将微胶囊化精油抗菌剂与改性气氛可降解薄膜结合使用，以延长鲜食葡萄的保质期

《Food Science & Nutrition》：Configuration of a Combined Microencapsulated Essential Oil Antimicrobials With Modified Atmosphere Biodegradable Films for Shelf-Life Extension of Table Grapes

　　葡萄保鲜：微胶囊化黑胡椒与牛至精油结合被动改性气体包装的协同效应研究。通过制备三种植物精油微胶囊（PEOM、OEOM、CEOM）并与PCL/PLLA薄膜结合的被动改性气体包装（PMAP），研究了28天内12℃储存条件下葡萄的保鲜效果。结果显示，CEOM+PCL/PLLA组合通过维持6.4%氧和14%二氧化碳环境，显著抑制青霉和根霉等主要腐败菌，使总真菌数仅为对照组的1/2，货架期延长至28天，同时保持葡萄硬度与风味稳定。

　　本研究聚焦于如何有效延长鲜食葡萄的保鲜期和货架寿命，特别是在低温储存条件下。葡萄作为一种重要的全球浆果类水果，因其富含多种营养成分，如维生素、白藜芦醇和花青素，具有显著的膳食和健康价值。然而，葡萄在储存过程中极易因强烈的呼吸代谢活动和微生物污染而发生腐败，导致品质下降。因此，寻找一种环保且高效的保鲜技术成为当前研究的重要方向。传统的化学防腐剂如二氧化硫虽然在保鲜中被广泛应用，但其残留问题对食品安全构成潜在威胁。为应对这一挑战，研究者开始探索天然生物防腐技术，特别是植物精油（EOs）的应用。

植物精油因其天然来源和良好的抗菌、抗氧化特性，被广泛认为是替代合成防腐剂的潜在解决方案。然而，精油的高挥发性和对环境因素的敏感性限制了其直接用于食品保鲜的可行性。为此，微胶囊技术被引入，用于保护精油活性成分并实现其缓释，从而延长抗菌效果。微胶囊技术通过使用天然、食品级的壁材，如海藻酸钠，将精油包裹起来，使其在储存过程中逐渐释放，发挥持续的保鲜作用。本研究通过微胶囊技术，将胡椒精油（PEO）和迷迭香精油（OEO）及其复合物（CEO）结合到被动式改良气氛包装（PMAP）中，以评估其对葡萄保鲜性能的影响。

在实验设计中，研究者制备了三种类型的微胶囊，并将其与PCL/PLLA薄膜结合，形成不同的包装组合。这些组合包括：未添加精油的PCL/PLLA薄膜包装、含胡椒精油微胶囊的包装、含迷迭香精油微胶囊的包装以及含复合精油微胶囊的包装。同时，还设置了一个对照组（CK），即无任何包装处理的葡萄。研究将这些样品在12°C的低温环境中储存28天，并通过多种方法评估其保鲜效果。

研究结果表明，复合精油微胶囊（CEOM）与PCL/PLLA薄膜结合的包装（CEOM + PCL/PLLA）在保鲜性能方面表现尤为突出。该包装能够维持葡萄储藏环境中理想的气体组成，即氧气含量为6.4%、二氧化碳含量为14%，从而有效抑制葡萄的呼吸作用，延缓其成熟和衰老过程。此外，CEOM的抗菌性能显著优于其他处理组，特别是在抑制主要腐败菌如青霉菌（Penicillium）和根霉菌（Rhizopus）方面表现出色。在储存的第1天，这些菌的丰度达到38%，而在第28天时，其丰度已降至0%，显著低于对照组的2.3×103 CFU·g?1。这一结果表明，CEOM在抑制微生物生长方面具有显著效果，从而有效延长了葡萄的货架寿命，从12天提升至28天。

在微胶囊的制备过程中，研究采用喷雾干燥技术，通过将海藻酸钠作为壁材，将精油包裹成微胶囊。为了确保微胶囊的稳定性，实验中对制备条件进行了优化，包括喷雾干燥的温度、流速和环境湿度等。结果表明，微胶囊在制备后具有良好的形态，且在储存过程中能够保持稳定的结构，未出现表面裂纹，表明其具有较好的物理保护性能。同时，微胶囊在储存过程中的释放速率较低，说明其能够有效减少精油的挥发，从而延长抗菌作用的时间。

在气体组成方面，实验使用头空间分析仪监测包装内部的氧气和二氧化碳浓度。结果显示，随着储存时间的增加，所有处理组的氧气浓度均逐渐下降，最终达到动态平衡。然而，与未添加精油的PCL/PLLA组相比，含有精油微胶囊的处理组能够维持更高的氧气浓度，这可能是因为精油抑制了葡萄的呼吸代谢，从而减少了氧气的消耗。同时，二氧化碳的浓度在所有处理组中均呈现上升趋势，但CEOM + PCL/PLLA组的二氧化碳浓度相对较低，表明其对葡萄的呼吸作用具有更好的调控能力。

在感官评价方面，研究邀请了10名男性和10名女性组成的感官评估小组，对不同处理组的葡萄进行外观、质地、香气和整体可接受性的评估。结果显示，所有处理组的感官评分均随储存时间的增加而下降，但含有精油微胶囊的处理组（特别是CEOM + PCL/PLLA）在第28天的评分显著高于对照组和未添加精油的PCL/PLLA组。这表明，精油微胶囊的加入有助于维持葡萄的外观和质地，减少因腐败导致的感官品质下降。特别是在第8天之后，对照组的感官评分下降速度最快，而含有CEOM的处理组在第20天后仍能保持较高的评分，显示出较好的保鲜效果。

在重量损失分析方面，研究发现，所有处理组的葡萄在储存过程中均出现一定的重量损失，但含有精油微胶囊的处理组损失速度明显减缓。这可能是因为精油抑制了微生物的生长，减少了葡萄因腐烂而导致的汁液流失。此外，PCL/PLLA薄膜本身具有良好的水蒸气阻隔性能，进一步降低了葡萄的水分蒸发速率。特别是CEOM + PCL/PLLA组，其重量损失率最低，表明精油与薄膜的结合能够有效减少水分流失，保持葡萄的新鲜度。

在风味变化分析中，研究采用便携式电子鼻技术，对不同处理组的葡萄挥发性化合物进行检测。结果表明，含有精油微胶囊的处理组的风味响应值与对照组相比有所下降，尤其是在第12天时，CEOM组的风味响应值显著低于单种精油组，说明复合精油在抑制风味物质的过度释放方面具有优势。同时，研究发现，精油的加入并未导致葡萄风味的显著变化，反而可能通过延缓成熟过程，减少风味物质的降解，从而维持其原有的风味特性。

在总酚类和黄酮类物质的测定中，研究采用分光光度法，发现所有处理组的总酚类和黄酮类含量均随储存时间的延长而下降，但含有精油微胶囊的处理组在第16天时仍能保持较高的含量。这表明，精油微胶囊能够通过抑制葡萄的呼吸代谢和降解酶的活性，减缓其营养成分的流失，从而维持其抗氧化能力。此外，CEOM组的总酚类和黄酮类含量显著高于其他处理组，进一步验证了其复合精油的协同效应。

在微生物多样性分析中，研究采用高通量测序技术，对不同处理组的葡萄表面和内部微生物群落进行检测。结果表明，对照组的微生物种类最多，达到87种，而CEOM + PCL/PLLA组的种类显著减少，仅为111种。这说明，精油微胶囊能够有效抑制葡萄表面微生物的生长，从而降低微生物的多样性。此外，CEOM组在抑制青霉菌和根霉菌方面表现尤为突出，这两种菌是葡萄腐败的主要致病菌。通过精油的缓释作用，其能够破坏微生物细胞膜，抑制其生长，从而显著延长葡萄的储存时间。

综上所述，本研究通过将胡椒和迷迭香精油微胶囊与PCL/PLLA薄膜结合，构建了一种新型的被动式改良气氛包装系统。该系统不仅能够有效抑制微生物生长，还能够调节葡萄储藏环境的气体组成，减少重量损失，维持葡萄的感官品质和营养成分。研究结果表明，CEOM + PCL/PLLA组在保鲜性能方面表现最佳，显著延长了葡萄的货架寿命，并有效抑制了腐败微生物的生长。这一成果为鲜食葡萄的保鲜提供了新的思路，同时也为其他水果的保鲜技术提供了借鉴。未来，可以进一步优化精油微胶囊的制备工艺，提高其在实际应用中的稳定性，并探索其在不同储存条件下的适用性。此外，还可以结合其他保鲜技术，如低温控制、气调包装和生物保鲜剂，以实现更全面的保鲜效果。