前言
隨著消費者生活水平的提高，食品的安全問題引起越來越多國內(nèi)外學者的關注。由此，食品接觸材料的安全性及包裝在延長食品貨架期中的作用越來越受到重視。食品接觸材料主要是指食品包裝的內(nèi)層材料，在食品的貯存、流通中，內(nèi)層材料直接接觸食品，其中微量或常量成分會緩慢遷移，影響內(nèi)裝食品的安全性。同時，由于食品內(nèi)層材料直接接觸食品的特性，國外有越來越多的研究針對內(nèi)層材料中荷載的抗氧化、抑菌活性成分的緩釋特性來延長食品的貨架期，這種現(xiàn)象被稱為活性，具有這種特性的包裝通常被稱為活性包裝。
本書從食品接觸材料中有害成分遷移會影響內(nèi)裝食品質(zhì)量安全的角度以及食品接觸材料荷載活性成分緩釋延長食品的貨架期的角度，較為全面地闡述了有害成分遷移、有益成分緩釋中的擴散現(xiàn)象，以及擴散系數(shù)、擴散活化能等問題，旨在為同行研究提供一些研究思路和借鑒方法。本書得到的主要結果分為兩部分。
（一）食品包裝材料中有害成分的遷移部分
食品包裝材料的衛(wèi)生安全是保障食品安全的重要方面，食品級PVC膜中大量使用鄰苯二甲酸酯類增塑劑，其潛在遷移性對人體健康的危害引起了社會的關注。本書以食品級PVC膜為研究對象，研究了增塑劑鄰苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）向食品中的遷移特性。本書首先研究了PVC膜中增塑劑DEHP向各類食品模擬液中的遷移，然后，建立了豬肉中DEHP的氣相色譜檢測方法，研究了溫度、時間、脂肪含量、pH值等因素對PVC膜中增塑劑DEHP向豬肉中遷移的影響，隨后探討了微波、紫外照射作用下，PVC膜中增塑劑DEHP向食品中的遷移，最后分析了煮、油炸等烹飪方式對肉中DEHP存留量變化的影響。
建立了常用食品塑料包裝材料中增塑劑DEHP的氣相色譜檢測方法。選用乙醚為提取溶劑，索氏提取4h，該方法回收率為90��7%～105��1％，檢出限為6��7610-4g/mL，折合成樣品中的檢出限為3��3810-3mg/kg。
PVC膜中DEHP能溶出到水性食品模擬液中。①相對于乙醚、正己烷，三氯甲烷是萃取水性食品模擬液中溶出的DEHP的最好溶劑；②DEHP在水性食品模擬液中溶出率大小為：65%乙醇＞20%乙醇＞蒸餾水＞4%乙酸；③不同浸泡條件下，DEHP的溶出率范圍為0��19%～0��38%（蒸餾水）、0��19%～0��45%（20%乙醇）、0��72%～6��32%（65%乙醇）。
首次建立了豬肉中DEHP的皂化蒸餾檢測方法。該方法的工藝參數(shù)為：用乙醚提取6h，皂化3h，使DEHP分解為鄰苯二甲酸和2-乙基-1-己醇，用水蒸氣蒸餾出2-乙基-1-己醇，通過測定2-乙基-1-己醇的含量，換算出DEHP含量。該方法加標回收率為75��12％～84��95％，檢出限為1��0710-3mg/kg。
首次運用膜/肉接觸的比色管模式，成功研究了PVC膜/肉接觸時，溫度、時間、脂肪含量、pH值對增塑劑DEHP向豬肉中遷移的影響。①DEHP向豬肉中的遷移量隨接觸時間的延長、溫度的升高而增加，溫度90℃、接觸0��5h的遷移量為1961��92mg/kg（75��12mg/dm2）；②脂肪含量越高，DEHP遷移量越大。膜/肉接觸60h后，脂肪含量45��2%的肉樣中DEHP遷移量達到了2 255��91mg/kg（55��68mg/dm2，20℃）；③肉樣不腐敗變質(zhì)的情況下，pH值為6左右，樣品中增塑劑的遷移量最大，最高值為1 281��59mg/kg（49��00mg/dm2；膜/肉接觸48h，20℃）。
紫外、微波作用能夠增加PVC膜中增塑劑DEHP向豬肉中的遷移量。①與未照射樣品比較，紫外照射12h遷移量增加39��55%；②微波功率850W，輻射16s，平均遷移量為534��92mg/kg（13��76mg/dm2），而未輻射對照樣品DEHP未檢出。
污染樣品煮制、炸制后，樣品中DEHP的含量顯著降低。①煮制30min后，樣品中DEHP含量下降了50��96%，從536��80mg/kg下降到263��26mg/kg；②炸制3min后，樣品中DEHP含量下降了61��49%，從536��80mg/kg下降到206��70mg/kg。
DEHP向各類食品中的遷移量不同。①皂化蒸餾測定方法應用于高脂肪食品中DEHP的檢測時，DEHP的回收率在56��39%～97��40%；②膜/肉接觸24h（20℃）后，16份樣品中，DEHP的檢出率為68��75%。檢出DEHP的樣品中，遷移量范圍為635��97mg/kg（17��71mg/dm2）～892��03mg/kg（25��58mg/dm2）。
（二）食品活性接觸材料部分
提取荷葉中的黃酮成分得到粗黃酮，將粗黃酮添加入LDPE膜中，制得活性LDPE膜。針對制得的活性LDPE膜，本書研究了其在水性/油性/醇性食品模擬溶媒中的遷移和擴散行為。
采用索氏蒸餾法結合NaNO2-Al（NO3）3-NaOH比色法對LDPE膜中黃酮的初始含量及其在蒸餾水中遷移量進行測定。表明，LDPE膜中的黃酮在生產(chǎn)過程中，會有一定的損失，其損失比例隨添加黃酮含量增大而增加。0��5% LDPE膜中實際黃酮含量約為0��4%，約為原添加黃酮總量的80%；1% LDPE膜中實際黃酮含量約為0��7%，約為原添加黃酮總量的70%；2% LDPE膜中實際黃酮含量約為1��3%，約為原添加黃酮總量的65%。遷移研究表明，LDPE膜中的活性成分在蒸餾水中有遷移，24h為(8��00±0��020)g/g，48h為(16��00±0��020)g/g，72h為(24��00±0��030)g/g，短時間內(nèi)沒有溶出平衡。較高溫度條件下（30、40、50、60℃）LDPE膜中的黃酮向蒸餾水、4%乙酸、30%乙醇和正己烷4種食品模擬物（分別代表水性、酸性、醇性和油性食品）中有遷移。結果表明：浸泡30min,蒸餾水中黃酮遷移率為2%～9%，4%乙酸中1��4%～11%；30%乙醇中黃酮含量為2��7%～13��7%，正己烷中，范圍為9��2%～42��2%。其中50～60℃浸泡時，正己烷中黃酮遷移率較高，為35��6%～42��2%，表明該活性LDPE膜在高脂類食品模擬物中，較高溫度條件會引發(fā)黃酮高遷移現(xiàn)象。研究了0、15、30℃條件下LDPE膜中黃酮向食品模擬物（蒸餾水、4%乙酸溶液、30%乙醇溶液）中遷移的規(guī)律，計算了擴散系數(shù)和動態(tài)分配系數(shù)。研究表明黃酮在食品模擬物中的遷移量受到時間、溫度和模擬物極性的影響。通過擴散系數(shù)和動態(tài)分配系數(shù)的計算，表明了黃酮在LDPE膜和食品模擬物之間的遷移特性，不僅取決于溫度、食品模擬物的選擇，還與三者的極性有一定關系。
在食品模擬物研究的基礎上，作者針對活性LDPE膜中的活性蘆丁向花生油中的實際遷移行為進行了研究。作者選用甲醇提取法和乙腈飽和正己烷兩種提取試劑提取花生油中的蘆丁，建立油脂中蘆丁的檢測方法，甲醇提取法的提取率高于乙腈飽和正己烷提取法。將LDPE活性膜添加至花生油中，研究不同的溫度下連續(xù)一段時間內(nèi)，從膜中遷移出的蘆丁對花生油抗氧化性的影響，并與向花生油中直接添加蘆丁的方法做對比，分析LDPE活性膜的優(yōu)越性，應用Schaal烘箱法測定花生油貨架期，然后采用Arrhenius 經(jīng)驗公式研究活性膜對延長花生油貨架期的意義。蘆丁/LDPE活性膜比直接添加蘆丁對花生油起到的抗氧化效果更為顯著，應用Arrhenius方程建立貨架期預測模型，預測出在室溫下，試驗組花生油（添加0%、3%、5% LDPE膜）的貨架期，分別為180、226、329d。添加蘆丁/LDPE抗氧化活性膜可以明顯延長花生油的貨架期。
為了進一步探討活性成分的遷移問題，作者將鼠尾草酸(carnosic acid，CA)添加至LDPE膜中制成新型食品抗氧化活性包裝材料鼠尾草酸/LDPE活性膜(CA/LDPE)，用于包裝雞肉丸，進行雞肉丸品質(zhì)特性試驗，為食品包裝領域尤其是雞肉丸的包裝提供新的思路和理論依據(jù)。作者建立了索氏提取高效液相色譜測定CA/LDPE膜中CA含量的方法。使用該方法對生產(chǎn)的CA/LDPE膜進行含量測定，初始添加量為0��5%（g/g）的CA/LDPE膜中CA的實際含量為（4��3069±0��0312）mg/g，即所含CA量為0��43%，說明在實際生產(chǎn)過程中，CA會有所損失，損失率為14%。這個現(xiàn)象同添加蘆丁到LDPE膜中類似。利用差示掃描量熱儀（DSC）分析了CA/LDPE膜的熱力學性能，并采用傅里葉紅外變換光譜（FT�睮R）表征CA添加前后LDPE膜的官能團變化，進而判斷CA對LDPE膜結晶結構的影響。由DSC及紅外吸收光譜結果可以看出，CA/LDPE膜的熔點及融化熱基本保持不變，且官能團增加了羥基和羰基。說明CA成功添加到LDPE膜中，并且對LDPE膜的晶體結構和晶體形態(tài)沒有影響，可用于食品的包裝。在不同溫度條件下，分析30d內(nèi)CA/LDPE膜中CA向脂肪食品模擬體系（異辛烷）中的遷移特性，結果表明，3個溫度條件下遷移初期的遷移率較大，第6d以后，各溫度條件下的CA遷移率逐漸趨于平衡；溫度對遷移率有顯著影響，隨著溫度的升高，CA的遷移率增大。通過響應面設計建立了雞肉丸中CA的提取測定方法。通過單因素試驗選用甲醇、乙醇和乙醚3種提取溶劑，索氏提取6、8、10h 3種時長，3個溫度條件（提取溶劑沸點、提取溶劑沸點 5℃、提取溶劑沸點 10℃）進行響應面試驗設計，將CA從雞肉丸中提取出來，采用高效液相色譜對提取到的CA進行測量。作者指出，提取溶劑選用乙醇、提取時間為8��6h、提取溫度為84��4℃條件下，理論回收率最高為96��15%，且試驗值與預測值非常相近。
研究中分別使用CA/LDPE活性膜和LDPE空白膜對新鮮雞肉丸進行真空包裝，于4、20、37℃下進行貯存試驗，測定了不同時期雞肉丸的感官指標、酸價、過氧化值、色差、質(zhì)構及硫代巴比妥酸值（TBARS）的變化。CA/LDPE膜包裝的雞肉丸各項指標均優(yōu)于LDPE空白膜，說明CA/LDPE膜能夠提升包裝雞肉丸的品質(zhì)特性。
利用建立的雞肉丸中CA提取測定方法，測定了CA/LDPE活性膜包裝貯存雞肉丸過程中遷移量的變化趨勢，表明3個溫度條件下CA/LDPE膜中CA均向雞肉丸中發(fā)生部分遷移。貯藏初期，隨著貯藏時間的延長，遷移至雞肉丸中的CA含量均呈現(xiàn)明顯上升趨勢，且溫度越高CA含量越高，而在貯藏后期，雞肉丸中測得的CA含量出現(xiàn)降低趨勢，進一步說明CA/LDPE膜CA參與了雞肉丸中成分的抗氧化反應，使CA/LDPE膜在保持雞肉丸品質(zhì)方面優(yōu)于空白LDPE膜。利用4、20、37℃貯藏溫度下測定的TBARS值，應用Arrhenius方程建立了雞肉丸貨架期預測模型，預測出4、20、37℃條件下，CA/LDPE膜比LDPE膜包裝的雞肉丸貨架期分別延長了7��3、3��9、2��0d，作者指出，在試驗溫度范圍內(nèi)，CA/LDPE膜可以明顯延長雞肉丸的貨架期，且溫度越低，貨架期延長時間越長。
作者以天然高分子為原料制備納米粒子，將其作為天然抗氧化/抗菌活性成分的載體。利用反溶劑法制備荷載蘆丁的納米玉米醇溶蛋白粒子(ZR)。以粒徑、電位、得率、包埋率等為指標研究了納米粒子的物理、機械與包埋特性。結果表明：SC濃度為1%、乙醇體積分數(shù)為80%、蘆丁與zein的質(zhì)量比為0��1��1時，制備的納米ZR粒子各項性能良好。
利用流延法制備納米ZR粒子/玉米淀粉膜，以抗拉強度、斷裂伸長率、水溶性、水蒸氣透過率和抗氧化能力為指標，研究納米ZR粒子對玉米淀粉膜性能的影響。結果表明：納米ZR粒子的添加可以有效提高玉米淀粉膜的抗拉強度和斷裂伸長率，降低水溶性和水蒸氣透過率，并使復合膜具有抗氧化性。
以玉米淀粉為基質(zhì)，制備納米ZR粒子/玉米淀粉液態(tài)膜，并使用液態(tài)膜涂膜保鮮雙孢菇（4℃和20℃）。結果表明：納米ZR粒子/玉米淀粉涂膜處理能有效減少雙孢菇在貯藏過程中水分和可溶性蛋白的損失，降低呼吸強度，較好地保持菇體硬度，減少雙孢菇的營養(yǎng)損失，阻隔雙孢菇與外界空氣的接觸，對雙孢菇起到較好的保鮮效果。在貯藏期間，納米ZR粒子參與雙孢菇的抗氧化反應，能有效降低其PPO活性，在一定程度上維持SOD活性，從而保證納米ZR粒子/玉米淀粉涂膜處理能有效延緩菇體衰老。

著者2018年1月