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啤酒花的重要软树脂成分β-酸在啤酒酿造中起到的作用并不显著,β-酸虽然具有较好的抗氧化和抑菌活性,但因其本身的不稳定性,在啤酒酿造工业中常作为副产物被丢弃。而β-酸经催化加氢得到的氢化衍生物六氢β-酸(HBA)性质稳定,且具有很好的抑菌防腐效果,安全性高,因此在食品防腐保鲜领域中有潜在的应用价值。然而,HBA不溶于水,在水基食品体系中不能充分的与致病菌接触,这在很大程度上限制HBA在食品领域的应用。环糊精(CD)包合技术是提高低溶解度化合物水溶性和稳定性的有效途径,并且环糊精是一种安全性高、毒性低的包合剂,经口服、静脉和非消化道给药后耐受性良好。论文在课题组前期工作基础上,选取2-甲基-β-环糊精(M-β-CD)制备了HBA/M-β-CD包合物以提高其水溶性,借助多种测试、表征手段分析所制备包合物的结构特征,考察包合物对食源性致病菌的抑制作用,初步探讨对单增李斯特菌的抑菌作用;进而研究了包合物在典型水基食品体系(番茄汁、牛奶)中的防腐保鲜效果,为HBA/M-β-CD包合物在水基体系的应用提供实验依据;最后为拓宽包合物的应用领域,将其作为活性物质添加到壳聚糖(CS)中以制备活性抑菌膜,并将其对冷鲜羊肉进行包装保鲜。围绕上述问题,本论文的主要研究内容与结果如下:(1)为改善HBA的水溶性及生物利用度,采用研磨法制备了HBA/M-β-CD包合物,并利用多种分析方法对包合物的结构进行表征确证。紫外可见光光谱(UV-Vis)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、核磁共振(~1HNMR)结果表明,HBA已成功进入到M-β-CD的空腔中,并且HBA和M-β-CD之间未形成新的化学键,而是以范德华力、氢键等形式相互作用。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,HBA/M-β-CD包合物的形貌与它们各自单独的原始形貌均不相同,呈现为不规则的块状结构。通过分子对接获得了包合物的最优构象。相溶解度图表明,HBA和M-β-CD是以1:1主客分子比形成包合物,并且是一个自发过程。溶解度测试结果表明,HBA经过M-β-CD包合后,其水溶性得到了显著提高,溶解度为0.83 mg/m L。(2)考察了HBA/M-β-CD包合物对几种常见食品相关致病菌的抑菌效果,如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、单增李斯特菌、白色念珠菌、乙型溶血性链球菌等。结果表明,包合物对供试菌均有不同程度的抑制作用,其中对食品中常见的单增李斯特菌有较好的抑制效果,最小抑菌浓度(MIC)为12.5μg/m L,最小杀菌浓度(MBC)为100μg/m L。进而从细菌生长曲线、细胞形态结构、细胞膜通透性等方面,讨论包合物对单增李斯特菌的抑菌机制,结果表明,包合物主要抑制了单增李斯特菌在对数期的生长繁殖,破坏菌体的完整性和通透性,使细菌因电解质、核酸、蛋白质的泄露而死亡。(3)将制备的HBA/M-β-CD包合物应用于番茄汁的保鲜,并以山梨酸钾为阳性对照。结果表明,在12天的储存期间,加入包合物的番茄汁样品中的维生素C含量比山梨酸钾组高出约3%,在稳定果汁的抗氧化活性及酸度方面也显著优于山梨酸钾组,并且在较小浓度下,就能表现出明显效果。山梨酸钾作为目前国际上应用最广的食品防腐剂,在维持还原糖的含量以及番茄红素稳定性方面的效果要好于HBA/M-β-CD包合物。(4)研究HBA/M-β-CD包合物对牛奶货架期的影响。通过分析在4℃条件下储存27天,包合物对巴氏灭菌乳的感官、p H值、乳糖含量、挥发性盐基氮含量、菌落总数、酒精测试、煮沸测试和酸度理化特性的影响,考察HBA/M-β-CD包合物作为天然防腐剂在巴氏灭菌乳中的应用潜力。结果表明,经包合物处理的巴氏灭菌乳在储存期间菌落总数、酸度及挥发性盐基氮含量均低于对照组;且乳糖含量、感官评分和p H值远高于对照组。其中添加浓度为0.15 g/kg以上的HBA/M-β-CD包合物对牛奶的防腐效果最佳,可以有效抑制巴氏灭菌乳中细菌的生长和繁殖,保持其感官和理化特性。进而采用加速预测货架期(ASLT)法预测出添加0.15 g/kg HBA/M-β-CD包合物的巴氏灭菌乳在冷藏(4℃)条件下的货架期为21天以上,预测结果与冷藏实验相一致。(5)制备了含有不同浓度HBA/M-β-CD包合物的HBA/M-β-CD-CS复合膜,并对其结构、物理化学性质、抗氧化和抑菌活性进行了评价。SEM和FT-IR光谱表明,HBA/M-β-CD包合物与CS具有良好的相容性,是以氢键的形式相互作用。研究发现随着复合膜中包合物含量的逐渐增加(0%～0.15%),薄膜的含水量降低,溶解度、溶胀比和水蒸气透过率均增加。光学测试表明,包合物的加入不仅能保持良好的透光率,还能有效阻隔紫外光的入侵。加入0.10%HBA/M-β-CD后,薄膜的力学性能显著提高,拉伸强度和断裂伸长率分别为17.8 MPa和97.7%。与纯CS膜相比,HBA/M-β-CD-CS复合膜对1,1-二苯基-1-苦基肼(DPPH)自由基的清除活性提高了10倍以上。此外,HBA/M-Β-CD包合物的加入使薄膜对多种食源性致病菌具有良好的抑制作用。(6)采用HBA/M-β-CD-CS复合膜对冷鲜羊肉进行包装,测定肉样在冷藏期间各项指标的变化,研究保鲜效果。结果表明,在整个贮藏过程,复合膜可有效抑制鲜肉中细菌的生长,并延缓TVB-N含量、TBARS值和p H值的上升,同时能较好的维持鲜肉的感官特性。与PE组相比,复合膜对冷鲜羊肉具有明显的保鲜效果,可将含50%瘦肉样品的货架期延长至12天以上,瘦肉含量为80%的样品延长至8天以上。