《Journal of Agriculture and Food Research》：Development of biodegradable film based on pomelo peel pectin, sodium alginate, and tannic acid for preserving boiled chicken breast meat quality
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本研究针对白煮鸡胸肉易发生脂质氧化、蛋白质降解和微生物腐败等问题，开发了富含单宁酸(0.5%和1.0%)的柚皮果胶/海藻酸钠可降解活性包装膜。研究结果表明，单宁酸的添加显著提升了薄膜的UV屏蔽能力、机械强度、抗氧化活性及水蒸气/氧气阻隔性能，并有效延缓了冷藏期间肉品的pH上升、变色、质构劣变、TBARS和TVB-N积累，为熟制禽肉产品的天然活性包装提供了新策略。
在快节奏的现代生活中，即食熟肉制品因其便利性而备受消费者青睐。白煮鸡胸肉作为低脂高蛋白的健康选择，市场需求持续增长。然而，热加工过程会导致肌肉蛋白质变性、持水力下降，使得产品极易在冷藏过程中发生脂质氧化、蛋白质降解和微生物滋生，从而导致颜色暗淡、质地变差、风味劣化，大大缩短了其货架期。传统的塑料包装虽然能提供一定的物理保护，但难以有效抑制上述内在品质劣变，且其带来的白色污染问题也日益严峻。因此，开发兼具良好保鲜功能和环境友好性的可降解活性包装材料，成为肉类食品工业亟待解决的关键问题之一。
利用农业废弃物资源开发可降解包装材料，是实现可持续发展的重要途径。柚子（Citrus maxima）是泰国的重要经济作物，其果皮富含果胶，是制备生物多糖膜的理想原料。果胶具有良好的成膜性和氧气阻隔性，但其亲水性强，导致纯果胶膜的水蒸气阻隔性差、机械强度不足。将果胶与另一种天然多糖——海藻酸钠共混，并添加甘油作为增塑剂，可以改善膜的机械性能。为了进一步提升薄膜的功能性，引入天然活性成分是常用策略。单宁酸作为一种植物多酚，具有强大的抗氧化和抗菌能力，并且其分子中的多个酚羟基能与多糖链形成氢键，起到天然交联剂的作用，有望增强薄膜结构的致密性。尽管已有研究探索了果胶/海藻酸钠基薄膜在生鲜肉类保鲜中的应用，但针对熟肉制品，尤其是白煮鸡胸肉的特异性保鲜研究尚显不足。为此，泰国Thammasat大学的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》上发表论文，系统研究了基于柚皮果胶、海藻酸钠和单宁酸的可降解薄膜的制备、特性及其对白煮鸡胸肉的保鲜效果。
本研究采用的主要关键技术方法包括：从柚皮中提取并表征高酯化度果胶；通过流延法制备不同配比（PS, PST0.5, PST1.0）的复合膜；系统评估薄膜的物理化学性质（厚度、颜色、不透明度、紫外-可见光透射率、水分含量、水溶性、水接触角、水蒸气渗透性WVP、氧气渗透性OP、机械性能TS/EB）、储存稳定性、抗氧化能力（DPPH, ABTS法）和生物降解性（土壤埋藏法）；并将薄膜应用于白煮鸡胸肉，在4°C冷藏12天期间，定期监测肉样的pH、颜色、剪切力、硫代巴比妥酸反应物TBARS和总挥发性盐基氮TVB-N的变化。
3.1. 柚皮果胶
从柚皮中提取的果胶得率为16.67%。其酯化度DE为67.0 ± 0.9%，属于高酯果胶HMP。无水糖醛酸AUA含量为72 ± 2%，符合工业级果胶的标准（>65%）。高酯化度和较高的糖醛酸含量有助于形成具有更好机械强度和氧气阻隔性能的薄膜。
3.2. 薄膜的特性
3.2.1. 厚度和颜色特性
添加单宁酸使薄膜厚度略有增加，但差异不显著。单宁酸使薄膜亮度L值降低，红度a值和黄度b*值升高，薄膜颜色变深，呈红黄色，总色差ΔE随单宁酸浓度增加而增大。
3.2.2. 不透明度和紫外屏蔽性能
单宁酸的添加显著提高了薄膜的不透明度，降低了可见光（600 nm）透射率。更重要的是，PST薄膜对UV-B（300 nm）和UV-A（360 nm）的屏蔽能力极强，透射率远低于PS薄膜，显示出优异的紫外线阻挡功能，这得益于单宁酸分子中共轭酚类结构对紫外光的吸收。
3.2.3. 水分含量和水溶性
单宁酸的加入显著降低了薄膜的水分含量MC，表明其与果胶、海藻酸钠分子间形成了更致密的氢键网络，限制了自由水的存在。然而，薄膜的水溶性WS未发生显著变化，说明单宁酸的交联作用主要影响水分的保持而非改变多糖材料本身的亲水本性。
3.2.4. 水接触角
所有薄膜的水接触角WCA均小于90°，表现为亲水表面。随着单宁酸含量增加，WCA显著减小，表面亲水性增强，这归因于单宁酸引入了更多的酚羟基。
3.2.5. 水蒸气和氧气渗透性
单宁酸显著降低了薄膜的水蒸气渗透性WVP和氧气渗透性OP。这表明单宁酸与多糖基质的相互作用形成了更紧密的结构，增加了水分子和氧分子扩散的路径曲折度，从而提升了屏障性能。
3.2.6. 机械性能
单宁酸的添加显著提高了薄膜的拉伸强度TS，但降低了断裂伸长率EB。这符合交联增强的普遍规律：增强分子间作用力提高了材料的刚性（强度）但牺牲了其柔韧性（延展性）。
3.2.7. 储存稳定性
在80天的储存期间，所有薄膜的厚度和颜色保持稳定。然而，水分含量MC和水蒸气渗透性WVP均有所上升，机械性能（TS和EB）有所下降，表明环境湿度对亲水性薄膜的长期性能存在影响。但含单宁酸的薄膜（PST0.5, PST1.0）在储存后仍保持较高的TS值，显示出比PS薄膜更好的机械稳定性。
3.3. 抗氧化能力
DPPH和ABTS自由基清除实验表明，PS薄膜的抗氧化活性很弱，而PST薄膜表现出强烈的浓度依赖性抗氧化能力，PST1.0的清除率高达82%。这直接证实了单宁酸为薄膜赋予了强大的抗氧化活性。
3.4. 生物降解性
土壤埋藏实验显示，所有薄膜在21天内均发生明显降解，PS薄膜降解最快，单宁酸的加入略微延缓了降解速率，可能与交联结构降低微生物可及性及单宁酸本身的抗菌性有关。但所有薄膜最终均能生物降解，符合环保要求。
3.5. 薄膜对白煮鸡胸肉的保鲜效果
3.5.1. pH和颜色
在12天的冷藏中，所有肉样的pH值均逐渐上升。与未包装对照组和PS薄膜组相比，PST薄膜包装的肉样pH上升显著减缓，表明单宁酸的抗菌作用抑制了微生物产碱。同时，PST薄膜包装的肉样在储存末期保持了更高的亮度L*值，有效延缓了肉色的变暗，这得益于单宁酸的抗氧化作用减缓了肌红蛋白的氧化。
3.5.2. 剪切力
肉样的剪切力在第3天下降后逐渐升高。未包装对照组的变化幅度最大，最终剪切力最高（质地更韧）。PST薄膜包装的肉样最终剪切力显著低于对照组和PS组，表明其更好地维持了肉质的嫩度，抑制了蛋白质过度氧化聚集。
3.5.3. 硫代巴比妥酸反应物
TBARS值是脂质氧化的标志。未包装对照组的TBARS值急剧上升，而PST薄膜包装组的值在整个储存期内保持最低，增长缓慢。这说明单宁酸的强抗氧化性和薄膜的氧气阻隔性共同有效抑制了鸡肉脂肪的氧化酸败。
3.5.4. 总挥发性盐基氮
TVB-N是蛋白质被微生物分解产生氨及胺类物质的指标，反映腐败程度。储存结束时，未包装对照组TVB-N值最高，PS组次之，而PST1.0组的值显著最低。这表明单宁酸的抗菌活性与薄膜的物理屏障作用协同，有效延缓了微生物生长导致的蛋白质腐败。
综上所述，本研究成功开发了一种基于农业废弃物柚皮果胶、结合海藻酸钠和天然活性成分单宁酸的新型可降解活性包装膜。研究系统地证实，单宁酸的引入不仅改善了薄膜的物理机械性能和阻隔性能，更重要的是赋予了其强大的抗氧化和抗菌功能。将其应用于白煮鸡胸肉，能够多靶点、协同地延缓冷藏过程中的各项品质劣变，包括微生物繁殖、脂质氧化、蛋白质降解和颜色变质，显著延长了产品的货架期。该研究为高附加值利用农业废弃物、开发环境友好型活性包装材料以保障熟肉制品品质提供了有力的理论依据和实践范例，具有重要的环保意义和食品工业应用前景。未来的研究可进一步聚焦于薄膜的规模化生产、成本效益分析、对不同食品基质（如其他熟肉、水产等）的普适性验证以及深入的消费者感官接受度评估。
