植物精油殼聚糖基活性包裝膜的制備及保鮮效果研究

周文藝，蔡文韜，吳澤玲，何芳，馮麗娜，吉薇，賈寶珠

(廣東第二師范學院 生物與食品工程學院，廣東 廣州，510303)

如今，選擇可再生、生物可降解的天然大分子物質(zhì)為成膜基材，將天然有抗氧化和抗菌作用的功能性成分加入到其中作為活性物質(zhì)，制備具有指定功能的活性包裝膜材料，賦予包裝新的活性功能，且具有良好的抑菌、保鮮效果，具有綠色環(huán)保、生物降解、無毒無害、能夠提高食品的保質(zhì)期和食品質(zhì)量等優(yōu)點。殼聚糖是自然廣泛存在的幾丁質(zhì)，是甲殼素脫N-乙?；漠a(chǎn)物，天然多糖中唯一的堿性多糖，有良好成膜性，且生物可降解，但其無抗氧化性且抑菌譜較窄的弱點限制了其在食品活性包裝中的應(yīng)用范圍。植物精油是一類純天然的植物提取混合物，具有廣譜抗菌性能，被美國食品藥物管理局認可為“公認安全物質(zhì)”(generally recognized as safe，GRAS)。而龍眼核精油天然、無毒、抑菌作用顯著，可作天然保鮮劑應(yīng)用于食品保鮮領(lǐng)域。故通過對雞蛋進行涂膜保鮮可探究龍眼核精油-殼聚糖基復(fù)合膜對食品延長貨架期保證質(zhì)量的可行性，以驗證此復(fù)合活性包裝膜的保鮮效果。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮干燥龍眼核，河北康安生物科技有限公司；新鮮雞蛋購于華潤萬家生活超市。

無水乙醇,廣州化學試劑廠；正己烷,廣州化學試劑廠；石油醚(沸程30～60),廣州化學試劑廠；乙醚,廣州化學試劑廠；DPPH,壇墨質(zhì)檢-標準物質(zhì)中心；冰醋酸,上海麥克林生化科技有限公司；殼聚糖,廣東光華科技股份有限公司；吐溫80,上海麥克林生化科技有限公司；甘油,上海麥克林生化科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

粉碎機、游標卡尺、磁力攪拌器、彈簧拉力器、標準篩40目、SPX-70AS生化培養(yǎng)箱，康恒儀器有限公司；RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海亞榮生化儀器廠；V-5600PC紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；JB760-68比色皿,泰州市環(huán)儀玻璃儀器有限公司；CN61M/STSXT型索氏提取器，北京中西遠大科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 龍眼核精油制備及其抗氧化性抑菌性研究

1.3.1.1 龍眼核精油制備[1]

將干燥龍眼核粉碎、過篩，40目，分為四等份備用并分別以4種有機溶劑正己烷、無水乙醇、乙醚和石油醚為提取劑，利用索氏提取器在提取劑的沸點下抽提5 h[2]，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮后置棕色密封玻璃瓶，于4 ℃冰箱貯存。

1.3.1.2 龍眼核精油體外抗氧化性能研究[3]

龍眼核精油清除DPPH自由基能力的測定：參考蔡文韜等[4]實驗方法，4種不同提取劑的龍眼核精油分別重復(fù)上述步驟，以維生素C作為陽性對照，計算龍眼核精油對DPPH自由基的抑制率。通過計算公式(1)比較4組龍眼核精油對DPPH自由基的消除率：

(1)

式中：Ai，龍眼核精油混DPPH溶液吸光值；Aj，龍眼核精油吸光值；A0，DPPH溶液吸光值。

龍眼核精油清除羥自由基(·OH)：根據(jù)表1加入反應(yīng)試劑，搖勻后置于37 ℃水浴鍋中，60 min后取出，在510 nm處測定其吸光度，通過公式(2)計算對·OH的清除能力：

(2)

表1 ·OH反應(yīng)體系加樣表Table 1 Introduction table of ·OH reaction system

1.3.1.3 龍眼核精油抑菌性研究[5-6]

選取大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌3種實驗菌并轉(zhuǎn)種3代，分別接種環(huán)挑取菌落接種于斜面培養(yǎng)基置35～37 ℃培養(yǎng)24 h后加入10 mL滅菌水振蕩均質(zhì)為菌懸液。在無菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基上分別加入0.1 mL菌懸液涂布后靜置10～15 min，每個培養(yǎng)基上均勻放置1～2片龍眼核精油藥敏片置35～37 ℃培養(yǎng)24 h，測量藥敏片周圍透明圓環(huán)寬度，比較其抑菌活性。

1.3.1.4 確定最優(yōu)龍眼核精油

通過對4種不同提取劑的所提取的龍眼核精油進行抗氧化性和抑菌性的研究對比，確定性能最優(yōu)的龍眼核精油并進行與殼聚糖基活性包裝膜的制備及保鮮效果研究。

1.3.2 不同涂膜對雞蛋的保鮮效果

1.3.2.1 雞蛋選取及分組

選用無裂紋外殼潔凈的新鮮雞蛋，隨機分組，每組50枚，每組處理方法見表2，相應(yīng)處理后室溫貯藏28 d，分別在第0、7、14、21、28天各組隨機取出10枚雞蛋進行各項指標的檢測。

1.3.2.2 制備涂膜劑

采用湯佳鵬等[7]制膜方法，稱取一定量殼取糖，加入到1.0%(體積分數(shù))乙酸溶液中，60 ℃下攪拌80 min，充分溶解后靜置脫氣，得A組涂膜劑。另取部分A組涂膜劑加1.0%(體積分數(shù))龍眼核精油及0.8%(體積分數(shù))吐溫80，常溫下高速攪拌60 min，得B組涂膜劑。用A、B兩種涂膜劑分別對雞蛋進行涂膜處理。

表2 雞蛋的分組與處理Table 2 Grouping and handling of eggs

1.3.2.3 指標測定

采用蔡文韜等[4]的實驗方法。

(1)感官鑒定：對貯藏后的雞蛋的蛋白、蛋黃、系帶狀況加以評定，表示方式見表3。

表3 雞蛋感官評定標準Table 3 Sensory evaluation criteria for eggs

(2)失重率測定：貯藏期間，蛋內(nèi)水分會穿過蛋殼表面氣孔散逸到外部環(huán)境中，導致雞蛋質(zhì)量減少?？梢圆捎觅|(zhì)量法進行測定，雞蛋失重率計算如公式(3)所示：

(3)

(3)氣室直徑測定：在暗室內(nèi)將雞蛋鈍端放在照蛋燈下照視，用鉛筆畫出氣室的邊緣線，然后用游標卡尺直接測量氣室直徑。

(4)蛋黃指數(shù)測定：沿橫向磕破蛋殼后將雞蛋內(nèi)容物全部流入玻璃平皿上，使用游標卡尺測量蛋黃高度與直徑，蛋黃高度與蛋黃直徑的比值即為蛋黃指數(shù)，計算如公式(4)所示：

(4)

(5)蛋白系數(shù)測定：用蛋清分離器去除蛋黃，將其余內(nèi)容物倒入標準篩中，靜置過濾2 min，濾去稀蛋白，所剩下的蛋白即為濃蛋白，計算如公式(5)所示：

(5)

(6)哈夫單位測定：將雞蛋放在天平上稱量得出全蛋的質(zhì)量，再將蛋殼磕破，將雞蛋內(nèi)的全部可食部分流入玻璃平皿上，測定距離蛋黃1 cm的位置，即濃蛋白最寬的部位的蛋白高度。雞蛋的分級標準：AA級：哈夫值>72；A級：60<哈夫值<72；B級：30<哈夫值<60；C級：哈夫值<30。計算如公式(6)所示：

Hu=100lg(H-1.7W0.37+7.6)

(6)

式中：Hu為哈夫單位；H為蛋白高度，mm；W為蛋的質(zhì)量，g；100、1.7、7.6為換算系數(shù)。

(7)蛋清pH值：蛋清pH值的測定是先將蛋黃與蛋清分離，再用勻漿機將蛋清均質(zhì)2 min，每隔30 s停1次。然后用pH計測定其pH。

1.3.3 龍眼核精油-殼聚糖基活性包裝膜制備

稱取一定量的殼取糖，加入到1.0%(體積分數(shù))乙酸溶液中，在60 ℃的恒溫條件下磁力攪拌80 min，靜置脫氣，制得殼聚糖成膜液。取一部分殼聚糖成膜液加入1.0%(體積分數(shù))的龍眼核精油并為增加精油在溶液中的分散性添加0.8%(體積分數(shù))的吐溫80，常溫下高速攪拌60 min，再加入1.0%(體積分數(shù))的甘油(增塑劑)，并攪拌20 min,得到龍眼核精油-殼聚糖成膜基液。超聲脫氣處理。

流延成膜的方法參照文獻[8]并稍作改動，取5 mL成膜液流延在12 mm×7 mm的塑料平板上，放置在干燥箱內(nèi)50 ℃干燥，得到殼聚糖及龍眼核精油-殼聚糖活性薄膜。密封，冰箱中4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.4 活性包裝膜性能檢測及抑菌性研究

1.3.4.1 力學性能測試

采用拉力器測量膜的拉伸強度、斷裂伸長率,測試溫度25 ℃,取3次測量的平均值,拉伸強度和斷裂伸長率計算如公式(7)和公式(8)所示：

(7)

(8)

式中：TS為抗拉強度, MPa;F為復(fù)合膜斷裂時所承受的最大拉力，N；S為復(fù)合膜的橫斷面積，m2；E為試樣斷裂伸長率，%；L0為復(fù)合膜樣品的長度，mm；L1為復(fù)合膜斷裂時的長度，mm。

1.3.4.2 厚度的檢測

采用數(shù)顯千分尺(0.001精確度)測量。在制備的龍眼核精油-殼聚糖復(fù)合膜上隨機取10個不同的位置，測量后得到復(fù)合膜厚度的平均值。

1.3.4.3 水分含量的測定

將龍眼核精油-殼聚糖復(fù)合膜剪成15 mm×7 mm小片，干燥前進行稱重。再于烘箱中103 ℃干燥至恒重，測量干燥前后復(fù)合膜的質(zhì)量變化，計算得到復(fù)合膜水分含量，重復(fù)3次取平均值。計算如公式(9)所示：

(9)

式中：w為水分含量，%；m1,烘干前試樣的質(zhì)量，g；m2，烘干后試樣的質(zhì)量，g。

1.3.4.4 膜水蒸氣阻隔性的測定

依據(jù)張小涵[9]的實驗方法并加以修改,每隔12 h稱瓶重變化,直至恒重。記錄天數(shù)及增重。得到水蒸氣遷移質(zhì)量差,最后依據(jù)公式(10)計算半纖維素基復(fù)合膜的水蒸氣透過率。重復(fù)3組實驗,取其平均值。

(10)

式中：WVP為復(fù)合膜的水蒸氣透過量, g/(m2·d);Δm為復(fù)合膜的水蒸氣遷移質(zhì)量差，g；L為復(fù)合膜的厚度，mm；A為保鮮膜的面積，m2；t為測試時間, d;ΔP為復(fù)合膜兩側(cè)的壓差, kPa。

1.3.4.5 抑菌性能測試

參考SALGADO等[10]方法用大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌來測試復(fù)合膜的抗菌性能。將制備好的包裝膜紫外燈滅菌20 min。將制備好的濃度在104～105CFU/mL菌懸液吸取0.5 mL涂布于固體培養(yǎng)基平皿上,靜置10 min。在超凈工作臺上將滅菌的包裝膜小心地貼在平板培養(yǎng)基的表面上(貼表面的1/2),然后將平板置于生化培養(yǎng)箱中于37 ℃下培養(yǎng)24 h, 觀察培養(yǎng)基貼和未貼膜表面的菌落。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機溶劑對提取的龍眼核精油的抗氧化性與抑菌性影響

2.1.1 不同有機溶劑提取的龍眼核精油的抗氧化性

DPPH自由基[11]是一種穩(wěn)定的自由基，溶于有機溶劑后呈深紫色。在517 nm下有最大吸收，有自由基清除劑存在時，DPPH自由基的單電子被捕捉而顏色變淺吸光值因而下降，下降程度與清除率呈線性關(guān)系，可測得清除劑的抗氧化能力。由圖1可知，乙醇-龍眼提取物對DPPH自由基清除率最佳，對DPPH自由基清除率的大小依次為石油醚、正己烷、乙醚的龍眼核提取物。且隨著乙醇-龍眼核提取物濃度持續(xù)增加，自由基清除率增幅緩慢增長，清除率和樣品濃度之間存在化學計量關(guān)系，如Y為清除率，X為樣品質(zhì)量濃度，則Y=1.488X+37.86，R2=0.874 8，半抑制濃度(half maximal inhibitory concentration，IC50)=8.158 6 mg/mL。另龍眼核提取物與維生素C對DPPH自由基均有清除作用，維生素C溶液對自由基清除率均為98%以上，與維生素C溶液濃度關(guān)系式：Y=0.379 7X+97.55，R2=0.965 1。龍眼核提取物與維生素C溶液對DPPH自由基清除效果受濃度影響均顯著(P<0.05);兩者對DPPH自由基的清除效果均隨濃度的增大而加強。

·OH是食品中最活躍的自由基，具有極強的氧化性[11]。由圖1-b可知，4種有機溶劑中乙醇所提取的龍眼核精油對·OH最佳，且隨著樣品濃度持續(xù)增加，自由基清除率增幅趨于平緩：清除率和樣品濃度之間存在化學計量關(guān)系，乙醇-龍眼核精油關(guān)系式：Y=2.783X+48.41，R2=0.957 7，IC50=0.571 3 mg/mL。另外3種龍眼核提取物同樣對·OH 有一定清除效果且清除率隨精油濃度增加而上升，但其中乙醚-龍眼核提取物對·OH清除率隨濃度上升而降低，可能是由于龍眼核精油部分活性成分與乙醚相容性較差，且乙醚揮發(fā)性強，空白值較大影響自由基比色測定使得與濃度呈反比，還需要進一步探究。在同濃度下，維生素C溶液對·OH有著很強的清除率均在91%以上，與維生素C溶液濃度關(guān)系式：Y=0.771 5X+90.35，R2=0.831 1。

同等樣品濃度下，維生素C溶液對2種自由基清除率均遠高于4種提取物，但乙醇-龍眼核提取物抗氧化能力最佳，且對·OH的清除效果優(yōu)于DPPH自由基，前者IC50為0.571 3 mg/mL遠低于DPPH的IC50。

a-DPPH自由基；b-·OH圖1 不同有機溶劑提取的龍眼核精油對自由基清除率比較Fig.1 Comparison of radical scavenging rate of longan kernel essential oil extracted by different organic solvents

2.1.2 不同有機溶劑提取的龍眼核精油的抑菌性

如表4所示，4種提取物對3種常見實驗菌(金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌)均有一定的抑菌效果[12](P<0.01)，其中乙醇-龍眼核精油對3種菌的抑菌效果最好，抑菌環(huán)寬度分別為(7.333±0.153)、(3.567±0.115)、(9.667±0.058) mm。正己烷-龍眼核精油的抑菌效果最差，對大腸桿菌無抑菌效果。對比3組的抑菌環(huán)寬度，可知除乙醚-龍眼核精油對金黃色葡萄球菌抑菌程度最佳外，另外3種提取物對枯草芽孢桿菌抑制程度更高，其次就是金葡萄球菌和大腸桿菌。由于枯草芽孢桿菌和金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽性菌，大腸桿菌為革蘭氏陰性菌，根據(jù)抑菌程度可推測[11]龍眼核精油對于革蘭氏陽性菌的抑制程度高于革蘭氏陰性菌，還需對更多不同菌種做抑菌實驗驗證。

表4 不同有機溶劑提取的龍眼核精油的抑菌性Table 4 Antibacterial activity of longan kernel essential oils extracted with different organic solvents(x±sd,n=3)

綜上，以有機溶劑乙醇為提取劑提取出的龍眼核精油在抗氧化性和抑菌性都有較好的效果，因此在后階段實驗中所采取的精油均為乙醇提取出的龍眼核精油。

2.2 不同活性包裝膜對雞蛋保鮮效果研究

在貯藏0、7、14、21、28 d后，利用指標對殼聚糖涂膜組、龍眼核精油涂膜組和空白組的雞蛋進行感官評定，感官評定的結(jié)果見圖2。

2.2.1 貯藏期雞蛋的感官評定變化

隨貯藏時間的延長，蛋黃的品質(zhì)逐漸下降，蛋黃逐漸變扁，到28 d后甚至出現(xiàn)蛋黃破裂現(xiàn)象。由圖2-a可知用龍眼核精油涂膜過的雞蛋的蛋黃感官系數(shù)一直高于殼聚糖涂膜和空白組的雞蛋。在圖2-b中蛋白的品質(zhì)同樣逐漸下降，濃蛋白減少，稀、濃蛋白無法清晰辨別，且3組雞蛋在貯藏7～14 d內(nèi)蛋白品質(zhì)下降幅度大，殼聚糖和龍眼核精油涂膜過雞蛋組品質(zhì)高于空白組。由圖2-c可知，空白組的雞蛋的系帶指數(shù)最先出現(xiàn)下降趨勢，系帶隨時間的延長變細長且出現(xiàn)一端脫離現(xiàn)象，由系帶感官數(shù)據(jù)圖中可以看出龍眼核精油和殼聚糖涂膜的雞蛋組下降緩慢。經(jīng)統(tǒng)計，雞蛋的各感官評定指數(shù)與雞蛋的貯藏天數(shù)之間有顯著差異性(P<0.05)，蛋黃和蛋白的感官評定指數(shù)與不同涂膜處理之間有顯著性差異(P<0.05)，但系帶的感官評定指數(shù)與不同涂膜處理之間的差異性不明顯(P>0.05)。

a-蛋黃；b-蛋白；c-系帶圖2 雞蛋的感官評定Fig.2 Sensory evaluation of eggs

2.2.2 貯藏期雞蛋的失重率變化

雞蛋的蒸發(fā)、新陳代謝等因素會造成質(zhì)量的損失[13]。由圖3可知，隨時間變化3組不同處理的雞蛋的失重率呈持續(xù)上升趨勢，有明顯差異性(P<0.05)，在第28天時經(jīng)過涂膜處理的雞蛋組均低于空白組，說明進行涂膜處理對雞蛋失重率的變化有一定抑制作用，龍眼核精油組的失重率為3.38，為各組最低，不同涂膜處理方法與雞蛋的失重率之間的差異性不明顯(P>0.05)。

圖3 貯藏時間對雞蛋失重率的影響Fig.3 Effect of storage time on weight loss of eggs

2.2.3 貯藏期雞蛋的氣室直徑變化

隨時間延長，雞蛋水分逐步流失，造成雞蛋氣室直徑逐步變大[14]，氣室越小雞蛋的新鮮程度越高。由圖4可知隨雞蛋貯藏時間的變化，在貯藏0～14 d內(nèi)雞蛋的氣室直徑呈上升趨勢，雞蛋的氣室直徑與貯藏時間之間差異性顯著(P<0.05)，在第28天殼聚糖涂膜的雞蛋氣室直徑最小，為29.19 mm，經(jīng)統(tǒng)計，不同涂膜處理與雞蛋的氣室直徑之間沒有明顯差異性(P>0.05)。在第21天3組雞蛋的氣室直徑均變小，分析誤差產(chǎn)生可能與雞蛋初始品質(zhì)有關(guān)。

圖4 貯藏時間對氣室直徑的影響Fig.4 Effect of storage time on the diameter of the gas chamber

2.2.4 貯藏期雞蛋的蛋黃指數(shù)變化

在貯藏過程中，蛋白中的水分會滲入到蛋黃中，蛋黃的高度逐漸下降，寬度逐漸增加[15]，造成蛋黃指數(shù)下降，越新鮮的雞蛋其蛋黃指數(shù)越高。由圖5可知隨貯藏時間的延長，蛋黃指數(shù)不斷下降，蛋黃指數(shù)與雞蛋貯藏時間之間有明顯差異性(P<0.05)，在第21天空白組和第28天的殼聚糖組的蛋黃指數(shù)下降幅度增大，可能因為殼聚糖組隨時間變化其膜液對雞蛋的保鮮作用變差，保鮮效果不理想，在貯藏期間龍眼核精油涂膜的雞蛋組的蛋黃指數(shù)一直高于殼聚糖涂膜組和空白組。

圖5 貯藏時間對蛋黃指數(shù)的影響Fig.5 Effect of storage time on yolk index

2.2.5 貯藏期雞蛋的蛋白系數(shù)變化

蛋白系數(shù)與稀濃蛋白有關(guān)，在蛋白的感官評定指標中，雞蛋新鮮程度越低，濃蛋白越少[16]，蛋白系數(shù)因而越低。由圖6可知,隨雞蛋貯藏時間的延長，蛋白系數(shù)不斷降低，在第7天后呈持續(xù)下降趨勢，蛋白系數(shù)與貯藏時間之間差異性顯著(P<0.05)，在第21天空白組和第28天殼聚糖組的蛋白系數(shù)下降的幅度最大，龍眼核精油涂膜的雞蛋組下降幅度均低于空白組和殼聚糖涂膜組，涂膜處理的雞蛋的蛋白系數(shù)與空白組之間均有明顯差異性(P<0.05)。

圖6 貯藏時間對蛋白系數(shù)的影響Fig.6 Effect of storage time on protein coefficient

2.2.6 貯藏期雞蛋的哈夫單位變化

哈夫單位是雞蛋新鮮程度的重要指標[17]，哈夫單位與雞蛋質(zhì)量和蛋白高度有關(guān)，隨雞蛋貯藏時間的延長其數(shù)值也不斷降低。由圖7可知，在貯藏21～28 d內(nèi)空白組的雞蛋下降幅度增大，均為最低的哈夫單位，龍眼核精油涂膜的雞蛋組高于殼聚糖組，且下降幅度低于殼聚糖組，在第28天經(jīng)過涂膜處理的雞蛋組的哈夫單位明顯高于對照組，差異顯著(P<0.05)，其中龍眼核精油涂膜組的雞蛋哈夫單位最高，達到109.76，說明使用龍眼核精油涂膜的效果最好。

圖7 貯藏時間對雞蛋哈夫單位的影響Fig.7 Effect of storage time on egg Haff units

2.2.7 貯藏期雞蛋的蛋清pH值變化

貯藏期間，雞蛋中CO2的流失會影響蛋清pH值[18]。由圖8可知，隨時間的延長，蛋白逐漸分解，空白組和殼聚糖涂膜組蛋清pH值先呈上升再下降的趨勢，精油組雞蛋的pH值一直呈現(xiàn)下降趨勢且低于另外兩組，分析pH值產(chǎn)生差別可能與雞蛋的大小、初始品質(zhì)和環(huán)境溫度有關(guān)。經(jīng)統(tǒng)計，雞蛋的pH值與雞蛋貯藏天數(shù)之間差異性顯著(P<0.05)，但與不同涂膜處理之間差異性不顯著(P>0.05)。

圖8 貯藏時間對蛋清pH值的影響Fig.8 Effect of storage time on the pH of egg whites

綜上，雞蛋的各指標的測定結(jié)果中，雞蛋的氣室直徑和蛋清的pH值對雞蛋的保鮮效果沒有明顯性，在其他指標測定中，如雞蛋的哈夫單位，3組之間差異性顯著，進行涂膜處理的雞蛋與空白組相比有一定的保鮮作用，在不同涂膜處理中相比于殼聚糖涂膜方法，龍眼核精油的對雞蛋的保鮮效果更為顯著。

2.3 龍眼核精油殼聚糖基活性包裝膜性能

2.3.1 力學性能

拉伸強度和斷裂伸長率是評價包裝材料機械性能的重要指標，包裝材料需要較強的拉伸強度以承受流動過程中的壓力[19]，實驗結(jié)果見表5。龍眼核精油殼聚糖膜相比殼聚糖膜，拉伸強度偏低，而斷裂伸長率相對較強。龍眼核精油殼聚糖膜中油脂的擴散使油和聚合物的弱交互作用部分替代了聚合物之間的強交互作用，從而使膜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變差，降低膜的抗拉強度[20]。結(jié)果表明，加入的龍眼核精油的殼聚糖薄膜與純殼聚糖膜相比抗拉強度稍稍降低，差異不顯著。這與KADAM等[21]的研究相似。由于精油和吐溫80在殼聚糖乙酸溶液中形成膠束,這些膠束促進了大分子殼聚糖之間的滑動,使得膜變軟變韌，所以龍眼核精油殼聚糖膜的斷裂伸長率會比純殼聚糖膜的斷裂伸長率相對較高。由于龍眼核精油一方面抑制了復(fù)合膜的拉伸強度，另一方面增強了復(fù)合膜的柔軟度。對于龍眼核精油在復(fù)合膜機械性能性能上的矛盾作用，要達到復(fù)合膜軟韌且具有較強的使用期限，就需確定最佳的龍眼核精油的使用量，達到更協(xié)調(diào)的機械性能。

表5 殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜的力學性能Table 5 Mechanical properties of chitosan membrane and longan kernel essential oil chitosan membrane

2.3.2 表觀形態(tài)

表觀形態(tài)見圖9。純殼聚糖膜顏色是乳白色透明狀；而龍眼核精油殼聚糖膜顏色淡棕褐色半透明狀，而且膜厚度增加，有較強的龍眼核香味。由于龍眼核精油本身的棕褐色使龍眼核精油膜顏色變深，該顏色可適用于一些避光物質(zhì)的保鮮保存，若需制作透明膜，也可進行一定的除色處理達到普遍的乳白透明狀。經(jīng)統(tǒng)計，精油膜厚度的相對平均偏差(relative average deviation，RAD)較大，精密度偏低，但平均厚度仍高于純殼聚糖膜。造成偏差如此大的原因有兩方面，一方面，由于2種膜的制作方法都是自然流延法制得，膜的各邊厚度很難控制得均一一致，所以兩種膜的厚度的RAD較高。另一方面，活性膜中含有高度的精油時，由于乳化液的不穩(wěn)定性和脂質(zhì)的分散能力而導致不規(guī)則的油脂分布，從而影響膜的性質(zhì)形成不同厚度的膜樣[22]，且精油量越多，膜越厚，所以龍眼核精油殼聚糖膜的厚度比純殼聚糖膜相對大一點。

圖9 殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜的表觀圖Fig.9 Apparent maps of chitosan films and longan nuclear essential oil chitosan films

表6 殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜的表觀形態(tài)Table 6 Morphology of chitosan membrane and longan kernel essential oil chitosan membrane

2.3.3 水分含量及水蒸氣透過系數(shù)(water vapor permeability，WVP)

實驗結(jié)果見表7，龍眼核精油殼聚糖膜的含水率都高于純殼聚糖膜的含水率，因龍眼核精油與水形成的水包油(O/W)的乳化液體系的親水結(jié)合性較好，在降解方面也比純殼聚糖更有優(yōu)勢。通過多次平行測試，龍眼核精油殼聚糖膜的水蒸氣透過率明顯比純殼聚糖膜的高，NISAR等[23]研究表明精油的添加會使薄膜表面形成少量微孔，增加水蒸氣透過率，即龍眼核精油殼聚糖膜具有較好的透氣性和透濕性。保鮮膜的透氣性會影響食物的保存質(zhì)量。良好的透氣性讓新鮮的水果呼吸到氧氣的同時排出二氧化碳，減少了無氧呼吸導致的酒精發(fā)酵，同時，良好的透濕性也避免了因水珠掛膜而造成的細菌繁殖，加快了食物的降溫速度，迅速略過細菌適宜的繁殖溫度，達到良好的保鮮效果。

表7 殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜的水分含量及水蒸氣透過系數(shù)Table 7 Water content and water vapor transmission coefficient of chitosan membrane and longan kernel essential oil chitosan membrane

2.3.4 抑菌性能

對常見的3種致病菌進行抑菌性能測試，通過培養(yǎng)皿中的貼膜的一半與沒貼膜的一半含菌量比較，判斷其抑菌性,如圖10所示。

圖10 殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜的抑菌性Fig.10 Antimicrobial activity of chitosan membrane and longan kernel essential oil chitosan membrane

其中，圖10-a和圖10-d的培養(yǎng)菌為大腸桿菌；圖10-b和圖10-e的培養(yǎng)菌為金黃色葡萄球菌；圖10-c和圖10-f的培養(yǎng)菌為枯草芽孢桿菌；圖10-a～圖10-c為龍眼核精油殼聚糖膜貼膜皿；另外3個圖為純殼聚糖膜貼膜皿；右側(cè)均為貼膜側(cè)。各菌落在培養(yǎng)皿繁殖形成光滑濕潤的淡黃色菌膜，貼膜側(cè)菌落生長不明顯，因兩種膜都具有一定的降解能力，吸水易膨脹形成成褶皺，導致貼膜側(cè)抑菌效果不完全?？傮w結(jié)果顯示，圖10中平皿右側(cè)的貼膜側(cè)明顯比左側(cè)未處理側(cè)的含菌量少，說明純殼聚糖膜和龍眼核精油殼聚糖膜均對3種菌有一定的抑菌性。針對不同菌，對比圖10-a～圖10-c，龍眼核精油殼聚糖膜對枯草芽孢桿菌的抑菌性最強，其次是大腸桿菌，對金黃色葡萄球菌的抑菌性最差。純殼聚糖膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌性較差，所以綜合兩種膜對這3種菌的抑菌結(jié)果，龍眼核精油殼聚糖膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的生長具有顯著抑菌作用，該結(jié)果與李敏等[24]報道的相同。針對相同菌，龍眼核精油殼聚糖膜的抑菌性都比純殼聚糖膜的抑菌性明顯較好，由于殼聚糖膜本身具有一定的廣譜抑菌性，有龍眼核精油中的有效抑菌成分疊加，對細菌的抑菌效果明顯增強。龍眼核精油制膜后，對這3種菌仍然有很強的抑菌效果。

3 結(jié)論

乙醇為溶劑提取出的龍眼核精油的抗氧化性及抑菌性最佳，對DPPH自由基及·OH清除率最佳，其IC50分別為8.158 6、0.571 3 mg/mL，并且精油濃度與自由基清除率之間極顯著(P<0.01)；對3種實驗菌均有較好的抑菌效果，其中對革蘭氏陽性菌抑菌性優(yōu)于革蘭氏陰性菌，抑菌圈寬度最高可達(9.667±0.058) mm?；钚阅﹄u蛋保鮮的實驗中，使用了龍眼核精油涂膜的雞蛋在第28天后失重率為3.38%，氣室直徑為29.19 mm，蛋黃指數(shù)為0.27%，蛋白系數(shù)為0.73%，哈夫單位為109.76，蛋清pH值為8.3，通過對空白組的比較可知，殼聚糖涂膜和龍眼核精油涂膜對雞蛋均具有保鮮效果，在綜合感官評定、蛋黃指數(shù)、哈夫單位等個指標結(jié)果表明龍眼核精油對雞蛋的保鮮效果最好。在謝晶等[25]研究牛至精油乳狀液和丁香精油乳狀液對雞蛋進行保鮮的結(jié)果中，雞蛋的蛋黃系數(shù)分別為0.196 5和0.212 9,哈夫單位分別為40.311和41.312，通過比較可以看出龍眼核精油對雞蛋的保鮮效果優(yōu)于這2種精油，具有良好的保鮮作用。最后，龍眼核精油殼聚糖基活性包裝膜性能優(yōu)于殼聚糖基膜，并測定龍眼核精油殼聚糖基活性包裝膜其拉伸強度為14.80 MPa，斷裂伸長率0.053%，含水率17%，水蒸氣透過量0.44，抑菌性能良好。綜上，龍眼核精油-殼聚糖基活性包裝膜具有一定的抗氧化、抑菌性能，對雞蛋有一定保鮮效果并且包裝膜的力學性能良好，具備推廣的意義。