摘要：近年來，微/納米功能材料在食品包裝領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。靜電紡絲作為一種非熱物理加工手段，以操作簡(jiǎn)便、條件溫和、制備高效等特征在微/納米材料的開發(fā)及應(yīng)用方面受到研究者的青睞。特別地，隨著靜電紡絲技術(shù)的發(fā)展，以納米纖維膜為基礎(chǔ)開發(fā)食品抗菌包裝膜材取得了較多新的研究進(jìn)展。本文在簡(jiǎn)要介紹了靜電紡絲技術(shù)的工作原理、影響因素、常用的基質(zhì)材料、常用抗菌劑類型的基礎(chǔ)上，更新了靜電紡絲技術(shù)在各類食品抗菌保鮮領(lǐng)域的研究進(jìn)展；重點(diǎn)綜述了靜電紡絲技術(shù)在肉類食品抗菌保鮮方面的研究現(xiàn)狀；此外，討論了現(xiàn)有研究的局限性及今后的研究方向，以期為靜電紡絲技術(shù)在食品保鮮中的深入研究提供參考。

　　關(guān)鍵詞：靜電紡絲；活性包裝；抗菌劑；肉類；抗菌；保鮮
 

　　引 言

　　食品中富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在適宜的環(huán)境條件下極易受到微生物的污染，進(jìn)而發(fā)生腐敗變質(zhì)，甚至引發(fā)食源性疾病，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。包裝可以通過隔絕或減少食品與外界環(huán)境的接觸，避免食品在運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和銷售過程中受到二次污染，進(jìn)而較好地保持食品的品質(zhì)，延長(zhǎng)食品的貨架期。近年來，抗菌活性包裝備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，其原理是通過向包裝材料表面或內(nèi)部添加活性物質(zhì)，并以包裝材料為載體釋放活性物質(zhì)至食品表面，以抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而維持食品的品質(zhì)及保證食品的安全性。靜電紡絲是一種基于靜電作用力的微/納米纖維材料制備技術(shù)，其相較于傳統(tǒng)的抗菌活性包裝材料制備技術(shù)（如擠壓、鑄造和涂層等），具有操作簡(jiǎn)單、條件溫和可控等優(yōu)勢(shì)，所制備的微/納米纖維材料具有比表面積大、孔隙率高、對(duì)活性物質(zhì)包埋率高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛研究以作為禽畜肉、水產(chǎn)品、果蔬等食品的抗菌活性包裝材料。目前，雖已有靜電紡絲在食品抗菌保鮮方面的相關(guān)綜述報(bào)道，但是多以介紹靜電紡絲原理、分類及影響因素為主，概括性論述靜電紡絲技術(shù)在各類食品中的應(yīng)用研究。近年來，本團(tuán)隊(duì)一直聚焦于非熱加工在肉制品抗菌保鮮方面的應(yīng)用研究，且對(duì)于靜電紡絲在功能因子包埋體系的構(gòu)建、表征等方面開展了系列研究，深入探討靜電紡絲技術(shù)在肉類食品抗菌保鮮中的應(yīng)用將是未來研究的重要方向。因此，本文在簡(jiǎn)要概述靜電紡絲技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜述了靜電紡絲技術(shù)在食品抗菌活性包裝領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展。特別地，對(duì)靜電紡絲膜在肉類食品抗菌保鮮方面的研究進(jìn)行了重點(diǎn)論述，并對(duì)當(dāng)前研究所存在的局限性和未來需要探索的方向進(jìn)行了總結(jié)和展望。這不僅有利于增強(qiáng)研究者對(duì)靜電紡絲技術(shù)在各類食品抗菌保鮮中的研究現(xiàn)狀的了解，同時(shí)，對(duì)于進(jìn)一步推動(dòng)靜電紡絲技術(shù)在食品抗菌保鮮中的深入研究和應(yīng)用具有重要意義。
 

　　1 靜電紡絲技術(shù)概述
 

　　1.1 靜電紡絲的工作原理

　　如圖1A所示，靜電紡絲裝置一般由高壓電源、恒流注射泵、接收裝置3部分構(gòu)成。靜電紡絲的原理是在高壓靜電場(chǎng)作用下，電場(chǎng)力和表面張力的共同作用使得紡絲溶液在針頭處形成“泰勒（Taylor）錐”；當(dāng)電場(chǎng)力進(jìn)一步增大，液滴被拉伸形成帶電射流噴向接收板，射流飛行過程中在靜電斥力等相互作用力的作用下進(jìn)一步劈裂、細(xì)化，經(jīng)過溶劑蒸發(fā)，最終在接收板上固化成納米纖維膜。靜電紡絲按照紡絲溶液或針頭的不同主要可以分為單軸（共混）靜電紡絲、同軸靜電紡絲和乳液靜電紡絲，如圖1B所示。其中，單軸靜電紡絲是最常用的紡絲方法，將紡絲基質(zhì)和活性物質(zhì)混合形成均一溶液后通過單一針頭進(jìn)行靜電紡絲；與單軸靜電紡絲相比，同軸靜電紡絲所采用的針頭為同軸針頭，能夠制備具有“核-殼”結(jié)構(gòu)的納米纖維；乳液靜電紡絲是將預(yù)先制備的穩(wěn)定乳液（油包水或水包油乳液）直接進(jìn)行紡絲。

圖1 靜電紡絲設(shè)備（A）及分類（B）示意圖
 

　　1.2 靜電紡絲的影響因素

　　聚合物溶液性質(zhì)、紡絲工藝條件和環(huán)境條件是影響靜電紡絲纖維直徑和形貌的主要因素。確定最適的紡絲參數(shù)條件有助于制備形貌完整、直徑均一的納米纖維，進(jìn)而提升其應(yīng)用性能。
 

　　1.2.1 聚合物溶液性質(zhì)

　　在靜電紡絲過程中，聚合物溶液的性質(zhì)（主要包括聚合物溶液的黏度、表面張力與電導(dǎo)率）直接影響溶液的可紡性及所得納米纖維的形貌。一般來說，聚合物基材的分子量越大、溶液濃度越高，紡絲流體的黏度相應(yīng)較高。如圖2所示，低黏性紡絲射流易發(fā)生“瑞利泰勒不穩(wěn)定”現(xiàn)象，表現(xiàn)為紡絲射流傾向于發(fā)生靜電噴涂而形成微納顆粒。隨著聚合物溶液黏度的增加，紡絲射流逐漸由粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)樾蚊擦己玫募{米纖維。但當(dāng)聚合物黏度過高時(shí)，紡絲射流因未得到充分拉伸，會(huì)形成串珠狀纖維。表面張力是影響聚合物溶液可紡性的另一重要因素，研究表明降低聚合物溶液的表面張力有利于連續(xù)生產(chǎn)直徑分布均勻的納米纖維。這主要是因?yàn)榫酆衔锶芤旱谋砻鎻埩εc電場(chǎng)力達(dá)到平衡時(shí)，泰勒錐才會(huì)形成。而進(jìn)一步增加電場(chǎng)力，泰勒錐會(huì)形成紡絲射流，以連續(xù)均勻地制備納米纖維。紡絲射流所受的電場(chǎng)力大小與聚合物溶液的電導(dǎo)率直接相關(guān)。在一定的紡絲電壓條件下，聚合物溶液電導(dǎo)率過低往往導(dǎo)致其所受電場(chǎng)力不能克服表面張力，無法形成穩(wěn)定的紡絲射流。向聚合物溶液中添加一定量的鹽或聚電解質(zhì)會(huì)增加溶液的電導(dǎo)率，進(jìn)而有助于靜電紡絲的順利進(jìn)行。但是當(dāng)溶液的電導(dǎo)率過高時(shí)，紡絲射流在電場(chǎng)中得到運(yùn)動(dòng)時(shí)間被縮短，紡絲溶劑不能得到充分蒸發(fā)， 進(jìn)而導(dǎo)致串珠狀纖維的形成。

　　1.2.2 工藝條件

　　可紡性聚合物溶液只有在適宜的紡絲工藝條件下（主要包括紡絲電壓、溶液流速、接收距離）才能得到形貌完整的納米纖維（圖3）。其中，紡絲電壓直接影響紡絲針頭和接收板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度。相應(yīng)地，紡絲電壓過低時(shí)，聚集在“泰勒錐”處的聚合物溶液無法形成紡絲射流；紡絲電壓過高時(shí)，紡絲溶液所受電場(chǎng)力過高，這會(huì)縮短紡絲射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，不利于紡絲溶劑的有效揮發(fā)，從而形成串珠狀纖維。相似地，在一定的紡絲電壓及流速條件下，接收距離的大小也會(huì)影響電場(chǎng)力大小。而溶液流速是影響紡絲纖維產(chǎn)量的重要因素，適宜的溶液流速可以保證靜電紡絲過程穩(wěn)定持續(xù)發(fā)生。

圖3 工藝條件對(duì)納米纖維形態(tài)的影響
 

　　1.2.3 環(huán)境條件

　　紡絲環(huán)境的溫度主要通過影響聚合物溶液的黏度來調(diào)控紡絲進(jìn)程。如溫度越高、紡絲液的黏度越低，紡絲射流在電場(chǎng)中得到充分拉伸，因此所制備的納米纖維的直徑越??；其次，紡絲過程中溶劑的揮發(fā)速率隨溫度的升高而逐漸增加，這同樣會(huì)導(dǎo)致納米纖維直徑的減小。另外，紡絲環(huán)境的相對(duì)濕度也會(huì)影響靜電紡絲納米纖維直徑的大小。比如，BAK等對(duì)比研究了在不同相對(duì)濕度條件下（30%和60%）所制備的膠原蛋白靜電紡絲納米纖維的形貌特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)相對(duì)濕度為60%時(shí)，所制備的納米纖維直徑更低。而進(jìn)一步增大環(huán)境濕度，紡絲射流的溶劑因不能得到充分揮發(fā)，會(huì)引起納米纖維直徑的顯著增加。
 

　　1.3 靜電紡絲抗菌纖維膜基材

　　基于靜電紡絲技術(shù)制備食品接觸材料（如抗菌保鮮膜），一般是將聚合物基材和活性物質(zhì)共溶于適宜的溶劑體系中，通過優(yōu)化紡絲參數(shù)得到形貌良好的納米纖維膜（見表1）。目前，已發(fā)現(xiàn)的具有可紡性的聚合物基材數(shù)量不足100種。其中，天然來源的可紡性聚合物基材數(shù)量更是少之甚少，主要包括普魯蘭糖、玉米醇溶蛋白等?；谔烊痪酆衔锏撵o電紡絲納米纖維膜具有生物安全性高、可生物降解等特點(diǎn)，但天然高分子聚合物由于親水性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性弱等特點(diǎn)，所制備的纖維膜機(jī)械性能欠佳，這限制了其在食品包裝等領(lǐng)域中的應(yīng)用。為解決上述問題，研究者探索了具有生物相容性的合成型可紡聚合物，如PVA、PEO等。合成聚合物基材可單獨(dú)或作為紡絲助劑與天然聚合物共同制備靜電紡絲納米纖維，所得納米纖維膜具備更好的力學(xué)性能，可用于開發(fā)性能優(yōu)異的食品活性包裝材料。

注：聚氧化乙烯[poly（ethylene oxide），PEO]；聚乙烯醇[poly（vinyl alcohol），PVA]；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）；聚己內(nèi)酯（polycaprolactone，PCL）；三羥乙基胺（tri-ethanol-amine，TEA）。
 

　　在食品儲(chǔ)藏過程中，抗菌包裝材料可通過將抗菌劑不斷釋放到食品表面，以抑制腐敗微生物的滋生，從而達(dá)到長(zhǎng)時(shí)保鮮的效果。近年來，靜電紡絲技術(shù)在食品抗菌包裝材料研究領(lǐng)域備受研究者青睞。然而，目前的研究主要聚焦于選擇不同的抗菌劑構(gòu)建抗菌包裝材料并驗(yàn)證其抗菌保鮮效果，關(guān)于從紡絲過程出發(fā)探究紡絲條件如何影響抗菌劑釋放和抗菌效果的研究尚且不足；此外，基于消費(fèi)者食品安全意識(shí)的不斷提高，開發(fā)天然、安全的聚合物材料，構(gòu)建兼具優(yōu)良機(jī)械性能與抗菌性能的食品抗菌包裝材料將是未來的一個(gè)重點(diǎn)研究方向。
 

　　2 常用的抗菌劑類型
 

　　抗菌劑是抗菌包裝材料發(fā)揮防腐保鮮效果的關(guān)鍵，按照來源可將其分為合成抗菌劑和天然抗菌劑。合成抗菌劑主要包括苯甲酸及其鈉鹽、丙酸及其鈉鹽、對(duì)羥基苯甲酸酯類等化學(xué)物質(zhì)；天然抗菌劑根據(jù)其來源不同可分為動(dòng)物源抗菌劑（殼聚糖、溶菌酶等）、微生物源抗菌劑[如ε- 聚賴氨酸（ε-polylysine，ε-PL）、乳酸鏈球菌素（Nisin）、納他霉素等]和植物源抗菌劑（如植物精油、多酚類、二酮類、生物堿類等植物提取物）。
 

　　天然抗菌劑主要是指由動(dòng)物、微生物、植物體內(nèi)提取的具有抗菌活性的成分，該類抗菌劑以其抑菌性強(qiáng)、來源廣泛、安全性高等特點(diǎn)，在抗菌包裝材料研究中備受關(guān)注。然而，天然抗菌劑固有的穩(wěn)定性低、水溶性差等缺陷限制了其在食品中的直接使用。靜電紡絲技術(shù)可以通過負(fù)載抗菌劑有效提高其穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)其控制釋放，進(jìn)而有助于其長(zhǎng)效抗菌效果的發(fā)揮。目前，植物精油、活性多肽、多酚是靜電紡絲抗菌包裝材料研究中應(yīng)用最多的天然抗菌劑。植物精油作為植物源抗菌劑的代表物質(zhì)，可抑制大部分微生物的生長(zhǎng)繁殖。GHASEMI等采用靜電紡絲技術(shù)成功地將孜然精油包埋在玉米醇溶蛋白納米纖維中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維膜具有抗菌效果，且隨著負(fù)載孜然精油濃度的提高，纖維膜對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、蠟樣芽孢桿菌和沙門氏菌的抑菌作用顯著增強(qiáng)；為了降低精油的用量和揮發(fā)、提高其水溶性，研究者還采用環(huán)糊精、脂質(zhì)體等來包埋精油或通過抗菌劑復(fù)配、乳液靜電紡絲等方式來制備抗菌包裝膜。同樣，對(duì)于一些多酚、二酮類（姜黃素等）抗菌劑，前期研究往往采用抗菌劑或抗菌劑/環(huán)糊精包合物與紡絲基質(zhì)共混紡絲，所得抗菌纖維膜可以實(shí)現(xiàn)抗菌劑的緩慢釋放。Nisin和ε-PL是兩種研究較多的陽離子活性多肽。為避免該類抗菌劑與食品介質(zhì)中蛋白質(zhì)和脂質(zhì)結(jié)合而影響其抗菌活性，通過靜電紡絲包埋不但能夠提高其穩(wěn)定性，同時(shí)能夠有助于抗菌劑的可控釋放，進(jìn)而有效延長(zhǎng)食品貨架期。此外，與上述天然抗菌劑不同，殼聚糖作為一種陽離子多糖，其在靜電紡絲抗菌材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用不但依賴其固有的抗菌性，更重要的是其可以作為紡絲基材直接制備抗菌纖維膜。劉永旭等研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)殼聚糖在紡絲液中的比例由10%增加到30%時(shí)，殼聚糖/PVA納米纖維膜對(duì)S.aureus的抑菌圈直徑從11.34mm增大到14.58mm，抑菌效果明顯增強(qiáng)。
 

　　目前，以天然抗菌劑為活性成分構(gòu)建靜電紡絲抗菌纖維膜是食品抗菌保鮮領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。雖然大多數(shù)天然抗菌劑的抗菌機(jī)制已被系統(tǒng)研究，然而，現(xiàn)有報(bào)道中尚缺乏關(guān)于靜電紡絲抗菌纖維膜發(fā)揮抗菌作用的機(jī)制研究；其次，天然抗菌劑具有抗菌性好、生物安全性高等優(yōu)點(diǎn)，以天然抗菌劑為活性成分開發(fā)食品抗菌包裝材料符合人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的食品安全消費(fèi)需求，未來需要進(jìn)一步加大對(duì)天然抗菌劑的開發(fā)及其在食品抗菌保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用。
 

　　3 靜電紡絲在食品保鮮中的應(yīng)用
 

　　相比于傳統(tǒng)抗菌材料制備技術(shù)，靜電紡絲以操作簡(jiǎn)單、制備高效等特點(diǎn)成為開發(fā)食品活性包裝膜的熱點(diǎn)技術(shù)。直接以具有抗菌功效的聚合物為紡絲基材或?qū)⒖咕鷦ㄈ缰参锞汀⒍喾宇惢衔?、活性多肽、植物色素）添加到可紡性聚合物溶液中是利用靜電紡絲技術(shù)制備食品抗菌包裝膜的兩種主要方式。根據(jù)所應(yīng)用的產(chǎn)品類型，本節(jié)重點(diǎn)綜述了靜電紡絲抗菌納米纖維膜在禽畜肉、水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用研究。另外，也簡(jiǎn)要更新了靜電紡絲抗菌納米纖維膜在果蔬及其他類型食品保鮮中的研究進(jìn)展。
 

　　3.1 靜電紡絲在禽畜肉保鮮中的應(yīng)用

　　截止到2020年，我國(guó)禽畜肉的市場(chǎng)需求量達(dá)到1億t，畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重超30%。保證禽畜肉的品質(zhì)安全是維系禽畜肉市場(chǎng)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。禽畜肉在微生物的污染、脂肪的氧化和酸敗等因素的綜合作用下會(huì)發(fā)生一系列變化，導(dǎo)致其喪失食用價(jià)值。其中，微生物的繁殖是造成禽畜肉腐敗變質(zhì)的最主要原因?；陟o電紡絲技術(shù)開發(fā)食品抗菌包裝膜可作為禽畜肉保鮮的重要策略。殼聚糖是一種陽離子生物絮凝劑，通過阻滯細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的吸收及其代謝廢物排泄來發(fā)揮殺菌和抑菌作用。ε-PL直接破壞菌體細(xì)胞結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞壞死?；诖耍珻HEN等聯(lián)合使用殼聚糖和ε-PL為紡絲基材所制備的納米纖維膜，可延緩雞肉腐敗進(jìn)程。在25℃條件下包裹雞肉儲(chǔ)藏7d后，雞肉表面接種的鼠傷寒沙門氏菌和腸炎沙門氏菌的數(shù)量分別降低了3.17、3.12lg CFU/g，且雞肉的色澤、風(fēng)味等感官指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。ARKOUN等利用靜電紡絲技術(shù)成功制備了殼聚糖基抗菌納米纖維膜，并將其應(yīng)用于牛肉的保鮮，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)4℃儲(chǔ)存7d后，對(duì)照組牛肉已發(fā)生變質(zhì)，而納米纖維處理組牛肉仍保持較好的品質(zhì)。從各種芳香植物中提取的精油是一種具有廣譜抗菌活性的植物提取物。植物精油及其成分（如肉桂醛、香芹酚）的抗菌機(jī)理主要包括：破壞細(xì)胞膜，干擾能量代謝系統(tǒng)，影響全細(xì)胞蛋白質(zhì)、DNA等。制備負(fù)載植物精油或其單組分的靜電紡絲納米纖維膜在解決植物精油在應(yīng)用過程中易揮發(fā)、有異味的缺陷的同時(shí)發(fā)揮較好的抗菌保鮮效果。如G?KSEN等以PVA為紡絲基材制備了PVA/月桂精油和PVA/迷迭香精油納米纖維膜。將其應(yīng)用于雞胸肉的保鮮中，在4℃、7d的儲(chǔ)藏期內(nèi)，PVA/月桂精油和 PVA/迷迭香精油納米纖維膜處理的雞肉，其表面接種的L. monocytogenes存活量均降低了2個(gè)對(duì)數(shù)值以上，且pH、色澤等指標(biāo)也優(yōu)于對(duì)照組。同樣，其他基于靜電紡絲技術(shù)制備的負(fù)載其他精油（菊花精油、高良姜根精油、肉桂精油、百里香精油）或精油單組分（紫蘇醛、丁香酚）的抗菌活性包裝也均能有效延長(zhǎng)原料畜肉的貨架期。除了新鮮肉，靜電紡絲抗菌膜也被用于加工肉制品的保鮮。比如，KARIM等以玉米醇溶蛋白為基材制備了負(fù)載肉桂醛的靜電紡絲納米纖維，將其應(yīng)用于分別接種了5個(gè)對(duì)數(shù)值的E.coli O157:H7和S. aureus PTCC 1337的香腸中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在4℃儲(chǔ)存10d后，香腸樣品中均未檢出微生物，香腸仍保持良好的色澤、質(zhì)地和感官特性。近年來，為實(shí)現(xiàn)廢物的高值化應(yīng)用，研究者也從果皮、種子、枝葉中提取抗菌活性物質(zhì)，并將其用于靜電紡絲抗菌膜的制備。如SURENDHIRAN等以PEO和殼聚糖制備了負(fù)載石榴皮提取物的靜電紡絲納米纖維膜。將該纖維膜用于牛肉保鮮，經(jīng)4℃儲(chǔ)藏10d后，納米纖維膜可將處理組的牛肉表面菌落數(shù)由3.60lg CFU/g降低至2.96lg CFU/g，而對(duì)照組牛肉表面的菌落數(shù)高達(dá)6.60lg CFU/g。
 

　　3.2 靜電紡絲在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

　　水產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，但因其水分含量過高，極易滋生微生物，造成其品質(zhì)發(fā)生劣變甚至引發(fā)食源性疾病。因此，水產(chǎn)品是常用于驗(yàn)證靜電紡絲抗菌包裝材料性能的另一重要肉類食品。例如，LI等以PLA為基材制備了負(fù)載柚皮苷的靜電紡絲納米纖維膜，并用于包裹三文魚片（20℃），結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比納米纖維處理組的三文魚片貨架期延長(zhǎng)了4d。同時(shí)，該組三文魚片的揮發(fā)性鹽基氮、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。相似地，SHAHBAZI等利用靜電紡絲技術(shù)制備了負(fù)載薄荷精油的羧甲基纖維素-明膠納米纖維薄膜活性包裝， 將其應(yīng)用于淡水蝦蝦仁的儲(chǔ)藏保鮮（4℃），結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)照組在第6d時(shí)乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）的數(shù)量已超過可接受限度（＞6lg CFU/g），而含2%薄荷精油納米纖維處理組在第14d時(shí)LAB的數(shù)量?jī)H為4.2lg CFU/g，且納米纖維處理組的淡水蝦蝦仁的氣味、色澤、質(zhì)地和總體接受度等指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。除了單一抗菌劑纖維膜，有研究表明靜電紡絲納米纖維可以同時(shí)負(fù)載多種抗菌劑，并在水產(chǎn)品抗菌保鮮過程中發(fā)揮協(xié)同增效的作用。MERAL等以PVA為基材制備了同時(shí)負(fù)載姜黃素和Nisin的靜電紡絲納米纖維膜，并將其應(yīng)用于虹鱒魚片的保鮮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)4℃儲(chǔ)藏4d后，對(duì)照組中總需氧嗜溫菌的存活量達(dá)6.61lg CFU/g，而納米纖維處理組僅為3.28lg CFU/g，且納米纖維處理組的硬度、色澤等指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。同樣，PIRI等以殼聚糖和蘆丁為抗菌劑制備復(fù)合抗菌纖維膜，所得復(fù)合纖維膜的抗菌效果明顯優(yōu)于單一抗菌劑纖維膜，通過兩種抗菌劑的協(xié)同作用能夠有效提高虹鱒魚的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。此外，多單元載體體系是用于水產(chǎn)品抗菌保鮮的另一重要策略。該體系主要是通過將靜電紡絲技術(shù)與其他活性物質(zhì)包埋技術(shù)（脂質(zhì)體、納米粒子等）相結(jié)合制備而得。比如，NAZARI等將制備的肉桂精油脂質(zhì)體通過靜電紡絲技術(shù)嵌入交聯(lián)的PVA納米纖維中，之后將復(fù)合納米纖維應(yīng)用于蝦的保鮮中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)4℃儲(chǔ)藏7d后，對(duì)照組菌落總數(shù)增加了5個(gè)對(duì)數(shù)值以上，而復(fù)合納米纖維處理組菌落總數(shù)與初始菌落總數(shù)相比并未發(fā)生顯著性變化。CEYLAN制備了負(fù)載殼聚糖納米粒子的PVA靜電紡絲納米纖維，將其應(yīng)用于虹鱒魚魚丸的保鮮中，于7℃儲(chǔ)藏3d后發(fā)現(xiàn)對(duì)照組中總嗜冷菌的存活量達(dá)5lg CFU/g，而納米纖維處理組僅為4.34lg CFU/g，且納米纖維處理組的pH、揮發(fā)性鹽基氮等指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。
 

　　3.3 靜電紡絲在果蔬保鮮中的應(yīng)用

　　果品蔬菜是世界上需求量?jī)H次于糧食的農(nóng)產(chǎn)品。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家果蔬貯藏能力達(dá)到總產(chǎn)量的70%～80%，我國(guó)的果蔬貯藏占比不足50%。且貯藏過程中由于微生物污染等原因造成的腐爛損失率更是高達(dá)總產(chǎn)量的25%～30%。值得注意的是，與禽畜肉及水產(chǎn)品不同，果蔬的可食用部分往往不直接接觸抗菌涂層、活性包裝材料等。因此，果蔬類生鮮食品具有更加多樣化的保鮮策略。因此，本節(jié)僅簡(jiǎn)要綜述了近幾年來靜電紡絲納米纖維膜在果蔬保鮮中的應(yīng)用進(jìn)展。經(jīng)文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前的研究主要側(cè)重于以植物精油為抗菌劑的靜電紡絲抗菌性納米纖維膜的研發(fā)和應(yīng)用。例如，周云令等以香羅勒精油為油相、以羧甲基殼聚糖溶液為水相所制備的水包油乳液作為紡絲流體，通過乳液靜電紡絲過程開發(fā)抗菌性納米纖維包裝膜，將其應(yīng)用于車?yán)遄拥某乇ｕr（25℃），結(jié)果發(fā)現(xiàn)所開發(fā)的納米纖維包裝膜延遲了車?yán)遄映霈F(xiàn)霉斑的時(shí)間（較對(duì)照組延遲了近2d）、降低了車?yán)遄拥氖е乇壤案癄€率。LI等以聚乙烯吡咯烷酮和丁香酚的混合溶液為核層流體，以紫膠溶液為殼層流體，采用同軸靜電紡絲制備了載丁香酚的核殼納米纖維包裝膜。所得到核殼納米纖維膜可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)揮發(fā)性丁香酚的有效荷載及可控釋放。將其應(yīng)用于草莓的常溫儲(chǔ)藏，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6d后對(duì)照組已完全腐爛，而納米纖維膜保藏組的草莓未出現(xiàn)腐爛的跡象，且該組草莓樣品的硬度值、可溶性固形物含量值等均優(yōu)于對(duì)照組。另外，YAO等利用同軸靜電紡絲技術(shù)將玫瑰精油包埋于玉米醇溶蛋白納米纖維中，并探究了所制備的同軸靜電紡絲納米纖維膜在鮮切水果（金桔和香蕉）保鮮中的應(yīng)用效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比納米纖維處理組的鮮切金桔和鮮切香蕉的貨架期分別延長(zhǎng)了4d和2d。
 

　　3.4 靜電紡絲在其他食品保鮮中的應(yīng)用

　　靜電紡絲制備的抗菌活性包裝不僅可以延長(zhǎng)肉制品、水產(chǎn)品、果蔬等的貨架期，還可應(yīng)用于其他食品的抗菌保鮮中。SILVA等制備了負(fù)載12%生姜精油的大豆分離蛋白/PEO/玉米醇溶蛋白靜電紡絲膜，將其包裹接種L.monocytogenes的奶酪，然后于4℃條件下進(jìn)行儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第9d時(shí)無纖維包裝組中L. monocytogenes的存活量為4.39lg CFU/g，而納米纖維處理組僅為3.62lg CFU/g。以上結(jié)果表明，負(fù)載抗菌劑的靜電紡絲納米纖維可以抑制奶酪中微生物的生長(zhǎng)，進(jìn)而延長(zhǎng)奶酪的貨架期。此外，靜電紡絲活性包裝材料還可用于烘焙食品的保藏中。FONSECA等制備了淀粉/香芹酚靜電紡絲納米纖維，將其包裹面包后于22℃進(jìn)行儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)負(fù)載30%濃度的香芹酚處理組樣品在第7d時(shí)未檢出微生物，而對(duì)照組已超過150CFU/g。
 

　　4 總結(jié)與展望
 

　　靜電紡絲技術(shù)可以有效地包埋抗菌物質(zhì)并保持其抗菌活性，且制備的納米纖維膜具有高比表面積、高孔隙率以及可調(diào)控的纖維形貌等優(yōu)點(diǎn)，在食品抗菌保鮮領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。通過靜電紡絲技術(shù)負(fù)載天然抗菌劑能夠有效提高抗菌劑的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)抗菌劑的控緩釋，進(jìn)而延長(zhǎng)食品貨架期。然而，目前的研究多集中于靜電紡絲制備工藝的優(yōu)化及抗菌活性的驗(yàn)證等方面，對(duì)于抗菌劑的釋放機(jī)制和抗菌機(jī)制的研究及二者之間的影響關(guān)系的探索較少，今后應(yīng)通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步加大對(duì)抗菌劑釋放動(dòng)力學(xué)行為的研究；其次，為順應(yīng)人們對(duì)安全食品的消費(fèi)需求，有必要探索新的天然抗菌劑或聚合物來構(gòu)建高安全性的食品抗菌包裝材料；另外，利用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維膜的機(jī)械性能有待加強(qiáng)，未來可通過基材選擇或表面修飾等手段來強(qiáng)化纖維，以滿足食品包裝材料的特性要求；最后，為接軌食品保鮮發(fā)展的新理念，開發(fā)兼具抗菌與新鮮度指示的智能包裝材料將是未來的重點(diǎn)研究方向。本文通過對(duì)前期研究的論述及對(duì)當(dāng)前所存在問題的剖析，以期能夠?yàn)樯钊胪卣轨o電紡絲技術(shù)在食品抗菌保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。