扇贝是我国四大养殖贝类之一，年产量179 万t[1]。扇贝富含n-3 长链多不饱和脂肪酸，特别是二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA），因此扇贝具有较高的营养价值[2-3]。然而，高不饱和脂肪酸极易发生氧化，引发酸败，降低扇贝营养品质[4]。此外，高水分含量和中性pH 值等特性导致扇贝极易发生微生物腐败，造成食物浪费[5]。实际上，脂质氧化和微生物繁殖是水产品冷藏品质劣化的重要原因。因此，开发基于活性包装的水产品保鲜技术已成为当前研究热点。
由于塑料包装带来的“白色污染”问题，基于蛋白质、多糖和脂质等生物聚合物开发可降解活性包装已成为发展趋势[6]。明胶是胶原蛋白的部分水解产物，具有良好的生物可降解性、安全性、兼容性和成膜性，已被广泛用于成膜基材[7]。然而，明胶复合膜较差的机械和水蒸气阻隔性能限制了其作为包装材料的应用[8]。明胶复合膜中添加多糖是一种提升其性能的技术手段[9]。葡聚糖是一种由乳酸菌产生的胞外多糖，具有兼容性好、安全性高和生物可降解性等优点，以葡聚糖为基材制备的复合膜展现出良好的水蒸气阻隔性能[10]。因此，在明胶中加入葡聚糖有望提高复合膜的理化性能。
精油是活性包装中常用的活性物质，具有优异的抗菌和抗氧化功能[11]。精油具有复杂的化学组成，植物产地、提取方法和提取部位等均能影响精油活性成分的种类和含量，进而影响复合膜的抗菌和抗氧化功能。因此，复合膜中添加高纯度抗菌或抗氧化剂可以确保复合膜发挥稳定的抗菌和抗氧化作用[12]。肉桂醛是肉桂精油中的主要活性物质，α-生育酚是维生素E中最具生物活性的形式。两种活性物质均被广泛用于制备活性复合膜，且展现出良好的抗菌和抗氧化性能[13-15]。然而，同时添加两者制备双功能活性成分复合膜的研究鲜见。
因此，本研究以明胶和葡聚糖共混为成膜基材、以肉桂醛和α-生育酚为抗菌和抗氧化活性物质制备复合膜，采用红外光谱、X 射线衍射和扫描电镜对其进行表征。研究不同活性物质添加量对复合膜理化、抗菌和抗氧化性能的影响，分析复合膜对冷藏过程中扇贝的pH 值、硫代巴比妥酸值（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值、挥发性盐基氮（total volatile base nitrogen，TVB-N）、K 值、EPA 含量、DHA 含量和菌落总数等指标的影响，为开发新型、安全的水产品保鲜包装提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
虾夷扇贝：市售；大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、腐败希瓦氏菌：上海保藏生物技术中心；三磷酸腺苷（adenosine-5′-triphosphate，ATP）（96%）、二磷酸腺苷（adenosine-5′-diphosphate，ADP）（95%）、单磷酸腺苷（adenosine-5′-monophosphate，AMP）（98%）、肌苷酸（inosinic acid，IMP）（98%）、次黄嘌呤核苷（inosine，HxR）（98%）、次黄嘌呤（hypoxanthine，Hx）（98%）、明胶（来源于鱼）、肉桂醛（95%）、吐温20：上海源叶生物科技有限公司；1，1-二苯基-2-苦基肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）（98%）、2，2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐[2，2-azinobis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]（98%）、α-生育酚（96%）、葡聚糖（70 000 Da）、37 种脂肪酸甲酯（fatty acid methyl esters，FAMEs）混标：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
质构仪（TA.XT plus）：英国Stable Micro Systems 公司；傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet IS5）：美国赛默飞世尔公司；X 射线衍射仪（Smartlab SE）：日本理学株式会社；扫描电镜（EVO-10）：德国蔡司公司；扫描电镜（JSM IT800）：日本电子株式会社；凯氏定氮仪（K1100）：海能未来技术集团股份有限公司；液相色谱仪（1260）、气相色谱仪（Agilent 6890B）：美国Agilent公司；紫外分光光度计（U-3900）：日本日立公司；pH 计（FiveEasy Plus）：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。
1.3 方法
1.3.1 复合膜的制备
25 mL 去离子水中分别加入2.0 g 明胶和2.0 g 葡聚糖，混合液在80 ℃下磁力搅拌20 min，得到空白复合膜溶液。将0.5%、1.0% 和1.5% 活性物质（香茅醛和α-生育酚）分别加入空白复合膜溶液，同时分别加入活性物质质量四分之一的吐温20 作为乳化剂，混合液继续在80 ℃下磁力搅拌5 min，以制备0.5%、1.0%和1.5%活性复合膜溶液。超声处理5 min 后，取各复合膜溶液16 mL 倒入13 cm×13 cm 的方形培养皿中，45 ℃下干制4 h，以制备0%（空白）、0.5%、1.0% 和1.5% 4 种复合膜。4 种复合膜置于湿度（50±5）%、温度（25±1）℃环境中48 h 备用。
1.3.2 复合膜理化性能的测定
1.3.2.1 厚度
采用精度为0.001 mm 的数字千分尺随机测量复合膜6 个不同位置的厚度，平均值即为复合膜厚度。
1.3.2.2 水蒸气透过性
依据GB∕T 1037—2021《塑料薄膜与薄片水蒸气透过性能测定杯式增重与减重法》测定复合膜水蒸气透过性。含无水氯化钙的称量瓶（40 mm×25 mm）用复合膜封口后置于38 ℃、90%相对湿度环境下，间隔固定时间称重。按式（1）计算复合膜水蒸气透过性[W，g∕（m·s·Pa）]。
式中：Δw 为称量瓶增加质量，g；d 为复合膜厚度，m；A 为复合膜有效面积，m2；Δt 为测试时间，s；Δp 为复合膜两侧压差，6 619.34 Pa。
1.3.2.3 不透明度
依据Ben Azaza 等[16]的方法测定复合膜的不透明度。采用紫外分光光度计测量复合膜长条（10 mm×30 mm）在600 nm 处吸光度。复合膜的不透明度为吸光度与复合膜厚度（mm）比值。
1.3.2.4 机械性能
依据Zhang 等[15]的方法利用质构仪测定复合膜的拉伸强度（tensile strength，TS）和断裂伸长率（elongation at break，EAB）。复合膜尺寸为15 mm×60 mm，质构仪夹距和拉伸速率分别为40 mm 和1 mm∕s。
1.3.3 复合膜的表征
复合膜研磨成粉（液氮条件下），200 目过筛，取约5 mg 样品粉末与100 mg 溴化钾混合研磨、压片，采用傅里叶变换红外光谱仪对复合膜进行红外光谱测定，步宽为4 cm-1，波数范围为4 000～500 cm-1；采用X 射线衍射仪在25 mA 和40 kV 条件下获得复合膜的X射线衍射图谱，2θ 为5°～90°，扫描速度为5°∕min；复合膜（1 cm×1 cm）喷金处理后采用扫描电镜测定复合膜表面及横截面（液氮脆断）的微观形貌。
1.3.4 抗氧化能力的测定
依据Li 等[7]的方法通过DPPH 和ABTS+自由基清除率测定复合膜的抗氧化能力。
复合膜提取液的制备：0.1 g 复合膜溶于5 mL 50%乙醇溶液，8 000×g 离心5 min 后获得上清液。
DPPH 法测定抗氧化能力：0.5 mL 复合膜提取液或0.5 mL 50% 乙醇溶液（空白）与1 mL DPPH 乙醇溶液（0.2 mmol∕L）混合，25 ℃下避光孵育0.5 h，测量517 nm 处吸光度。
ABTS 法测定抗氧化能力：2.6 mmol∕L 过硫酸钾与7.4 mmol∕L ABTS（1∶1，体积比）混合，避光放置12 h 制成ABTS+自由基溶液。将ABTS+自由基溶液稀释至732 nm 处吸光度1.1 左右。取0.5 mL 复合膜提取液或0.5 mL 的50%乙醇溶液（空白）与10 mL ABTS+自由基溶液混合，25 ℃避光孵育0.5 h，测量732 nm 吸光度。
DPPH 和ABTS+自由基清除率（R，%）按式（2）计算。
式中：A50%乙醇溶液和A 复合膜样品分别为空白和各复合膜样品的吸光度。
1.3.5 抗菌能力的测定
依据Ahmad 等[17]的方法通过纸片扩散法测定复合膜对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和腐败希瓦氏菌的抑制效果。分别将0.1 mL 上述微生物培养液接种在平板计数琼脂上，将复合膜圆片（6 mm）放置在培养皿中，37 ℃培养24 h 后测量圆片周围的抑菌圈直径（mm）。
1.3.6 复合膜对扇贝贝柱冷藏品质的影响
将扇贝贝柱从壳中完整取出，贝柱的平均质量为（15.2±1.1）g。将贝柱随机分为3 组，每组含30 个贝柱，未包装组不进行包裹处理，空白复合膜组采用空白复合膜进行包裹处理，1.5% 活性复合膜组采用1.5%活性复合膜进行包裹处理。将各组贮藏在4 ℃，于第0、3、6、9、12 天收集样品并进行指标检测。每组随机抽取6 个贝柱，进行3 次平行试验（每组2 个贝柱）。贮藏第0 天的样品为未包装组、空白复合膜组和1.5%活性复合膜组3 组样品混合形成。
1.3.6.1 pH 值的测定
将2.0 g 绞碎的样品与20 mL 去离子水混合，均质，室温下静置30 min，4 000×g 离心5 min，取上清液用pH 计进行测定。
1.3.6.2 TBARS 值的测定
根据Dong 等[18]的方法测定样品的TBARS 值。将2.0 g 绞碎的样品加入20 mL 7.5% 三氯乙酸溶液（含0.1% 乙二胺四乙酸）中，均质，4 000×g 离心5 min，取1 mL 上清液与1 mL 的2-硫代巴比妥酸（20 mmol∕L）和1 mL 的7.5% 三氯乙酸混匀，沸水浴反应0.5 h，冷却后测量532 nm 处吸光度。TBARS 值根据以1，1，3，3-四甲基氧基丙烷制作的标准曲线（y = 0.553 3x +0.067 4，R²=0.999 9）计算获得。
1.3.6.3 TVB-N 的测定
根据GB 5009.228—2016《食品安全国家标准食品中挥发性盐基氮的测定》，采用凯氏定氮仪对样品的TVB-N 进行测定，样品用量为5.0 g。
1.3.6.4 K 值的测定
根据Dong 等[19]的方法采用液相色谱测定样品的K 值。将2.0 g 绞碎的样品加入30 mL 10%高氯酸中，均质，4 000×g 离心5 min 获得上清液。上清液用10 mol∕L NaOH 和1 mol∕L NaOH 调节至pH6.0～6.4，然后定容至50 mL。提取液经0.22µm 滤膜过滤后进行检测。 检测条件为Agilent Polaris C18 色谱柱（4.6 mm× 250 mm，5µm）；进样量：10 µL；流速：0.8 mL∕min；检测温度：30 ℃；检测波长：254 nm。流动相为磷酸缓冲液（A 相，0.04 mol∕L KH2PO4 和0.06 mol∕L K2HPO4）和甲醇（B 相）。洗脱梯度：100% A，0～2 min；100%～85% A，2～12 min；85%～100% A，12～13 min；100% A，13～23 min。同时建立ATP、ADP、AMP、IMP、HxR 和Hx 的标准曲线，并依据式（3）计算K 值（K，%）。
式中：a 为ATP 含量，µmol∕g；b 为ADP 含量，µmol∕g；c 为AMP 含量，µmol∕g；d 为IMP 含量，µmol∕g；e 为HxR 含量，µmol∕g；f 为Hx 含量，µmol∕g。
1.3.6.5 EPA 和DHA 含量测定
采用内标法对样品中EPA 和DHA 含量进行测定[20]。样品总脂质的氯仿-甲醇溶液提取和甲基化与前期研究中描述的方法相同。甲酯化后的FAMEs 通过气相色谱仪进行检测。检测条件如下。DB-Fast-FAME 色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25µm）；进样量：10µL；分流比：5∶1；流速：1 mL∕mi；载气：N2；进样器温度：250 ℃；检测器温度：260 ℃。柱温箱初始温度为80 ℃，保持0.5 min；40 ℃∕min 升温至165 ℃，保持1 min；4 ℃∕min 升温至230 ℃，保持4 min。采用37 种FAMEs 混标对样品中的EPA 和DHA 进行定性分析。EPA 和DHA 的含量（C，g∕100 g）按照式（4）进行计算。
式中：I 为响应因子；A 为EPA 或DHA 甲酯的峰面积；AC11：0 为十一碳酸甲酯峰面积；S 为内标质量，mg；m 为样品质量，g；1.006 7 为十一碳酸三甘油酯转换为十一碳酸甲酯系数；F 为脂肪酸甲酯转换为脂肪酸的转换系数，EPA 为0.955 7，DHA 为0.959 0。
1.3.6.6 菌落总数的测定
根据GB 4789.2—2022《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》对样品的菌落总数进行测定。无菌均质袋中加入5.0 g 绞碎样品和45 mL 无菌0.85% NaCl 溶液，以8 次∕s 速度均质拍打90 s，获得提取液。提取液用无菌0.85% NaCl 溶液连续稀释10 倍，随后将1 mL 稀释液接种到平板计数琼脂中，30 ℃孵育72 h 后计算菌落总数[lg（CFU∕g）]。
1.4 数据处理
样品均平行测定3 次（厚度测试除外），结果以平均值±标准差表示。采用Origin 2016 和SPSS 22.0 软件进行绘图和显著性分析。通过Duncan 多重比较确定差异显著性（P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 复合膜的厚度、水蒸气透过性、不透明度和机械性能分析
活性物质添加量对复合膜厚度、水蒸气透过性、不透明度、TS 和EAB 的影响见表1。
表1 活性物质添加量对复合膜厚度、水蒸气透过性、不透明度、TS 和EAB 的影响
Table 1 Effect of different concentrations of active fillers on the thickness，water vapor permeability，opacity，tensile strength，and elongation at break of the composite films
注：同列不同字母表示样本间存在显著性差异（P<0.05）。
添加量∕%0 0.5 1.0 1.5厚度∕mm 0.118±0.003d 0.153±0.002c 0.207±0.005b 0.274±0.012a水蒸气透过性∕[×10-11 g∕（m·s·Pa）]7.41±0.14a 6.61±0.11b 5.68±0.10c 4.53±0.16d不透明度∕mm-1 1.06±0.04d 2.38±0.09c 2.82±0.07b 3.30±0.05a TS∕MPa 11.40±0.47a 7.97±0.65b 6.33±0.36c 4.74±0.19d EAB∕%63.36±3.18a 47.25±3.33b 35.05±4.16c 27.07±2.39d
由表1 可知，添加活性物质后，复合膜的厚度由（0.118±0.003）mm 显著增加至（0.274±0.012）mm（P<0.05）。Tügen 等[21]研究表明，添加精油会导致明胶-壳聚糖复合膜的厚度增加。复合膜厚度的增加主要是因为活性物质（肉桂醛和α-生育酚）减弱了蛋白与多糖分子间的相互作用，导致复合膜原本紧密的网络结构变得蓬松。此外，添加活性物质使复合膜的基质物质含量升高，同样会导致复合膜厚度增加。
水蒸气透过性可以反映复合膜的水蒸气阻隔性能。水蒸气透过性较高的复合膜难以抑制食品和包装环境之间的水分转移，不利于食品保藏[7，22]。由表1 可知，复合膜的水蒸气透过性随着活性物质添加量升高而显著降低（P<0.05）。由于疏水特性，肉桂醛和α-生育酚在复合膜基质中以脂滴形式存在，这使得水蒸气通过复合膜扩散的曲折系数升高，降低了水蒸气的扩散速度[7，22]。Li 等[7]和Walid 等[23]同样发现明胶-壳聚糖复合膜的水蒸气透过性随着橘子皮精油和迷迭香精油添加浓度的增加而降低。
不透明度是复合膜的重要参数，影响着食品的外观和食品中光敏成分的稳定性。由表1 可知，添加活性物质后，复合膜的不透明度显著增加（P<0.05），含1.5% 活性物质复合膜的不透明度比空白复合膜增加了2.11 倍。较高的不透明度可以保护食品中的不饱和脂肪酸和其它光敏活性成分，保持食品的营养品质[24]。疏水性肉桂醛和α-生育酚以脂滴形式存在于复合膜基质中，脂滴引起光散射，导致复合膜的不透明度升高[25]。前期研究同样发现明胶-壳聚糖复合膜的不透明度随着精油浓度增加而升高[21]。
空白复合膜的TS 为（11.40±0.47）MPa，与Hosseini等[8]制备的空白明胶-壳聚糖复合膜的TS 相似[（10.57±0.19）MPa]，但高于Kavoosi 等[26]制备的明胶复合膜[（4.40±0.26）MPa]。添加肉桂醛和α-生育酚显著降低了复合膜的TS（P<0.05）。活性物质的加入减弱了明胶与葡聚糖间的相互作用，产生不连续网络结构，导致分布在复合膜各基质单元上的力不同，进而降低了TS[7]。与空白复合膜相比，活性复合膜的EAB 降低了16.11%～36.29%。含1.5% 活性物质的复合膜的EAB[（27.07±2.39）%]，高于Karami 等[27]制备的含3% 西洋蓍草精油明胶-海藻酸钠复合膜[（19.37±1.77）%]。以脂滴形式存在的活性物质形成的潜在破裂点可能是复合膜EAB 降低的原因[28]。Wu 等[29]研究结果同样表明添加肉桂精油可以显著降低明胶复合膜的EAB。
2.2 复合膜的表征
2.2.1 红外光谱分析
采用红外光谱分析活性物质和复合膜基质材料之间的相互作用，图1 为复合膜的红外光谱图。
图1 复合膜的红外光谱图
Fig.1 Fourier transform infrared spectra of the composite films
由图1 可知，4 种复合膜均在3 281（酰胺A，N—H 拉伸振动）、2 925（C—H 拉伸振动）、1 638（酰胺-Ⅰ，C O 拉伸振动）、1 535 cm-1（酰胺-Ⅱ，N—H 弯曲振动）和1 244 cm-1（酰胺-Ⅲ，C—N 和N—H 拉伸振动）处存在特征峰[30-33]，出现在1 009 cm-1 和914 cm-1处的特征峰则对应葡聚糖分子中醚键[34]。3 种活性复合膜的红外光谱图与空白复合膜相似，未出现新的特征峰，上述特征峰也未发生明显位移。此结果表明活性物质肉桂醛和α-生育酚并未与复合膜基质材料明胶和葡聚糖形成新的相互作用力。Wu 等[9]研究同样发现负载牛至精油的明胶-壳聚糖复合膜的红外光谱图中并未出现新的特征峰，但2 928 cm-1 和2 864 cm-1（对应甲基及亚甲基中C—H 的对称及非对称伸缩振动）处的峰强度显著增强。上述特征峰通常出现在疏水性和脂类物质中[35]。因此，随着活性物质添加量增加，2 925 cm-1 处峰强度的增加表明活性物质肉桂醛和α-生育酚增强了复合膜的疏水性。
2.2.2 X 射线衍射分析
采用X 射线衍射评价活性物质对复合膜结晶性的影响，结果如图2 所示。
图2 复合膜的X 射线衍射图
Fig.2 X-ray diffraction spectrum of the composite films
由图2 可知，空白复合膜和3 种活性复合膜均有相似的X 射线衍射谱图，在21.6°处有一个较宽的衍射峰，表明其半晶结构。活性物质加入后，复合膜中衍射峰的位置并没有明显变化，但强度增大，说明活性物质的加入增强了复合膜的结晶度。Hosseini 等[8]研究同样表明，添加牛至精油可以增强明胶-壳聚糖复合膜的结晶度。
2.2.3 微观形貌
通过扫描电镜获得复合膜的表面及横截面的微观形貌，结果见图3。
图3 复合膜表面和横截面扫描电镜图
Fig.3 Scanning electron microscopy of surface and cross section of the composite films
A～D 为表面10 000×；E～H 为横截面500×。
由图3A 和图3E 可知，空白复合膜具有光滑、致密和均匀的表面及横截面，说明明胶和葡聚糖形成了有序的网络结构，这主要由于两者均为亲水性物质，具有较好的兼容性。相比之下，3 种活性复合膜的表面呈现粗糙、折叠和非均匀形貌（图3B～D），横截面呈现多孔和不连续的结构（图3F～H），且此微观形貌随活性物质添加量增加而逐渐增强。此结果说明原有的有序明胶-葡聚糖网络结构被活性物质破坏，且活性物质添加量越大，对有序网络结构破坏作用越强[9]。活性复合膜多孔横截面的形成则是由添加的肉桂醛为挥发性物质，其在复合膜制备过程中的挥发所致。此种海绵状微观结构也存在于负载阿魏精油的明胶-壳聚糖复合膜中[36]。
2.3 复合膜的抗氧化性能分析
采用DPPH 和ABTS+自由基清除法对复合膜的抗氧化性能进行评价。复合膜的DPPH 和ABTS+自由基清除率见图4。
图4 复合膜的DPPH 和ABTS+自由基清除率
Fig.4 Scavenging activity of the composite films against DPPH and ABTS +free radicals
同一指标不同字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
由图4 可知，空白复合膜的DPPH 和ABTS+自由基清除率较低，分别为（12.22±1.55）%和（6.11±0.88）%，说明空白复合膜具有较弱的抗氧化活性。明胶中的多肽或氨基酸能够提供电子与DPPH 和ABTS+自由基配对，同时葡聚糖也是氢原子供体，可以淬灭自由基，所以以明胶和葡聚糖为基材制备的空白复合膜展现出一定的抗氧化活性[34，37]。Tongnuanchan 等[35]同样发现空白明胶膜有一定的DPPH 和ABTS+自由基清除能力。添加肉桂醛和α-生育酚后，复合膜的抗氧化能力显著提高（P<0.05），且添加量与复合膜的抗氧化能力成正比，这源于α-生育酚的优异抗氧化性能。Zhang 等[38]研究发现，添加α-生育酚的可降解复合膜展现出良好的抗氧化活性。
2.4 复合膜的抑菌性能分析
大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌是常见的食源性致病菌，腐败希瓦氏菌是水产品冷藏过程中的特定腐败菌。复合膜对上述致病或腐败菌的抑制效果如图5 所示。
图5 复合膜对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和腐败希瓦氏菌的抑菌圈直径
Fig.5 Inhibition zone diameter against Escherichia coli，Salmonella typhimurium，Staphylococcus aureus，Pseudomonas aeruginosa，and Shewanella putrefaciens of the composite films
同种细菌不同字母表示存在显著性差异（P<0.05）。
由图5 可知，空白复合膜对上述5 种细菌的抑菌圈直径均为0 mm，表明其无抑菌作用。3 种活性复合膜对上述5 种细菌均有显著的抑制效果，且抑菌活性随活性物质添加量增加而逐渐增强。含1.5%活性物质的复合膜对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和腐败希瓦氏菌的抑菌圈直径分别为（42.6±2.0）、（34.6±1.7）、（37.3±0.9）、（23.6±1.7）mm和（31.0±1.6）mm。复合膜优异的抗菌性能来源于其释放的肉桂醛，肉桂醛可以破坏细菌细胞膜的完整性，使胞内物质外泄、细菌死亡[39]。Haghighi 等[13]和Hosseini等[14]研究发现，肉桂醛能够显著增强蛋白质-多糖复合膜的抗菌性能。
2.5 复合膜对扇贝贝柱冷藏品质的影响
2.5.1 pH 值
扇贝贝柱冷藏过程中pH 值的变化如图6 所示。
图6 冷藏过程中扇贝贝柱pH 值的变化
Fig.6 Changes in pH of scallop adductor muscle during cold storage
由图6 可知，未包装组、空白复合膜组和1.5% 活性复合膜组的pH 值均随贮藏时间的延长而逐渐升高。扇贝贝柱中蛋白质、非蛋白含氮物质的分解以及微生物活动引发的三甲胺和氨等碱性物质的产生和累积是pH 值升高的原因[16]。贮藏第3 天后，相比于其它两组扇贝贝柱，1.5%活性复合膜组的样品具有最低的pH 值，这是由于1.5%活性复合膜释放的肉桂醛抑制了微生物的生长。上述结果表明1.5%活性复合膜可以有效延缓冷藏扇贝贝柱pH 值的上升。
2.5.2 TBARS 值
脂质氧化会引发酸败，加速水产品品质劣化，TBARS 值是评价脂质氧化的常用指标。冷藏过程中扇贝贝柱TBARS 值的变化见图7。
图7 冷藏过程中扇贝贝柱TBARS 值的变化
Fig.7 Changes in thiobarbituric acid reactive substances of scallop adductor muscle during cold storage
由图7 可知，扇贝贝柱的初始TBARS 值为（1.21±0.08）mg MDA∕kg，随着贮藏时间的延长，未包装组、空白复合膜组和1.5% 活性复合膜组的TBARS 值均上升，表明脂质氧化的发生。相比于未包装组和空白复合膜组，1.5% 活性复合膜组的TBARS 值呈现更弱的上升趋势，这说明1.5%活性复合膜降低了扇贝贝柱中脂质的氧化程度。这一结果与复合膜中添加的抗氧化剂α-生育酚有关。α-生育酚可以淬灭脂质氧化过程中产生的烷基自由基和过氧自由基等自由基，阻断脂质自氧化进程，降低脂质氧化程度[40]。
2.5.3 TVB-N
TVB-N 是氨及胺类等碱性含氮物质的总和，是水产品品质的重要指标。冷藏过程中扇贝贝柱TVB-N的变化见图8。
图8 冷藏过程中扇贝贝柱TVB-N 的变化
Fig.8 Changes in total volatile basic nitrogen of scallop adductor muscle during cold storage
由图8 可知，4 ℃贮藏12 d 后，扇贝贝柱的TVB-N 从（11.08±0.87）mg∕100 g 逐渐升高至（37.50±1.66）mg∕100 g（未包装组）、（34.24±1.02）mg∕100 g（空白复合膜组）和（20.94±1.18）mg∕100 g（1.5%活性复合膜组）。Wu 等[41]研究报道新鲜扇贝的TVB-N 为（10.38±0.20）mg∕100 g，与本研究结果相近。TVB-N 的升高主要是由扇贝贝柱内源酶和微生物活动产生的外源酶的共同作用导致。通常，新鲜水产品TVB-N 低于20 mg∕100 g，高于30 mg∕100 g 则意味着水产品变质[42]。结果显示，未包装组扇贝贝柱的TVB-N 在第9 天高于30 mg∕100 g，而1.5%活性复合膜组样品在9 d 的贮藏周期内一直低于20 mg∕100 g，在12 d 的贮藏周期内一直低于30 mg∕100 g。因此，1.5%活性复合膜可以有效保持冷藏扇贝贝柱的新鲜度。
2.5.4 K 值
K 值是由ATP 及其相关产物的含量计算获得的水产品常用鲜度指标[11]。冷藏过程中扇贝贝柱K 值的变化见图9。
图9 冷藏过程中扇贝贝柱K 值的变化
Fig.9 Changes in K value of scallop adductor muscle during cold storage
由图9 可知，贮藏第0 天，扇贝贝柱的K 值为（7.65±1.38）%，与Yu 等[43]报道的新鲜草鱼K 值相似。未包装组、空白复合膜组和1.5% 活性复合膜组的K值随着贮藏时间的延长而增加，这主要由内源酶和微生物产生的外源酶共同分解ATP 及其衍生物导致[44]。通常，K 值低于20% 代表其为高品质水产品，而高于60%则意味着水产品失去食用价值[45]。贮藏第9 天，未包装组的K 值超过60%，为（62.87±3.90）%，而贮藏第12 天，1.5% 活性复合膜组K 值仍低于60%，为（43.40±3.49）%，表明1.5% 活性复合膜能有效保持扇贝贝柱冷藏中的新鲜度。这主要是肉桂醛抑制了微生物活动，减少了与ATP 降解有关酶的产生，减缓了ATP的降解。
2.5.5 EPA 含量和DHA 含量
水产品富含对人体健康有益的n-3 长链多不饱和脂肪酸，特别是EPA 和DHA。冷藏过程中扇贝贝柱EPA 含量和DHA 含量的变化见图10 和图11。
图10 冷藏过程中扇贝贝柱EPA 含量的变化
Fig.10 Changes in eicosapentaenoic acid of scallop adductor muscle during cold storage
图11 冷藏过程中扇贝贝柱DHA 含量的变化
Fig.11 Changes in docosahexaenoic acid of scallop adductor muscle during cold storage
由图10 和图11 可知，新鲜扇贝贝柱中EPA 含量为（0.143±0.007）g∕100 g，DHA 含量为（0.149±0.003）g∕100 g。4 ℃贮藏12 d 后，3 组样品中EPA 和DHA 含量均明显降低，未包装组、空白复合膜组和1.5%活性复合膜组的EPA 含量分别降低了37.74%、28.48% 和9.93%，DHA 含量分别降低了39.60%、29.53%和12.08%。显然，1.5% 活性复合膜组EPA 和DHA 的氧化损失更少。在脂质氧化过程中，EPA 和DHA 先转化为不稳定的氢过氧化物，然后分解成各种次级氧化产物，导致EPA 和DHA 含量的损失[46]。1.5%活性复合膜中释放的α-生育酚能阻断自由基链反应，抑制脂质氧化，有效保持扇贝贝柱的营养品质。
2.5.6 菌落总数
微生物繁殖是水产品品质劣化的重要影响因素，直接决定水产品的货架期。冷藏过程中扇贝贝柱菌落总数的变化见图12。
图12 冷藏过程中扇贝贝柱菌落总数的变化
Fig.12 Changes in total viable count of scallop adductor muscle during cold storage
如图12 所示，新鲜扇贝贝柱的菌落总数为（3.25±0.15）lg（CFU∕g），冷藏期间未包装组、空白复合膜组和1.5%活性复合膜组样品的菌落总数均呈上升趋势，但1.5%活性复合膜组样品的菌落总数最低。贮藏第6 天，未包装组的菌落总数上升至（7.25±0.35）lg（CFU∕g），高于7.0 lg（CFU∕g）的安全限值[5]。贮藏第12 天，1.5%活性复合膜组的菌落总数为（5.08±0.39）lg（CFU∕g），仍低于限定值7.0 lg（CFU∕g），这源于复合膜中肉桂醛的抑菌活性。因此，就菌落总数而言，1.5% 活性复合膜可将冷藏扇贝贝柱的货架期延长6 d。
3 结论
本研究制备了负载不同含量肉桂醛和α-生育酚的明胶-葡聚糖复合膜，并对其理化、抗菌、抗氧化和扇贝冷藏保鲜性能进行研究。扫描电镜结果表明添加活性物质使光滑、致密、均匀的表面及横截面转变为粗糙、折叠、非均匀的表面和多孔、不连续的横截面。X射线衍射和红外光谱结果分别表明添加活性物质增强了复合膜的结晶度和疏水性。随着活性物质添加量增加，复合膜的厚度、不透明度、抗菌活性和抗氧化活性显著增加，而水蒸气通过性、TS 和EAB 显著降低。在12 d 的冷藏期内，经1.5%活性复合膜包装处理的扇贝贝柱具有更低的pH 值、TBARS 值、TVB-N、K 值、菌落总数、EPA 和DHA 含量损失。菌落总数结果表明，1.5%活性复合膜可延长冷藏扇贝贝柱货架期6 d。综上所述，本研究开发的肉桂醛-α-生育酚∕明胶-葡聚糖基复合膜在延长冷藏水产品货架期、保持其品质方面具有良好的应用前景。
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