鸡肉富含蛋白质、维生素C、维生素E等营养物质,而且消化率高,很容易被人体吸收利用,有增强体力、强壮身体的作用,另外鸡肉中含有对人体生长发育有重要作用的磷脂类,是中国人膳食结构中脂肪和磷脂的重要来源之一。然而鸡肉极易受微生物侵染,引起鸡肉品质下降,货架期缩短。此外,人体接触或食用受细菌(如大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌等)污染的鸡肉,容易感染细菌疾病,危害身体健康,甚至危及生命。传统的鸡肉保鲜技术(如热处理、冷藏冷冻、紫外辐射和真空包装等)虽然能抑制微生物的生长,减少微生物的数量,但是在鸡肉品质控制方面存在不足。目前,研究者们开始关注食品活性包装保鲜技术,这是一种能有效维持鸡肉品质的方法,此技术是将一定量的活性物质添加到包装材料中,用于维持鸡肉品质并延长货架期。聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVAwww.selleck.cn/products/imidazole-ketone-erastin)/壳聚糖(Chitosan,CS)(PVA/CS)复合膜具有良好的生物相容性和生物可降解性,但其力学性能和抗菌性能较弱,添加纳米填料可以极大的改善复合膜的性能。具备良好抗菌性能的纳米填料可以提高复合膜对微生物的抑制效果,通过限制微生物群的生长并延缓脂质和蛋白质的氧化来提高储存肉制品的质量。本文通过热分解法制备了具有超顺磁性和高效抗菌性的镍团簇,将其添加至PVA/CS复合膜中,提高了膜的力学性能和抗菌性能,并探究了复合膜对冷鲜鸡肉的保鲜效果。(1)磁性镍团簇的制备及表征。在二乙二醇(Diethylene Glycol,DEG)还原性环境中,通过氢氧化钠(Na OH)和柠檬酸钠(Sodium citrate,Na Cit)的共同作用,Ni~(2+)还原成Ni单质并聚集形成具有超顺磁性的团簇。通过傅里叶红外光谱(Fourier-transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、X射线光电子能谱仪(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等分析手段,证实Na OH和Na Cit参与了团簇的形成;进行差示扫描量optical biopsy热(Differential scanning calorimetry,DSC)、振动样品磁强计(Vibrating Sample Magnetometer,VSM)测试,发现团簇具有良好的热稳定性和超顺磁性;粒度仪和扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)对粒径进行分析,团簇尺寸在180 nm左右,具备大比表面积和一般金属纳米团簇的基本性质。(2)磁性镍团簇的抗菌性能。金属纳米团簇具有较大的比表面积,能够产生大量活性氧和自由基,并且能够释放金属离子,从而与细菌细胞膜相互作用,破坏菌体导致细菌死亡。以鸡肉常见腐败菌大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和李斯特菌为研究对象,通过测定磁性镍团簇处理细菌的抑菌圈直径、抑菌率和生长曲线,发现团簇具有广谱抑菌性,对研究菌种都有较好的抑菌效果,对金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度可低至100μg/m L,对大肠杆菌的抑菌圈直径可达14.5±0.11 mm,属于中度敏感。进一步通过倒置电子显微镜、激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对团簇处理的研究菌种进行微观观察,发现团簇可以附着于细菌细胞表面,造成细胞膜损坏、皱缩,使细菌细胞坍塌、断裂,从而达到杀菌的目的,同时团簇附着于细菌表面,可以通过外加磁场吸引磁性团簇,聚集细菌,从而达到细菌清除的效果。(3)磁性镍团簇/聚乙烯醇/壳聚糖复合膜的制备及表征。通过FTIR、XRD和SEM表征,发现磁性镍团簇/聚乙烯醇/壳聚糖复合膜(Ni/PVA/CS复合膜)中,磁性镍团簇与PVA/CS基质之间发生物理作用,未发现新的化学键和晶体结构的形成。观察Ni/PVA/CS复合膜表面和截面发现,随着基质中团簇浓度的增加,复合膜Baf-A1使用方法表面粗糙度增加,这使得膜的断裂拉伸率下降,水蒸气透过率升高,但团簇的加入使膜的抗拉强度提高了1.2-2.33倍,将膜的抗紫外线波长延长到223 nm,最重要的是提高了膜的抗菌性能,复合膜抑菌圈直径可达14.49±0.0.8 mm。(4)磁性镍团簇/聚乙烯醇/壳聚糖复合膜在鸡肉保鲜中的应用。将食品抗菌包装Ni/PVA/CS复合膜应用于冷鲜鸡肉保鲜,通过观察鸡肉的外观变化、进行感官评价打分、测定物理指标(失重率、质构、色泽)和化学指标(p H值、挥发性盐基氮、硫代巴比妥酸值和总菌落数),发现在10天的储存期内,Ni/PVA/CS复合膜较好的维持了鸡肉的品质,其理化指标始终处于变质范围限度以下。相比没有复合膜处理的鸡肉,Ni/PVA/CS复合膜将鸡肉的储存期延长至10天,有效地保持了鸡肉的新鲜度和营养价值,避免食品浪费,提高了鸡肉的商业价值。综上所述,将磁性镍团簇加入到PVA/CS基质中制备的新型复合抗菌膜,可以有效地抑制鸡肉腐败菌的生长,改善鸡肉的贮藏品质,减少资源浪费,为鸡肉生产和销售带来更多的商业机会,这种Ni/PVA/CS复合膜有望作为一种用于冷鲜鸡肉保鲜的新型食品抗菌包装。