壳聚糖-海藻酸钠-百里香精油Pickering乳液：在冷藏猪肉中的防腐效果以及对肌原纤维蛋白结构的保护作用

《Meat Science》：Chitosan?sodium alginate-thyme essential oil Pickering emulsions: Preservation efficacy and protection of myofibrillar protein structure in refrigerated pork

本研究通过评估0.6% chitosan-sodium alginate-thyme essential oil（CS-SA-TEO）Pickering乳液对冷藏猪肉品质的影响，发现其能有效抑制微生物增殖（TVC从2.8增至8.0 log cfu/g vs 6.2 log cfu/g）、延缓脂质氧化（TBARS值降低32.7%）、保持pH稳定（波动范围0.18-0.22），同时通过维持肌原纤维蛋白（MP）的溶解度（提高18.4%）、巯基含量（保留率91.2%）和α-螺旋结构（保留率83.5%），显著提升持水能力（WHC增加15.2%）。感官评价显示气味和色泽劣变延迟4-6天，证实该乳液通过物理屏障与自由基清除协同作用，为肉类天然防腐提供新方案。

　　

张慧云|李新玲|陈芳|康怀斌

河南科技大学食品与生物工程学院，中国河南省洛阳市471003

摘要

本研究探讨了壳聚糖-海藻酸钠-百里香精油（CS-SA-TEO）Pickering乳液在4°C下储存12天期间对猪肉品质的防腐效果及其对肌原纤维蛋白（MPs）结构完整性的保护作用。系统监测了物理化学指标、总活菌数、MPs性质以及感官属性（颜色和气味）的变化。结果表明，该乳液具有浓度依赖性效应，其中0.6%浓度的乳液表现最佳。该乳液通过显著抑制微生物增殖和脂质氧化，使猪肉的保质期延长了4-6天。此外，它还帮助维持了pH值稳定性，延缓了颜色变差和异味产生，并通过抑制水分迁移提高了持水能力。在肌原纤维蛋白结构完整性方面，0.6%浓度的乳液有效保持了MPs的溶解度和总巯基含量，减少了羰基团的形成，并减轻了α-螺旋结构的破坏。这些效果归因于CS和SA形成的物理屏障的协同作用，以及TEO的自由基清除和抗菌性能。感官评估证实，该乳液在储存过程中有效抑制了猪肉的感官腐败。总体而言，CS-SA-TEO Pickering乳液作为天然防腐剂，在冷藏猪肉中展现出良好的潜力，能够有效保护MPs的稳定性并维持肉品的整体品质。

引言

猪肉因其高营养价值和出色的烹饪多样性而在全球范围内被广泛消费。它是许多知名肉制品（如香肠、火腿和绞肉）的关键成分，为各种文化环境下的餐点风味和消费者满意度做出了重要贡献（Drewnowski, 2024; Pereira & Vicente, 2013）。然而，猪肉在冷藏储存过程中容易迅速变质。这主要是由于其高水分含量、中性pH值和丰富的营养成分，为微生物增殖和生化腐败提供了有利条件（Hao et al., 2025; Yi et al., 2024）。由嗜冷细菌（如Pseudomonas spp.和Brochothrix thermosphacta）以及内源性酶活性引起的微生物腐败会导致肉制品中的蛋白质降解和脂质氧化。同时，肌原纤维蛋白（MPs）的变性是这种蛋白质降解和氧化应激的直接后果，会破坏肌原纤维网络。这种破坏会损害质地，降低持水能力（WHC），并降低感官属性。这些累积的质量损失给肉类产业带来了巨大的经济损失，并降低了消费者的接受度（Tan et al., 2025; Zhang, Bai, et al., 2023; Zhang, Wang, et al., 2023）。因此，开发有效的天然防腐策略以延长冷藏猪肉的保质期同时保持其营养和功能品质仍然是重要的研究焦点。

天然植物精油因其固有的抗菌和抗氧化特性而受到越来越多的关注，这些特性符合消费者对“清洁标签”食品产品的需求（Chauhan & Rao, 2024; Prakash et al., 2024）。百里香精油（TEO）是从Thymus vulgaris中提取的，含有百里酚和香芹酚等生物活性成分。这些化合物对包括Listeria monocytogenes和Escherichia coli在内的食源性病原体以及常见的腐败细菌具有广谱抗菌活性（Marchese et al., 2016; Rathod et al., 2021）。此外，研究表明TEO可以通过破坏氧化链反应来清除自由基并抑制脂质氧化（Jouki et al., 2014; Ghafarifarsani et al., 2022）。然而，TEO具有高挥发性和疏水性，这限制了其在肉制品中的直接应用，导致储存过程中活性迅速丧失和在肉组织中的分布不均匀（Ozogul et al., 2020; Rathod et al., 2021）。为了解决这些问题，人们探索了封装技术，其中Pickering乳液被认为是一种特别有前景的方法。

由固体颗粒稳定的Pickering乳液在食品防腐方面引起了极大的兴趣，因为它们具有独特的结构和功能优势（Joseph et al., 2025; Kirtil & Yildiz, 2025）。这些固体稳定剂通常是蛋白质或多糖，它们不可逆地吸附在油水界面，形成一层坚硬致密的界面层，防止液滴聚集，增强物理稳定性，并抵抗pH值和离子强度的变化（Chevalier & Bolzinger, 2013; Yan et al., 2020）。此外，Pickering乳液可以有效地封装疏水性生物活性化合物，实现可控释放并防止降解。最近的研究验证了Pickering乳液在食品防腐中的潜力。Li, Liu等人（2024）、Li, Luo等人（2024）和Li, Zhao等人（2024）制备了乳清蛋白分离物-柠檬醛纳米颗粒稳定的Pickering乳液，其中含有丁香酚，通过抑制真菌生长和保持果实硬度延长了葡萄的采后保质期。Shen等人（2024）使用土豆蛋白-壳聚糖复合纳米颗粒稳定含有Zanthoxylum bungeanum精油的Pickering乳液，有效减少了冷藏柑橘的微生物腐败和重量损失。Deng等人（2025）研究了Zein-阿拉伯胶-肉桂皮油Pickering乳液对冷藏鲣鱼品质的影响，证明它能有效抑制微生物生长和蛋白质降解，从而将保质期从6天延长到10天（4°C）。尽管取得了这些进展，但大多数关于含精油Pickering乳液的研究主要集中在水果、蔬菜和水产品上（Pandita et al., 2024; Wang et al., 2023），对其在红肉防腐中的应用探索较少。

肌原纤维蛋白约占猪肉肌肉总蛋白含量的60%-70%（Dara et al., 2021），是决定肉品品质的关键因素，因为它们在调节持水能力、质地和凝胶化性质方面起着重要作用（Wang et al., 2022; Zhu et al., 2024）。在冷藏储存过程中，MPs极易受到氧化损伤和变性。脂质氧化过程中产生的自由基会攻击反应性功能基团，导致蛋白质交联和聚集（Günal-K?ro?lu et al., 2025; Zhao et al., 2024）。同时，微生物代谢产物进一步破坏了MPs的结构，增加了表面疏水性并降低了持水能力（Guo et al., 2021; Sabow et al., 2016）。先前的研究探索了使用单一成分添加剂（如壳聚糖（Zhang et al., 2025）或马齿苋提取物（Chang et al., 2025）来保护猪肉MPs的策略；然而，这些方法的效果往往有限。相比之下，含精油的Pickering乳液通过结合精油的抗菌和抗氧化性能以及固体颗粒对MPs的稳定作用，提供了一种多功能解决方案。然而，很少有研究系统地评估Pickering乳液在冷藏储存过程中对猪肉MPs的物理化学性质和结构稳定性的影响，其背后的机制仍不完全清楚。

本研究旨在探讨壳聚糖-海藻酸钠-百里香精油（CS-SA-TEO）Pickering乳液对冷藏猪肉的防腐效果。通过结合物理化学参数（包括pH值、脂质氧化、持水能力、水分迁移和颜色）以及微生物计数和感官评估来评估该乳液延长保质期的效果。此外，还通过分析MPs的溶解度、表面疏水性、巯基和羰基含量以及二级结构的变化来考察该乳液对MPs的保护作用。这些发现为肉品行业中开发天然多功能防腐剂提供了理论基础。

材料

从当地屠宰场获取了12块新鲜的Longissimus lumborum肌肉，并在2小时内立即转移到实验室并在冷藏条件下保存。壳聚糖（脱乙酰度>5%）、海藻酸钠（SA）、百里香精油（TEO，纯度≥8%）和其他试剂（分析级）购自Sigma-Aldrich。大豆油购自当地超市。磷酸盐缓冲盐（NaH?PO?, Na?HPO?, NaCl）购自Sinopharm Chemical Reagent

总活菌数

图1A显示了储存期间猪肉样品总活菌数（TVC）的时间变化。处理和储存时间的统计相互作用显著影响了TVC（P < 0.001）。在对照组中，微生物迅速增殖，TVC从初始的2.8 log cfu/g增加到第12天的8.0 log cfu/g。值得注意的是，对照组的TVC超过了Rodas-González（2011）定义的腐败阈值7 log cfu/g

结论

本研究探讨了不同浓度的CS-SA-TEO Pickering乳液在4°C下冷藏储存12天期间对猪肉MPs的品质稳定性和结构完整性的保护作用。与物理化学、微生物和感官分析的结果一致，结果表明该乳液具有明显的浓度依赖性保护效果，其中0.6%浓度的CS-SA-TEO乳液在保护MPs功能性和延缓肉品变质方面表现最强

同意书

作者声明已获得对人类受试者的知情同意。

CRediT作者贡献声明

张慧云：写作 – 审稿与编辑，撰写原始草稿，监督，研究，概念构思。李新玲：可视化，研究，数据管理。陈芳：可视化，验证，研究。康怀斌：监督，资金获取，概念构思。

资助声明

本研究得到了河南省重大科技项目的支持，项目编号：161100110800-06。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。