开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)
1研究背景
1.1 植物源天然食品防腐保鲜概述
食品是人类生存之根本,含有丰富的营养物质,但这同时也给微生物的生长创造了条件,在加工、储运、销售过程中,导致食品的腐败变质。据统计,全世界10%~20%的食品损失源于腐败变质而被废弃。食品的腐败变质不但造成资源浪费和经济损失,同时在此过程中产生的有害物质也会损害食用者的健康。防腐剂是指天然或合成的能够杀灭或抑制微生物生长和化学变化引起的腐败的物质[1]。通常根据来源的不同,可以分为天然防腐剂和化学防腐剂。目前化学防腐剂使用最为广泛,但是其使用不当,会引起致癌、致畸等食品安全问题, 同时具有药物残留和抗药性等安全隐患,对环境也易造成严重污染[2]。
随着现代科技的日新月异,食品工业取得了长足的发展,同时,消费者对天然食品添加剂的青睐和对合成防腐剂安全性的担忧促使食品工业寻找天然替代品[3]。天然防腐剂又可分为动物源食品防腐剂、植物源食品防腐剂和微生物源食品防腐剂。其中植物源防腐剂是指在植物组织中提取出来的具有抗菌活性的物质,其活性成分多为植物次生代谢产物[4]。我国拥有丰富而独特的植物资源,因地制宜开发中草药、香辛料、茶、竹等功能性植物资源,用于植物源天然食品防腐剂的研发,是具有我国特色的防腐保鲜剂发展方向[2]。目前,常用的植物源防腐剂提取方法主要包括溶剂提取法、超临界流体萃取法、超声提取法、酶法提取、微波辅助萃取等[5]。在食品工业中,植物源天然食品防腐剂的主要应用于肉制品的保藏,果蔬、果汁和鲜切水果的保鲜,酱菜、蛋乳类产品的存储等方面[6]。但目前植物源天然食品防腐剂还未得到消费者的完全认可,其在实际应用中也存在着抗菌谱较窄、价格偏高、带有异味等问题亟待解决[7]。
1.2复合抗菌膜的研究现状
合成包装材料具有不易降解和难以重复利用等特点,其与日俱增的使用量给环境造成巨大的压力,人们环保意识的增强也促使以天然生物材料为来源、环境友好的可食性包装膜材料成为研究热点。与此同时,用于控制食品中有害微生物的传统方法如热加工或在食品配方中添加防腐剂等,对食品质量和营养价值的负面影响也逐渐受到关注[8]。因此,人们开始考虑将具有抗菌活性的物质加入到可食性膜中,制成抗菌膜,以防止致病菌和腐败菌污染食品。可食性抗菌膜是以多糖、蛋白质、脂类等天然可食性物质为原料,并添加抗菌剂,以包装或涂布等形式覆盖于食品表面,形成具有抗菌、保鲜功效的一种功能薄膜[9]。其中根据抗菌剂的化学性质、抗菌机理以及来源差异可以将其分为无机抗菌剂、有机抗菌剂以及天然抗菌剂[10]。将抗菌物质结合到包装膜中,不仅有效限制了与食品接触的防腐剂的含量,还可防止其溶出到食品基质中发生相互作用,减少因此导致的活性损失。
可食性抗菌膜按原料可分为蛋白质类、多糖类、类脂类和复合型。单一成分的抗菌膜存在机械性能差、水溶解性高和水蒸气阻隔性低及因聚合物和抗菌剂的基团极性的差异而可能导致的抗菌膜体系相容性较差等问题[11]。现在的抗菌膜已经逐渐由过去的单一成分发展成具有多种功能性质、由多种聚合物和功能活性因子组成的多组分复合膜, 通过复合膜中不同分子间的相互作用形成稳定乳状液, 然后通过挥发溶剂干燥形成具有多孔网络结构的薄膜,具有更广泛的功能性和适用性[12]。随着复合抗菌膜制备工艺的深入研究,Karolina Kraśniewska等[13]发现影响其加工技术选择的因素主要为聚合物的类型和性质;抗菌剂的性质,如热稳定性、与聚合物的相容性及抑制目标微生物的有效性等;以及制备成膜后残留的抗菌活性。
2植物型复合膜的应用前景
将植物、香辛料和中草药中的有机酸、植物天然提取物和植物精油等天然抗氧化剂与可食性包装膜结合,可以改善薄膜的结构及功能活性,为其提供抑菌性、抗氧化活性、阻挡紫外线-可见光和延缓食品褐变的特性,甚至能够提高营养和感官属性[14]。同时复合膜对植物源抗菌剂有一定的缓释作用,使其能够较长时间的维持在一定的浓度范围,延长抑菌时间。
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