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江苏大学崔海英:双重响应性智能抗菌纳米纤维的制备及其在牛肉保鲜中的应用

2021-12-30   易丝帮

肉桂醛(CA)具有较高的抗菌活性,但在食品体系中不稳定且易挥发。为了克服上述缺点,通过静电纺丝制备了一种双响应控释纳米纤维,将CA@透明质酸/羧甲基壳聚糖纳米颗粒(CA@HA/CMCS-NPs)嵌入丝素蛋白纳米纤维(CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维)中。当CA@HA/CMCS-NPs的浓度为5mg/mL时,CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维具有较好的力学性能,拉伸强度为3.21MPa,断裂伸长率为47.51%。大肠杆菌O157:H7特异性分泌的β-葡萄糖醛酸酶(β-G)和丝氨酸蛋白酶可以通过水解解构SF和HA的壳,从而使得CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维双重响应控制释放CA。在4℃和25℃下经CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维处理5天后,牛肉中大肠杆菌O157:H7的含量分别减少了99.98%和99.89%。此外,CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维对牛肉的感官品质没有影响。

 

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图1.不同时间点用CA处理的情况下残留大肠杆菌O157:H7的数量(a);大肠杆菌O157:H7的SEM图像(b,c)。


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图2.CMCS、HA、CA和CA@HA/CMCS-NPs的FTIR光谱(a)和拉曼光谱(b);对照(c)和CA@HA/CMCS-NPs(d)的SEM图像。


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图3.大肠杆菌O157:H7(a,c,e)和鼠伤寒沙门氏菌(b,d,f)在不同时间点的酶解循环。


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图4.PEO、SF、CA@HA/CMCS-NPs和CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维的FTIR光谱(a);SF纳米纤维(b)和CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维(c)的SEM显微照片以及纤维直径分布和平均直径;SF纳米纤维(d)和CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维(e)的AFM图像;纳米纤维的粗糙度(f);截面的平均宽度(g)。


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图5.CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维处理前后鼠伤寒沙门氏菌(a,b)和大肠杆菌O157:H7(c,d)的抑菌圈;用CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维处理前后鼠伤寒沙门氏菌(e,f)和大肠杆菌O157:H7(g,h)的TEM图像;(i)捕获前CA的GC检测,与大肠杆菌O157:H7共孵育后CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维的CA释放,与鼠伤寒沙门氏菌共孵育后CA@HA/CMCS-NPsSF纳米纤维的CA释放,以及捕获后CA的GC检测。


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图6.CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维在4℃(a)和25℃(b)下对大肠杆菌O157:H7的抗菌活性;CA@HA/CMCSNPsSF纳米纤维在4℃(c)和25℃(d)下对鼠伤寒沙门氏菌的抗菌活性;4℃(e,f,g)和25℃(h,i,j)下用CA@HA/CMCS-NPs SF纳米纤维处理前后牛肉样品的物理图像。

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