉和虾的新鲜程度具有很高的灵敏度，0.01 g智能膜可以检测到刚刚变质的鸡胸肉和虾的颜色变化。

Conclusion

成功制备了可食用的FOA智能薄膜。成膜溶液的Zeta电位、FTIR和XRD结果表明，OA和funoran通过静电吸引形成复杂的网络结构，并成功锁定在成膜体系中。SEM结果表明，制备的可食用FOA智能薄膜具有均匀致密的结构。TG结果表明，OA的加入略微降低了funoran膜的热稳定性，但所有的funoran膜在低于100 ℃的温度下保持稳定。此外，OA的加入降低了智能膜的透光率和WVP，提高了其OP、EB和TS。此外，OA的加入赋予了薄膜材料pH响应性，可食用的FOA智能膜对氨和不同pH值的溶液敏感。综合食用FOA智能膜的综合性能和pH响应，当OA含量为2%（m/m，以呋喃为主）时，综合性能最佳。采用可食用FOA2智能薄膜作为新鲜度指示标签对虾、鸡胸肉的新鲜度进行监测，结果表明，在虾、鸡胸肉的新鲜度临界点附近，该薄膜发生了明显的颜色变化，表明具有监测虾、鸡胸肉新鲜度的潜力。

Reference:

LIANG T Q, WANG H, SHU Y, et al. An intelligent film based on self-assembly of funoran and Ophiopogon japonicus seed anthocyanins and its application in monitoring protein rich food freshness[J]. Food Control, 2024, 159: 110300. DOI:10.1016/j.foodcont.2024.110300.

用于虾保鲜和视觉新鲜度监测的纤维素纳米晶强化壳聚糖/花青素智能包装膜的制备和表征

Abstract

以天然多糖壳聚糖（CS）为基材，结合天然蓝莓花青素（AN）作为pH响应指示剂，并用纤维素纳米晶（CNC）增强，制备了一种多功能包装膜。研究了 CNC 添加水平对薄膜特性的影响，结果表明CS-AN-CNC 9 %薄膜表现出最佳性能。具体来说，薄膜的最大拉伸强度从15 MPa大幅提高到35 MPa；另一方面，溶胀度性能、氧渗透率和水蒸气渗透率从159.2%下降到92.0%，从51.7 g/(m 2 d)降至12.2 g/(m 2 d)，从31.6 × 10 −12 g/(m·s·Pa)降至1.6 × 10 −12 g/(m·s·Pa)。此外，CS-AN-CNCs 9%薄膜具有抗氧化、抗菌的特性，其颜色对pH值变化具有一定的响应性，在指示虾的新鲜度和延缓虾的变质方面具有很大的潜力。所制备的包装材料的另一个显著优点是完全具有生物可降解性，符合环保要求。

Conclusion

设计了一种新型的壳聚糖智能薄膜（CS-AN-CNCs），用于食品保鲜和视觉新鲜度监测。将天然蓝莓花青素(AN)和纤维素纳米晶体（cnc）分别作为显色剂和性能增强剂加入到膜中。薄膜的组成部分通过丰富的氢键和离子键紧密相连。通过调整cnc的添加量，CS-AN-CNCs 9%薄膜表现出优异的机械性能、阻隔性能、抗氧化性能和抗菌性能。此外，该智能薄膜在自然环境中具有良好的生物降解性。当应用于鲜虾的保存时，复合膜引发了可见的颜色变化，与虾肉的pH值和TVB-N值的变化密切相关。这些研究结果证实，环保智能包装薄膜具有很大的潜力，可以通过颜色变化来直观地监测食品的新鲜度，提醒消费者潜在的变质。此外，它证明了延缓食品过程中的腐败，显示了其在肉类食品包装领域的应用前景。

Reference:

ZHENG D, CAO S M, LI D M, et al. Fabrication and characterization of chitosan/anthocyanin intelligent packaging film fortified by cellulose nanocrystal for shrimp preservation and visual freshness monitoring[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2024, 264: 130692. DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.130692.

翻译/撰写：李雄（实习）

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意

为提高我国食品营养与安全科技自主创新和食品科技产业支撑能力，推动食品产业升级，助力‘健康中国’战略，北京食品科学研究院、中国食品杂志社、国际谷物科技学会（ICC）将与湖北省食品科学技术学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物研究所、中南民族大学、湖北省农业科学院、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品质调控湖北省重点实验室、武汉食品化妆品检验所、国家市场监管实验室（食用油质量与安全）、环境食品学教育部重点实验室共同举办“第五届食品科学与人类健康国际研讨会”。会议时间：2024年 8月 3—4 日，会议地点：中国 湖北 武汉。

长按或微信扫码了解详情