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随着消费者对更安全、更健康、更高质量食品需求的进一步提升,食品包装的传统角色也在不断演变。与传统包装相比,智能包装能够通过对储微环境pH、酶、微生物、温度、湿度、氧气、光和机械压力等的变化做出响应,监测包装食品存在状况,并警示消费者包装食品的质量。尽管智能包装的研究方兴未艾,但其开发过程还存在各种挑战。因此,《食品科学》特设食品智能包装技术专栏,旨在为创新活性包装体系设计提供了新思路、新方法。
特邀专栏主编:上海交通大学邓云教授、合肥工业大学刘长虹教授
专栏文章
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摘要:以大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPІ)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和蓝莓花青素(blueberry anthocyanin,BA)为原料,通过流延法制备一种新型pH值智能指示膜(SPІ/PVA-BA膜),用于监测巴氏杀菌乳的新鲜度。对不同BA添加量的指示膜进行微观结构、机械性能、含水率、水溶性、紫外线透过率、水蒸气透过率和pH值敏感性表征。结果表明,当BA添加量为12%时,指示膜的断裂伸长率最高(105.12%);BA添加量为8%时,拉伸强度达到最高值(11.58 MPa),且对pH值变化的颜色敏感性最佳。将含8% BA的指示膜应用于巴氏杀菌乳新鲜度监测中,发现72 h内((22±1)℃),随着pH值下降、酸度上升,杀菌乳变质,指示膜颜色随之改变,能够有效反映其新鲜度。此外,指示膜在土壤中经过10 d基本完全降解,显示其良好的生物降解性。因此,该智能包装膜不仅能够指示产品新鲜度,还可避免生物基塑料对环境的污染。
结论:以SPІ、PVA为基质和BA为原料,通过流延法制备了一种pH值智能指示膜,并对指示膜各项性能进行表征与分析。结果显示,BA与膜基质相容性较好,可形成较为致密的结构,显著提升了指示膜的机械性能和紫外线可见光的阻挡性能。指示膜的物理性能与BA添加量密切关系,且表现出良好的pH值敏感性。在巴氏杀菌乳新鲜度检测中,指示膜能随着乳品腐败变质发生明显的色差变化,指示效果良好。此外,指示膜在土壤中表现出高度的生物降解性,表明其不仅适用于食品新鲜度监测,还具有环保优势,有助于减少环境污染。然而环境因素,例如温度、湿度和光照,以及指示膜的货架寿命都会对指示膜的性能产生显著影响。因此,在未来的研究中,可以系统地探究这些环境条件对指示膜性能的具体影响,并评估其货架寿命,以确保指示膜在实际应用中的可靠性和稳定性。
引文格式:
丁凯炜, 吕长鑫, 贾凤维, 等. 大豆分离蛋白基pH值智能指示膜的制备及其对乳品新鲜度的监测[J]. 食品科学, 2025, 46(6): 11-18. DOІ:10.7506/spkx1002-6630-20241107-056.
DING Kaiwei, LÜ Changxin, JIA Fengwei, et al. Preparation of soy isolate protein-based pH-sensitive intelligent indicator film and its application in monitoring milk freshness[J]. Food Science, 2025, 46(6): 11-18. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241107-056.
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摘要:微酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water,SAEW)因绿色安全、高效杀菌、低成本等特点受到国内外广泛关注,但贮藏稳定性差、无法持续作用等缺点限制了其在食品领域的应用。本研究利用明胶(gelatin,GEL)、罗望子多糖(tamarind polysaccharide gum,TSP)和黄原胶(xanthan gum,XG)制备水凝胶负载SAEW,实现其持续杀菌保鲜的目的;同时分析水凝胶的微观结构、质构特性、理化特性和保鲜效果,探究水凝胶负载SAEW的作用机制及应用潜力。结果表明,当SAEW吸收时间为1.5 h、释放时间为20 min、循环使用5 次时,GEL水凝胶的SAEW负载能力最强(有效氯质量浓度(26.67±2.89)mg/L),且GEL水凝胶连续释放8 次仍能保留一定的SAEW;TSP和XG的添加提高了GEL水凝胶的孔隙率、结构稳定性、保水性能和质构特性,从而增强了其SAEW负载能力和保鲜能力;SAEW复合水凝胶体系能发挥持续杀菌保鲜的作用但存在易析水的问题,气凝胶能解决该问题但会影响SAEW负载能力。总之,本研究提出了一种延长SAEW杀菌时效性的新思路,制备了一种绿色安全的复合水凝胶体系并成功实现SAEW的负载,有利于SAEW在食品保鲜领域的广泛应用。
结论:本研究创新性地以GEL、TSP、XG为原料制备复合水凝胶,旨在负载SAEW实现其持续杀菌保鲜的目的。首先系统评估吸收时间、缓释时间、使用次数及释放次数对水凝胶有效氯(HClO)持有浓度的影响,发现当GEL水凝胶对SAEW的吸收时间为1.5 h、释放时间为20 min、循环使用5 次时,体系展现出最佳的SAEW负载能力。其次,本研究探讨了TSP与XG作为添加剂对水凝胶性能的增强作用。结果显示,XG的引入显著促进了SAEW的吸收效率,而TSP则有效提升了水凝胶的抗氧化能力,GEL/TSP/XG复合水凝胶具备优异的SAEW负载能力和综合性能,具有作为保鲜垫层水凝胶的巨大潜力。最后探究水凝胶在食品保鲜领域的应用潜力,发现SAEW复合水凝胶体系能发挥持续杀菌保鲜的作用但存在易析水的问题,气凝胶能解决该问题但SAEW负载能力又受影响。因此,在未来的研究中,需要进一步优化凝胶的制备工艺和SAEW的负载策略,以提高有效氯的保留率和凝胶体系的整体性能。
引文格式:
杜炎霖, 田琦, 易俊洁, 等. 微酸性电解水-水凝胶体系的构建与应用[J]. 食品科学, 2025, 46(6): 1-10. DOІ:10.7506/spkx1002-6630-20240716-163.
DU Yanlin, TIAN Qi, YI Junjie, et al. Construction and application of slightly acidic electrolyzed water-loaded hydrogel system[J]. Food Science, 2025, 46(6): 1-10. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240716-163.
特邀主编简介
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邓云 教授
邓云,博士,上海交通大学教授,博士生导师。长期从事食品食品加工保鲜与活性包装,活性组分构效关系与代谢调控,副产物生态化利用,食品质量安全管控与信息化等方面研究。担任《食品科学》、
Journal of Future Foods、Foods、Frontiers in Nutrition、Current Analytical Chemistry等期刊编委,中国食品科学技术学会果蔬加工技术常务理事、上海市乳品专业委员会副主任、IFT会员等。承担国家重点研发、支撑计划、国家自然基金、省部级重大专项及自然基金等各类项目30余项。发表论文130余篇,其中SCI 100余篇,EI 10余篇,授权专利及软著19 项,主编著作1 部,参编著作3 部。曾入选上海市浦江人才。先后荣获省部级一等两次,二、三等奖各一次。入选2021和2022年全球前2%顶尖科学家榜单(World's Top 2% Scientists )。
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刘长虹 教授
刘长虹,合肥工业大学教授,博士生导师,浙江大学食品科学专业博士毕业。中国安徽省现代农业产业技术体系岗位专家。主要从事果蔬采后生理与贮藏保鲜、食品智能包装等方面的研究,先后主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、安徽省科技重大专项等项目20余项;以第一完成人获2020年安徽省科学技术进步奖二等奖1 项,参与获得2020年中国产学研合作创新成果奖一等奖、2021年中国粮油学会科学技术奖一等奖、2022年中国食品科学技术学会技术进步奖一等奖等。近年来以第一或通信作者在
Food Chemistry、International Journal of Biological Macromolecules、Postharvest Biology and Technology等期刊发表SCI论文50余篇,授权国家发明专利5 项。
专栏网址:
《食品科学》2025年6期
https://www.spkx.net.cn/CN/volumn/volumn_1907.shtml
实习编辑:梁雯菁;编辑:阎一鸣;责编:张睿梅。图片来源于文章原文及摄图网。
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