由于冷鲜肉蛋白质和水分含量高的营养特点，导致其极易成为微生物的天然“培养基”，造成大量食物浪费及冷鲜肉品质迅速劣变[1]。随着社会经济的发展和生活水平的不断提高，消费者对新鲜、安全食品的需求和对食品营养安全的意识显著提升。传统检测冷鲜肉新鲜度的化学和微生物分析方法包括测定总挥发性盐基氮（total volatile basic nitrogen，TVB-N）含量、菌落总数（total viable count，TVC）和硫代巴比妥酸反应物（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）值等指标，但其通常具有耗时长、成本高、安全性低和破坏完整度等缺点，难以实时监测冷鲜肉的新鲜度[2-4]。由于具有良好的pH值响应能力，含花青素的基于天然聚合物的智能包装系统可通过颜色变化提供冷鲜肉新鲜度的实时信息[5-7]。然而，花青素易受pH值、温度和光线等因素的影响发生降解，显著影响智能包装的灵敏度，极大限制了花青素在智能包装系统中的应用[8-9]。
共色作用是指花青素缺电子的黄烷阳离子和负电子的π体系的相互作用，形成稳定的配合物，可显著提高花青素的稳定性和灵敏度[10]，例如金属离子可通过络合作用稳定花青素的颜色[11]，但在食品包装系统中使用金属会增加食品污染的风险。此外，类黄酮、酚酸、有机酸、多糖和氨基酸等物质有助于保护花青素免受C2位置的亲核攻击，通过静电相互作用、氢键、疏水作用和范德华力等非共价作用增强花青素的稳定性[12-13]。其中，酚酸（没食子酸、阿魏酸（ferulic acid，FA）和咖啡酸等）可通过非共价相互作用与花青素形成安全的络合物，显著增强花青素的检测灵敏度[14-15]。然而，目前花青素的共色作用研究仅停留在溶液体系中，很少在智能包装系统中进行研究。
因此，本研究通过FA 与黑枸杞花青素（b l a c k wolfberry anthocyanins，BWA）的共色作用制备FA-BWA复合物，探究不同比例的FA-BWA复合物在不同pH值条件下的颜色响应。此外，以明胶和结冷胶（gelatin and gellan gum，GG）为基质，通过流延法制备具有pH值响应能力的智能薄膜，对智能薄膜的厚度、pH值响应能力、分子间作用力、表观形貌、水分含量、溶解性总固体（total dissolved solids，TDS）含量和机械性能等进行表征，最后测定薄膜的颜色变化与鸡肉的新鲜度指标（TVC和TVB-N含量），探究智能薄膜在鸡肉新鲜度监测中的应用。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鸡胸肉（陕西三黄鸡，45 日龄，宰后2 h）购自陕西咸阳杨凌好又多连锁超市。
BWA（纯度≥35%） 陕西百川生物科技有限公司；牛皮明胶（凝胶强度240 g Bloom） 美国西格玛奥德里奇公司；结冷胶 上海麦克林生化科技股份有限公司；FA（纯度99%） 北京索莱宝科技有限公司；甘油 成都市科隆化学品有限公司；十二水合磷酸氢二钠、二水合磷酸二氢钠（均为分析纯） 广东光华科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
LDZX-50L-I立式高压蒸汽灭菌锅 上海申安医疗器械厂；CS-802分光测色仪 杭州彩谱科技有限公司；TA.XT Plus/50物性测定仪 英国SMS公司；UV-2600i紫外-可见（ultraviolet-visible，UV-Vis）分光光度计 岛津仪器（苏州）有限公司；K9860全自动凯氏定氮仪 济南海能仪器股份有限公司；Nano SEM-450场发射扫描电子显微镜 美国FEI公司；Vertex70傅里叶变换红外（Fourier transform infrared，FTIR）光谱仪 德国布鲁克公司；DL321050B数显外径千分尺 得力集团有限公司。
1.3 方法
1.3.1 FA-BWA共色复合物制备
参考Singh等[10]的方法并略作修改。将BWA和FA分别溶于去离子水和无水乙醇中，得到1 mg/mL储备液。随后将FA溶液和BWA溶液以不同质量比（FA∶BWA分别为1∶1、1∶2和1∶4）混合，将混合溶液磁力搅拌15 min后避光反应30 min。反应结束后，使用去离子水和无水乙醇进行清洗，随后进行冷冻干燥，得到FA-BWA共色复合物。将FA和BWA质量比为1∶1、1∶2和1∶4的复合物分别命名为FA-BWA1、FA-BWA2和FA-BWA4，以BWA作为对照组。
1.3.2 含FA-BWA共色复合物的GG基智能薄膜制备
参考Zhan Shouqing等[14]的方法并略作修改。将15 g明胶和5 g结冷胶缓慢加入470 mL 85 ℃蒸馏水中，并加入162 mg氯化钙，磁力搅拌至完全溶解后，加入质量分数30%甘油，搅拌30 min得到GG基质溶液。将0.25 g BWA溶解在10 mL去离子水中制成BWA溶液，并将0.25 g FA-BWA1、FA-BWA2、FA-BWA4分别溶解在10 mL 50%乙醇溶液中制成FA-BWA共色复合物溶液。将10 mL BWA溶液和FA-BWA共色复合物溶液分别倒入90 mL GG基质溶液中得到成膜溶液，充分搅拌均匀后，取20 mL成膜溶液倒入直径为9 cm的塑料培养皿中，随后在37 ℃恒温干燥箱中干燥24 h，得到智能薄膜，以不含BWA和FA-BWA共色复合物的GG薄膜作为空白组（CON）。将含有BWA和不同FA-BWA共色复合物的GG基薄膜分别命名为GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FABWA2和GG-FA-BWA4。
1.3.3 pH值响应能力测定
参考Zhou Xi等[16]的方法，将1 mL BWA溶液和FABWA共色复合物溶液（均为1 mg/mL）分别添加到9 mL磷酸盐缓冲液（pH 3、5、7、9、11、13）中。此外，将薄膜修剪为1 cm×1 cm的正方形，随后将薄膜浸入到pH值分别为3、5、7、9、11、13的磷酸盐缓冲液中。溶液和薄膜的表观颜色和颜色特性参数分别用智能手机和色差仪记录，测定其亮度值（L*）、红度值（a*）、黄度值（b*）。色差值（ΔE）按式（1）计算：
式中：L1*、a1*和b1*为BWA和FA-BWA共色复合物在不同pH值条件下的L*、a*、b*；L0*、a0*和b0*为校准色差仪标准白板的L*、a*、b*（分别为83.93、0.29、1.10）。
1.3.4 UV-Vis光谱测定
参考Hao Ruoyi等[13]的方法，使用UV-Vis分光光度计测定1.3.3节中BWA和FA-BWA共色复合物溶液在不同pH值条件处理下的UV-Vis光谱，扫描范围为400～800 nm。此外，将智能薄膜切成1 cm×4 cm的矩形状条状，贴入比色皿中，在300～800 nm波长范围内进行扫描并测定样品透光率。
1.3.5 厚度测定和扫描电子显微镜观察
智能薄膜的厚度采用精度为0.02 mm的数显游标卡尺进行测量。参考Zhou Xi等[16]的方法，将薄膜置于液氮中冷冻断裂后得到横截面，将薄膜表面和横截面经离子溅射仪喷金处理30 s后，使用场发射扫描电子显微镜进行观察。
1.3.6 FTIR光谱测定
参考王恩胜等[17]的方法，将智能薄膜裁制成3 cm×3 cm的正方形，利用FTIR光谱仪对薄膜成分间的分子间作用力及FA和BWA的结构进行测定，波数范围500～4 000 cm-1，扫描16 次，分辨率4 cm-1。
1.3.7 机械性能测定
参考Liu Jingrong等[18]的方法，将智能薄膜裁制成1.5 cm×4 cm的矩形长条，使用物性测定仪进行测定。初始夹具之间的距离为15 mm，拉伸速率为10 mm/s。记录薄膜的拉伸强度和断裂伸长率，每组样品重复测定7 次。
1.3.8 水分含量和TDS含量测定
参考Zhou Xi等[16]的方法，称取0.5 g（mi/g）智能薄膜样品放入干燥皿中，在100 ℃的电热鼓风干燥箱中烘至恒质量（2 次测定结果之差小于0.002 g），记录薄膜的最终质量（mf/g）。水分质量分数按式（2）计算：
称取0.5 g（m1/g）智能薄膜样品置于含有25 mL去离子水的离心管中，将离心管在恒温振荡器中缓慢振荡36 h。将水过滤后，将残留物干燥至恒质量，记录残留物的最终质量（m2/g）。TDS质量分数按式（3）计算：
1.3.9 智能薄膜在鸡肉新鲜度监测中的应用
参考Qi Yangyang等[19]的方法，将鸡胸肉表面脂肪和结缔组织去除后，使用绞肉机斩拌成肉糜。称取50 g鸡胸肉糜装入塑料培养皿中，将智能薄膜裁剪成1.5 cm×1.5 cm的正方形薄片贴在培养皿内盖上，保证其置于肉的上方，使用保鲜膜将培养皿密封，置于25 ℃贮藏3 d，每隔1 d取样，测定薄膜的颜色变化和鸡胸肉贮藏期间的TVB-N含量和TVC。
1.3.9.1 鸡胸肉TVB-N含量测定
参考GB 5009.228—2016《食品安全国家标准 食品中挥发性盐基氮的测定》中的自动凯氏定氮仪法进行。称取10 g（精确至0.001 g）肉样于蒸馏管内，加入75 mL水，振摇，使样品均匀分散，浸渍30 min。过滤掉残渣，加入1 g氧化镁，立刻连接到蒸馏器上，使用凯氏定氮仪进行滴定。结果表示为mg/100 g。
1.3.9.2 鸡胸肉TVC测定
参考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》中的方法进行。准确称取1 g鸡胸肉，使用灭菌后的器具剪碎，与9 mL生理盐水混合并匀浆3 min。将所得溶液进行10 倍梯度稀释后涂布于平板计数琼脂，37 ℃培养14 h，对菌落进行计数。结果表示为lg（CFU/g）。
1.4 数据处理
数据表示为平均值±标准偏差。采用SPSS 26.0软件对数据进行单因素方差分析，均值比较采用Duncan法，P＜0.05表示具有差异性显著。作图及相关性分析采用Origin 2021软件。
2 结果与分析
2.1 BWA及共色复合物的pH值响应能力及UV-Vis光谱
如图1A所示，随着pH值的增大，BWA溶液的最大吸收峰从528 nm红移至604 nm，且BWA溶液在pH 3、5、7、9、11时的颜色分别为红色、粉色、紫色、蓝色和黄色。BWA溶液的颜色变化及其最大吸收峰的红移现象归因于BWA在不同pH值条件的结构变化，包括类黄酮阳离子、喹啉碱、甲醇假碱和查尔酮等结构的相互转变[19-20]。如图1B～D所示，随着pH值的增加，所有FA-BWA共色复合物溶液的颜色发生显著变化，pH 3、5、7、9、11时的溶液颜色分别为粉红色、浅粉色、紫色、蓝色和黄色，且FA-BWA共色复合物溶液的颜色相较于BWA溶液略有变浅。此外，与BWA溶液相比，随着pH值的上升，共色复合物溶液的最大吸收峰从530 nm红移至610 nm，红移的范围明显增大。Bao Yiwen等[21]在与硫酸软骨素共色的蓝莓花青素中发现类似的现象。以上结果表明，FA与BWA发生共色作用，且共色复合物溶液的颜色和最大吸收峰的变化归因于FA和BWA之间的相互作用。
图1 BWA（A）、FA-BWA1（B）、FA-BWA2（C）、FA-BWA4（D）溶液的pH值响应能力和UV-Vis光谱
Fig.1 pH responsiveness and ultraviolet-visible spectra of BWA (A),FA-BWA1 (B), FA-BWA2 (C), and FA-BWA4 (D)
2.2 智能薄膜的透光率
冷鲜肉在光照条件下容易发生氧化，因此良好的阻光性对智能包装来说非常重要[22]。如图2所示，CON薄膜在300～800 nm范围内的透光率始终大于GG-BWA和GGFA-BWA智能薄膜。随着BWA和FA-BWA共色复合物的添加，薄膜的透光率明显降低，且GG-BWA智能薄膜在300～800 nm范围内的透光率始终低于其他薄膜，表明其具有最佳的阻光性能。此外，CON薄膜和GG-FA-BWA智能薄膜在350 nm波长处的透光率接近于0，表明4 种薄膜均具有优秀的抗紫外线性能，可有效防止冷鲜肉的光氧化变质。造成这些现象的原因可能是由于FA和BWA中的酚基团吸收了紫外线[23]。王小凡等[24]将原花青素添加到聚乙烯醇中制备共混薄膜，发现原花青素的添加可显著增强薄膜的紫外线屏蔽性能，与本研究结果一致。
图2 CON、GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4智能薄膜的透光率
Fig.2 Light transmittance of CON, GG-BWA, GG-FA-BWA1,GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
2.3 智能薄膜的颜色特性、厚度及表观形态
如表1所示，所有薄膜的形状均为规则的圆形，CON薄膜的颜色为偏灰的浅棕色，而BWA和FA-BWA共色复合物的添加使薄膜的颜色发生显著变化，GGBWA和GG-FA-BWA智能薄膜的颜色与图1中的颜色对应。此外，BWA和FA-BWA共色复合物的添加使智能薄膜a*显著增大，L*、b*和ΔE显著减小（P＜0.05）。Zhou Xi等[16]将花青素添加到魔芋葡甘聚糖/卡拉胶复合基质中，发现花青素的添加显著降低了薄膜的L*、b*和ΔE，增加了薄膜a*，该发现与本研究结果一致。BWA和FA-BWA共色复合物的添加显著降低了智能薄膜的厚度（P＜0.05）。
表1 CON、GG-BWA和含共色复合物智能薄膜的厚度、颜色特性和表观形态
Table 1 Thickness, color characteristics, and appearance of CON,GG-BWA and GG-FA-BWA films
注：同列小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
样品厚度/μm颜色特性表观形态L*a*b*ΔE CON126.50±2.88a88.00±0.92a-0.59±0.15d3.35±0.24a34.10±0.93a images/BZ_70_1052_1000_1170_1117.pngGG-BWA114.80±2.86b61.51±2.00d13.03±0.63bc -3.34±1.39b 29.18±1.59b images/BZ_70_1052_1129_1170_1247.pngGG-FA-BWA1 101.67±9.27b 69.12±1.64b12.20±1.49c-2.72±1.13b15.85±1.13c images/BZ_70_1052_1259_1170_1376.pngGG-FA-BWA2 101.70±4.72b64.36±2.05c14.06±1.11b-2.69±0.59b 29.08±1.77b images/BZ_70_1052_1389_1170_1506.pngGG-FA-BWA4 109.67±4.04b 61.42±1.48d15.81±1.84a-4.26±0.72c28.93±1.70b images/BZ_70_1052_1518_1170_1635.png
2.4 智能薄膜的pH值响应能力
在贮藏过程中，肉品包装系统的环境和其本身的pH值均会发生变化，因此智能薄膜需要具备pH值响应能力[25]。如表2所示，含BWA和3 种FA-BWA共色复合物的智能薄膜在不同pH值条件下呈现出显著的颜色变化，且所有智能薄膜的ΔE随pH值的增加变化显著（P＜0.05）。然而，含FA-BWA共色复合物智能薄膜的颜色变化比GG-BWA智能薄膜更加明显。此外，随着pH值的增大，所有薄膜的L*和b*均呈先增大后减小的趋势，而a*呈逐渐降低的趋势。此外，随着pH值的增加，GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4智能薄膜的颜色呈现从鲜艳玫红色到深玫红色、暗玫红色、暗棕色、淡粉紫色的变化。Wang Shancan等[26]将BWA嵌入海藻酸钠/魔芋葡甘聚糖基质中制备智能薄膜，该薄膜在不同pH值条件下也呈现出不同的颜色。此外，王芳[27]将BWA添加到淀粉/壳聚糖基质中制备智能指示包装膜，发现该薄膜的显色效果和颜色变化最佳。以上发现均与本研究结果一致。综上，含FA-BWA共色复合物的智能薄膜具有良好的pH值响应能力，具备检测鸡肉新鲜度的潜力。
表2 GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4智能薄膜的pH值响应能力、颜色参数和表观形态
Table 2 pH responsiveness, color parameters and appearance of GG-BWA, GG-FA-BWA1, GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
注：同行小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
样品指标pH 3 5 7 9 11 L*-7.89±0.90a-5.49±1.50ab-4.88±1.07a-3.56±1.47b-9.05±2.55b GG-BWA a*11.31±1.29a8.13±1.38a-1.84±1.43b-8.11±1.43c-20.86±2.08d b*-3.30±1.76c-1.16±1.55b0.15±0.54ab1.70±0.95a1.39±0.48a ΔE14.25±1.48b9.99±1.82c5.33±1.31d9.41±3.49c22.93±1.00a表观形态images/BZ_70_1498_831_1615_949.pngimages/BZ_70_1653_831_1771_949.pngimages/BZ_70_1809_831_1926_949.pngimages/BZ_70_1964_831_2081_949.pngimages/BZ_70_2120_831_2237_949.pngGG-FA-BWA1 L*-10.08±2.35c-7.46±2.23bc-1.12±2.41a-3.81±1.27ab-6.14±0.86b a*13.89±0.24a7.83±1.58b-2.43±1.37c-4.39±1.14cd-4.99±1.25d b*-4.69±0.82e-2.49±1.20d1.59±0.76a0.12±0.55bc-0.73±0.66c ΔE17.86±1.58a11.12±2.86b3.90±0.14d5.97±0.77cd8.06±0.26c表观形态images/BZ_70_1498_1174_1615_1291.pngimages/BZ_70_1653_1174_1771_1291.pngimages/BZ_70_1809_1174_1926_1291.pngimages/BZ_70_1964_1174_2081_1291.pngimages/BZ_70_2120_1174_2237_1291.pngGG-FA-BWA2 L*-8.78±0.60d-3.57±1.18a-3.56±1.47a-6.01±0.52b-7.74±1.57cd a*15.25±1.27a5.24±0.86b-2.92±2.52c-6.69±0.71d-11.20±1.89e b*-2.02±0.24c0.67±0.04ab1.29±0.50a0.35±0.08ab-0.64±0.60bc ΔE17.72±1.41a6.42±1.32d5.45±0.79d9.02±0.78c13.76±0.92b表观形态images/BZ_70_1498_1516_1615_1634.pngimages/BZ_70_1653_1516_1771_1634.pngimages/BZ_70_1809_1516_1926_1634.pngimages/BZ_70_1964_1516_2081_1634.pngimages/BZ_70_2120_1516_2237_1634.pngGG-FA-BWA4 L*-7.33±1.12b-3.79±1.04ab-0.32±0.06a-2.88±0.27a-6.86±1.55b a*15.76±1.11a7.78±1.49b-2.93±0.25c-9.50±3.06d-20.30±4.03e b*-4.54±0.29c-2.02±0.36b0.76±0.13a0.85±0.03a-0.54±0.04ab ΔE18.00±1.03b8.90±1.81c4.03±0.18d10.35±2.08c21.65±3.21a表观形态images/BZ_70_1498_1857_1615_1975.pngimages/BZ_70_1653_1857_1771_1975.pngimages/BZ_70_1809_1857_1926_1975.pngimages/BZ_70_1964_1857_2081_1975.pngimages/BZ_70_2120_1857_2237_1975.png
2.5 智能薄膜的微观形貌
如图3所示，CON薄膜的表面不均匀，有凹陷和凸起，而BWA和FA-BWA共色复合物的添加明显增加了薄膜表面的粗糙度，在GG-FA-BWA1薄膜表面观察到较大的凸起，而GG-FA-BWA表面出现较大的聚集体。所有薄膜的横截面均匀无裂纹，结构紧凑，表明BWA和FA-BWA共色复合物在薄膜基质GG中混合均匀。此外，所有薄膜横截面微观形貌的观察结果表明，CON薄膜的厚度略大于GG-BWA和GG-FA-BWA薄膜，该结果与表1中厚度的结果一致。Qin Yan等[28]将BWA添加到木薯淀粉基质中制备活性智能薄膜，发现花青素的添加会破坏薄膜的均匀性。此外，王恩胜等[17]将蓝莓花青素添加到壳聚糖基质中制备薄膜，发现花青素的添加增大了薄膜表面的粗糙度。这些发现与本研究结果一致。
图3 CON、GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FABWA4智能薄膜的表面和横截面扫描电子显微镜图
Fig.3 Surface and cross-sectional scanning electron microscope images of CON, GG-BWA, GG-FA-BWA1, GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
2.6 智能薄膜成分的分子间相互作用
FTIR光谱可用于推断智能薄膜成分之间的相互作用。如图4所示，除BWA外，其他成分或薄膜在3 000～3 500 cm-1范围具有强而宽的O—H拉伸振动特征峰，这是由于FA、GG基质中含有丰富的羟基。BWA在3 395、1 640、1 447、1 335和1 197 cm-1的吸收峰分别对应O—H拉伸振动、C＝O拉伸振动、C＝C芳香环拉伸振动、酚的C—O变形及吡喃环O—H取代基的C—O拉伸振动[29]。CON薄膜在3 400 cm-1附近、2 927、1 635、1 450和1 418 cm-1处的吸收峰对应结冷胶的O—H拉伸振动和明胶的—NH2拉伸振动、C—H拉伸振动、C＝O拉伸振动、COOH拉伸振动和—CH3的C—H拉伸振动。GGFA-BWA智能薄膜的FTIR光谱显示出与CON薄膜、BWA和FA相似的规律。然而，与CON薄膜、BWA和FA相比，GG-FA-BWA智能薄膜在3 400 cm-1附近的O—H吸收峰向高波数方向移动，表明薄膜成分之间形成分子间氢键。
图4 FA、BWA、CON、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4的FTIR光谱图
Fig.4 FTIR spectra of FA, BWA, CON, GG-FA-BWA1,GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
2.7 智能薄膜的机械性能
智能薄膜需要具有一定的拉伸强度和断裂伸长率以保持其完整度。如图5所示，GG-FA-BWA4智能薄膜的断裂伸长率为（29.29±1.24）%，显著大于CON（（24.86±2.68）%）、GG-BWA（（25.00±0.13）%）、GG-FA-BWA1（（24.84±2.10）%）和GG-FA-BWA2（（23.06±2.00）%）智能薄膜（P＜0.05），这是由于高浓度的FA-BWA共色复合物可与GG基质形成更强的氢键，使分子链间的结合更加紧密，且花青素的柔性化学结构使薄膜的柔性增加，改善薄膜的柔韧性[30]。此外，GG-BWA薄膜的拉伸强度显著低于CON薄膜（P＜0.05），表明BWA的添加导致GG复合薄膜拉伸强度的降低，可能是由于BWA的添加削弱了复合薄膜基质的致密程度。Liu Jingrong等[18]将BWA添加到卡拉胶基质中制备智能薄膜，发现花青素的添加显著降低了薄膜的拉伸强度，与本研究结果一致。
图5 CON、GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FABWA4智能薄膜的拉伸强度和断裂伸长率
Fig.5 Tensile strength and elongation at break of CON, GG-BWA,GG-FA-BWA1, GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
小写字母不同表示组间差异显著（P＜0.05）。图6、7B～D同。
2.8 智能薄膜的TDS和水分含量
智能薄膜的水分含量对控制包装系统微生物至关重要，因此和包装内冷鲜肉的质量安全密切相关，而薄膜的TDS含量可以反映其疏水性[31]。如图6所示，所有薄膜的TDS含量均无显著差异，且均保持在50%左右。造成这种现象的原因是BWA和FA-BWA共色复合物与GG基质的相互作用弱于GG之间的相互作用，因此不会影响薄膜在水中的溶解度。此外，FA-BWA共色复合物的添加显著降低了薄膜的水分含量（P＜0.05），这是由于FA-BWA共色复合物的添加通过氢键相互作用强化了复合薄膜的三维网络结构，使网络孔径变小，因此薄膜对水分的束缚和限制作用显著提高，导致水分含量显著下降。这些发现与FTIR光谱结果一致。然而，GG-BWA与CON薄膜的水分含量无显著差异，表明BWA与GG基质之间的相互作用较弱，不会改变薄膜内部的水分状态和分布。
图6 CON、GG-BWA、GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FABWA4智能薄膜的TDS和水分含量
Fig.6 Total dissolved solids and moisture contents of CON, GG-BWA,GG-FA-BWA1, GG-FA-BWA2 and GG-FA-BWA4 films
2.9 智能薄膜在指示鸡胸肉新鲜度中的应用
如图7A所示，4 种智能薄膜的颜色在鸡胸肉贮藏期间均发生明显变化，且GG-BWA和GG-FA-BWA4薄膜的颜色变化较为明显。GG-BWA在鸡胸肉贮藏0～3 d时从淡粉紫色变化为深紫红色、红紫色和深红紫色，而GGFA-BWA4则从暗红色变化为玫红色、粉紫色和深紫红色。如图7B、C所示，鸡胸肉的TVB-N含量和TVC随贮藏时间的延长显著增加（P＜0.05），TVB-N含量的增加是由于内源酶和微生物的作用，导致蛋白质发生降解，形成了挥发性含氮化合物。而包装内积累的挥发性含氮化合物与智能薄膜中的水反应形成羟基，使BWA质子化，从而导致薄膜的颜色发生变化[32]。如图7D所示，GG-BWA智能薄膜在贮藏2 d后的ΔE与贮藏1 d后的ΔE有显著差异（P＜0.05），而贮藏2 d与3 d时无显著差异。然而，3 种GG-FA-BWA智能薄膜的ΔE在贮藏期间显著下降（P＜0.05）。如图7E所示，GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4智能薄膜的ΔE与鸡胸肉TVB-N含量的相关系数（R2）分别为0.999、0.975和0.974，表明3 种GG-FA-BWA薄膜的ΔE与鸡胸肉TVB-N含量存在较高的相关性，而GG-BWA智能薄膜的ΔE与鸡胸肉TVB-N含量的R2仅为0.475。此外，如图7F所示，GG-FA-BWA1、GG-FA-BWA2和GG-FA-BWA4智能薄膜的ΔE与鸡胸肉TVC的R2分别为0.998、0.947和0.946，表明3 种GG-FA-BWA薄膜的ΔE与鸡胸肉TVC存在较高的相关性，而GG-BWA薄膜的ΔE与鸡胸肉TVC的R2仅为0.400。以上结果表明，含有FA-BWA共色复合物的智能薄膜在贮藏期间的颜色变化与鸡胸肉的新鲜度指标（TVC和TVB-N含量）存在较高相关性，可用于监测鸡胸肉的新鲜度。综上，与单独添加BWA相比，FA-BWA共色复合物的添加显著提升了智能薄膜的灵敏度，且GG-FA-BWA4智能薄膜监测鸡胸肉新鲜度的效果最佳。
图7 智能薄膜在鸡胸肉新鲜度监测中的应用
Fig.7 Application of smart films in monitoring chicken freshness
A.智能薄膜颜色变化；B.鸡胸肉TVB-N含量变化；C.鸡胸肉TVC变化；D.智能薄膜ΔE变化；E.智能薄膜ΔE与鸡胸肉TVB-N含量的相关性；F.智能薄膜ΔE与鸡胸肉TVC的相关性。
3 结 论
本研究基于FA和BWA的共色作用开发出以GG为基质的智能薄膜用于鸡肉新鲜度的监测。BWA和FA-BWA共色复合物均具有较好的pH值响应能力，但FA-BWA共色复合物的颜色较浅。含FA-BWA共色复合物的智能薄膜具有出色的pH值响应能力，且FA-BWA共色复合物的添加显著增大了GG及薄膜表面的粗糙度和断裂伸长率，显著减小了薄膜的厚度、水分含量和透光率（P＜0.05）。FA、BWA、GG等成分之间通过氢键进行连接，从而形成紧凑、有序的结构。此外，智能薄膜的颜色在鸡肉贮藏过程有明显变化，且薄膜的ΔE与鸡肉的新鲜度指标相关性较高（R2＞0.95），而单独添加BWA的薄膜虽有颜色变化，但其ΔE与鸡肉新鲜度指标相关性较低（R2＜0.5）。综上，FA和BWA的共色作用显著增强了GG基薄膜的pH值响应能力，其监测鸡肉新鲜度的灵敏度高于单独添加BWA的薄膜。未来可将含共色复合物薄膜结合深度学习算法和手机APP等新兴技术，进一步实现冷鲜肉新鲜度的无损、快速、实时检测。
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