piscidin1pg聚乳酸纳米纤维膜的制备及对海鱼的生物活性

piscidin1pg聚乳酸纳米纤维膜的制备及对海鱼的生物活性

徐宇晨，李建荣，李廷婷，等。1pg抗菌酶诱导剂-海洋食品，2011，37（4）：102-109。海鲈鱼学名鲈鱼，在我国黄海、渤海中广泛分布，富含蛋白质，不饱和脂肪酸，矿物元素等营养物质抗菌肽是一种在宿主先天免疫系统中起着重要作用的小分子多肽。迄今，已有多种抗菌肽从动物、植物或细菌中分离出来聚乳酸（PLA）也称为聚丙交酯是由葡萄糖发酵得到的乳酸开环聚合而成，成本低且易生产，是目前最常用的生物可降解聚合物腐败希瓦氏菌是一种产三甲胺（TMA）、氨（NH为了达到提高水产品安全性及延长保质期的目的，利用静电纺丝技术使聚合物与抗氧化剂、抑菌剂相结合来开发生物活性食品包装，有利于抑制鱼肉腐败和氧化1材料和方法1.1甲基甲酰胺聚乳酸，分子量=100000，东莞市华创塑化有限公司；新鲜海鲈鱼，市售；N,N-二甲基甲酰胺（DMF），二氯甲烷（分析纯），北京索莱宝科技有限公司；LB营养肉汤、LB营养琼脂，青岛海博生物技术有限公司；Piscidin1PG(FFHHIFRPIVHVGKTIHRLVTG，纯度≥95%），生工生物工程（上海）股份有限公司。1.2仪器、试药与仪器THZ-D台式恒温震荡器，太仓市实验室设备厂；SW-CJ-2FD超净工作台，苏景集团苏州安泰技术有限公司；SC-303型电子管电热恒温培养箱，浙江省嘉兴县新腾电器厂；85-2恒温磁力搅拌器，北京世纪科信科学仪器有限公司；PEVictorX3多功能酶标仪，美国铂金埃尔默仪器；ET-2535H型静电纺丝设备，北京永康乐业科技发展有限公司；S-4800型冷场发射扫描电子显微镜，日本日立公司；质构仪（XTplus），英国StableMicroSystems公司；傅立叶变换红外光谱仪（Alpha-Centauri560），美国Nicolet公司；RigakuUltimaIV型X射线粉末衍射仪，日本理学Rigaku公司；FOSS全自动凯氏定氮仪（KJELTEC8400），上海瑞玢国际贸易有限公司。1.3静电纺丝pis-1g/pla混合溶液的制备(1）制备PLA溶液。称取1.00g的PLA溶于10mL的二氯甲烷：N,N-二甲基甲酰胺=7:3溶液中，在恒温磁力搅拌器上搅拌3～4h，直至PLA完全溶解，溶液呈现为具有一定黏度的透明液体。(2）制备Pis-1PG/PLA混合溶液。量取4.00mg的Pis-1PG加入到4mL的PLA溶液中，溶液中Pis-1PG的含量为1mg/mL。在恒温磁力搅拌器上搅拌1～2h，直至Pis-1PG完全溶解，溶液最终为澄清透明的液体。(3）静电纺丝。分别取PLA和Pis-1PG/PLA混合溶液4mL转移到5mL注射器中，并放置到注射泵上。将铝箔纸裹在接收筒上，接收筒与针口间距15cm，注射器推进速率为0.75mL/h,PLA溶液施加电压10kV,Pis-1PG/PLA混合溶液施加电压16kV，进行静电纺丝。将所得纤维膜从铝箔纸上剥离后在真空干燥箱中25℃干燥过夜去除残留溶剂。1.4具有蚕丝纺织机的性能1.4.1静电纺丝直径测定将得到纤维膜切成5mm×5mm的薄片，经镀金处理后用扫描电镜观察其形貌特征，并使用ImageJ软件测量电镜照片中的静电纺丝纤维直径，每个样品选择50根静电纺丝纤维来进行分析得到纤维直径平均值和标准偏差。1.4.2拉伸性能试验将纤维膜切割成70mm×25mm的样品。使用质构仪上的拉伸探针测量静电纺丝纤维的拉伸强度。试验参数如下：试验长度为40mm；拉伸速率为5mm/min；拉伸距离70mm；试验温度为室温。根据这些试验，分别用公式1和2其中，σt是拉伸强度（MPa),p是断裂时的拉伸力（N),b是样品宽度（mm),d是样品厚度（mm）。其中，εt是断裂伸长率（%），L1.4.3红外光谱测定分别将纤维膜和Pis-1PG粉末在白炽灯下干燥后切成碎片与溴化钾混合压入压片机成片，使用傅立叶变换红外光谱仪在波数范围400～4000cm1.4.4cuk辐射取适量纤维膜和Pis-1PG粉末用XRD在工作电压和电流为40kV和40mA时，使用CuKα辐射，扫描速度设定为16°/min，并在2θ范围为5～90°内测量测定电纺纤维的结晶性能。1.5pi-1pg-pla纤维外包剂的抗菌活性评价以腐败希瓦氏菌为实验菌株，对所合成的Pis-1PG/PLA进行抗菌活性测定。将腐败希瓦氏菌培养稀释至101.6电纺纳米纤维膜的制备取新鲜海鲈鱼腹部鱼肉去皮，用无菌去离子水冲洗海鲈鱼鱼体表面，洗去黏液和部分微生物，在超净工作台中将鱼肉切割分成三组。第一组鲈鱼片用紫外线消毒（15min）的Pis-1PG/PLA电纺纳米纤维膜包裹。第二组鲈鱼片用紫外线消毒（15min）的PLA电纺纳米纤维膜包裹。第三组无纺丝膜鲈鱼片（空白组）。将三组鱼片按每块样品60.00g放入无菌蒸煮袋中，置于4℃冰箱冷藏备用。1.7总流量的测定参照GB4789.2-2016《食品微生物学检验菌落总数测定》1.8ph测量pH参照GB5009.237-2016《食品pH值的测定》1.93婴儿含量的测量参照国标GB5009.228-2016《食品中挥发性盐基氮的测定》1.10统计学分析每个样品设置3个平行，采用Origin8.5软件处理分析数据，采用SPSS20.0软件进行统计学分析，p<0.05为差异性显著，p>0.05为差异性不显著。2结果与讨论2.1静脉纺织纤维的特性2.1.1sem及直径分析PLA和Pis-1PG/PLA纳米纤维膜表面光滑均匀，纤维膜容易与铝箔纸分离。图1显示了PLA和Pis-1PG/PLA纳米纤维SEM图像。采用静电纺丝技术制备出的纤维的方向随机，形成网络结构，光滑无珠。PLA纤维直径为170～430nm，平均直径255nm。Pis-1PG/PLA纤维的直径略有减小为160～400nm，平均直径225nm。这种现象可能是由于加入Pis-1PG后，PLA溶液的导电性增加，导致纤维直径减小2.1.2拉伸力对纤维断裂率的影响对PLA和Pis-1PG/PLA纤维膜进行力学性能测试，如表1计算了纤维的拉伸强度（σt）和断裂伸长率（εt）。实验中静电纺丝纤维随着拉伸力的增大而伸长变形，拉伸力增大到一定程度后纤维断裂。实验数据表明PLA纤维膜具有良好的拉伸强度和断裂伸长率，这一结论和DingTing等2.1.3pla纤维膜和pis-1pg粉末的ft-ir分析图2为PLA纤维膜、Pis-1PG/PLA纤维膜和Pis-1PG粉末的FT-IR光谱图。在PLA纤维的红外光谱中PLA的特征吸收峰为1760.4cm2.1.4pis-1gppla纤维膜的晶体结构图3显示了Pis-1PG/PLA纤维膜，PLA纤维膜和Pis-1PG粉末的X射线衍射图。PLA纤维膜的主要衍射峰出现在2θ=20和22.9°这是PLA晶体特有的衍射峰。Pis-1PG粉末的宽衍射峰出现在2θ=21°，这表明Pis-1PG是微晶体结构。Pis-1PG/PLA纤维膜的衍射峰出现在2θ=19.4和22.3°和PLA纤维膜的衍射峰相比峰的锐度有所下降且峰宽度变大。Pis-1PG/PLA纤维膜的衍射峰发生了小幅移动，这可能是由于静电丝纺过程中施加的电压更高电场发生变化引起的。PLA纤维膜负载Pis-1PG后衍射峰位置没有发生大的变化，表明添加Pis-1PG不会改变PLA的结晶性质。然而衍射峰的锐度降低宽度变大，可能是由于Pis-1PG是微晶体结构导致负载Pis-1PG后PLA纤维膜结晶度降低。2.2室外抗菌活性细菌悬浮液的浓度与吸光度值成正比，因此细菌生长可以通过细菌悬浮液吸光度曲线的趋势来判断2.3冷杉总数的变化菌落总数变化能直接反映鱼肉因微生物的作用而发生腐败的程度2.4冷藏时期鱼雷ph变化由图6可知，海鲈鱼冷藏期间pH值都先下降后升高，与相关鱼肉冷藏期间pH变化趋势一致2.5在海洋鱼类的冷贮藏中，体重和n值的变化TVB-N是判断鱼肉腐败程度的重要指标，反映了鱼肉蛋白质被内源酶和微生物的作用分解产生具有挥发性胺类物质的情况3pis-1gp/pla纤维膜对海鲈鱼贮藏期间微生物的抑菌作用本研究通过静电纺丝技术成功地制备了Pis-1PG/PLA纳米纤维膜。SEM结果表明纳米纤维呈线状，结构光滑无序；Pis-1PG加入后，纤维膜平均纤维直径下降至225nm。Pis-1PG的加入使得Pis-1PG/PLA纤维膜拉伸强度提升至2.70MPa，结晶度降低，PLA的结构没有发生变化。Pis-1PG/PLA纤维膜在6h内会抑制腐败希瓦氏菌的生长并有持续抑菌的效果，Pis-1PG/PLA纤维膜对腐败希瓦氏菌有明显的抗菌活性。用Pis-1PG/PLA纤维膜包裹处理海鲈鱼鱼肉后，纤维膜会抑制鱼肉中微生物的生长。在4℃贮藏6d后，Pis-1PG/PLA纤维膜处理鱼肉的菌落总数低于空白组2.02～3.23lg(cfu/mL)，进而有效抑制鱼体pH值和TVB-N含量的升高，能够延长海鲈鱼鱼肉冷藏期3d以上，对海鲈鱼有保鲜效果。综上所述，Pis-1PG/PLA纤维膜可应用于鱼肉保鲜中，在食品包装方面具有应用潜力。XUYu-chen,LIJian-rong,LITing