天然涂膜材料在柑橘貯藏中的應用研究進展

屈立武，譚誼談，周雅涵，曾凱芳，2，*

(1.西南大學食品科學學院，重慶400715;2.西南大學國家食品科學與工程實驗教學中心，重慶400715)

柑橘果實營養(yǎng)豐富，色香味兼優(yōu)，既可鮮食，又宜加工和綜合利用，兼具良好的經濟和藥用價值。由于柑橘果實成熟期相對集中，貯運條件相對落后，果實易受病原微生物侵染，每年都有大批柑橘在貯存、運輸和銷售過程中腐爛變質［1］。采后涂膜處理作為一種經濟方便的貯藏方法，是現(xiàn)代化果品商品化處理的重要環(huán)節(jié)，也是提高果品競爭力的重要手段。國外十分重視果品涂膜保鮮的研究與應用，絕大部分柑橘在上市前都需要進行涂膜處理，而未經涂膜的柑橘果實是不能進入超市銷售的［2］。涂膜就是柑橘果實經過處理在表面形成一層具有氣調作用的透明薄膜，它可以增加柑橘果實表面色澤、延緩后熟、保持品質，提高柑橘果實的商品價值。目前使用的涂膜劑材料有化學類和天然類物質，但是由于化學類涂膜材料長期應用易導致病原物抗藥性增強、農殘超標和環(huán)境污染等問題［3］，相比之下，天然類涂膜材料不僅具有良好的選擇透氣性、阻水性，還具有無色、無味、無毒等優(yōu)點，同時兼具一定的抗病誘導能力［4］，對提高采后柑橘果實品質和延長貨架期都具有良好的效果，大大提高了柑橘果實的商品品質，具有良好的開發(fā)和應用價值。本文立足于傳統(tǒng)與新型天然涂膜材料，綜述了天然涂膜材料單一應用及復合涂膜在柑橘果實貯藏保鮮中的研究及應用進展。

1 蠟與膠類

蠟和膠類作為傳統(tǒng)的天然涂膜材料，在采后柑橘果實涂膜保鮮中得到大量應用［5］。棕櫚蠟、蜂蠟、蜂膠、紫膠等涂膜劑應用于柑橘果實的貯藏保鮮，不僅對果實品質保持具有一定效果，同時兼具一定的抗病誘導能力［6］。然而，單一應用這類涂膜劑會限制果實內部氣體交換，存在能導致果蔬異味的風險，同時還會引起油胞下陷產生干疤痕，影響柑橘果實外觀［7－8］，從而限制了這類涂膜物質在柑橘果實上的應用。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，在以蜂蠟為涂膜基質的溶液中分別加入不同鹽類、可食性的抗真菌劑、瓜爾膠、脂肪酸進行復配處理，不僅改善了膜結構，提高柑橘果實表面的光澤度，貯藏過程中柑橘果實的腐爛率和發(fā)病率明顯降低，延緩了果實硬度和失重率的減少;大部分的蜂蠟復合處理降低了蜂蠟單一涂膜導致的乙醇和乙醛的累積，然而脂肪酸與蜂蠟的復合處理卻增加了果實中乙醛和乙醇的累積［9－12］。

紫膠單一涂膜處理對椪柑揮發(fā)性香氣成分的保持較好，但是涂膜對CO2和O2通透性的調控能力不強、持水性需進一步提高。而紫膠和納米SiOx復合涂膜處理柑橘果實，不僅改善膜的氣體透過性和持水性，還減少了病原菌的浸染造成的腐爛，更好地抑制了椪柑果實的呼吸強度，減少了果實的水分蒸騰損失、營養(yǎng)物質的損耗，較好地保持果實品質［13－14］。另外的研究發(fā)現(xiàn)，蜂膠結合明膠、蔗糖酯復合涂膜處理柑橘果實后，果實貯藏期品質的保持和貨架期的延長效果都明顯優(yōu)于蜂膠單獨處理［15］。

2 殼聚糖類

殼聚糖(Chitosan)是甲殼素(Chitin)脫乙?；D化而成的產物［16］。殼聚糖在果蔬保鮮方面具有兩個重要機制:一方面，殼聚糖作為抑菌劑和生物激活劑，可以直接干擾真菌的生長和激活果蔬的防御機制，包括幾丁質酶的積累、活性氧代謝蛋白酶抑制劑的合成和愈傷組織誘導合成等;另一方面，殼聚糖涂膜在果蔬表面可以起到氣調的作用，降低呼吸速率，抑制乙烯生成，控制表面水分活度，有效地保持果蔬采后品質［17－20］。

柑橘果實在貯藏期間存在衰老速度快、容易遭受病原微生物侵染，從而造成果實大量損失的生產現(xiàn)狀。使用殼聚糖涂膜處理能夠有效地控制柑橘果實的呼吸作用、降低失水速度以及營養(yǎng)成分的損失，同時能夠防止病原微生物的侵染［21］。雖然殼聚糖作為新型的天然涂膜材料在果蔬保鮮中已經廣泛應用，但是殼聚糖的種類、粘度、分子量大小對柑橘果實貯藏效果影響較大;同時，由于果實產地、品種及貯藏過程中主要生理性病害的不同，柑橘果實最適的殼聚糖處理濃度也存在差異［22－25］。在茂谷柑的研究中發(fā)現(xiàn)，低分子量(LMWC，分子量為15000u)殼聚糖涂膜處理對果實的保鮮效果優(yōu)于高分子量(HMWC，分子量約為 357000u)的殼聚糖處理［26］。另外，在對“財富”和“瓦倫西亞”兩種品種柑橘果實的研究中發(fā)現(xiàn)，“財富”柑橘果實最佳的殼聚糖涂膜處理濃度為0.5%BIOREND?，而“瓦倫西亞”柑橘果實為1.25%BIOREND?，兩種柑橘果實的初始重量與殼聚糖濃度的最佳比例為100∶1，此時殼聚糖涂膜不僅能夠很好地控制兩種柑橘果實失重率的減少和色澤變化，還能有效抑制柑橘果實表面真菌生長［27］。

較之殼聚糖單一涂膜處理，殼聚糖復合其它天然物質處理柑橘果實具有更為突出的保鮮效果。精油作為一種天然香辛料，具有抗菌防腐及抗氧化作用，作為涂膜助劑使用可以相應減少或替代防腐劑、抗氧化劑等化學添加劑，不僅強化了殼聚糖涂膜處理的效果，更有益于人的健康。Sánchez－González［28］將精油作為輔助劑和殼聚糖復合涂膜，不僅改善了膜的親水性、均一性和完整性，而且顯著提高了復合涂膜劑的抑菌性能;另外，復合涂膜處理在柑橘果實色澤保持、失重控制以及呼吸速率抑制上明顯優(yōu)于殼聚糖單一涂膜處理的效果。

3 刺槐豆膠(LGB)類

刺槐豆膠(LGB)是從豆科植物長角豆(Cerafonia siligua)的種子胚乳部分提取的，以半乳糖和甘露糖殘基為結構單元的多糖化合物，其單元由D－甘露糖和D－半乳糖構成，兩者平均比率近似為4∶1，其特殊性決定了多糖聚合體在水中三維立體結構的特殊。刺槐豆膠可以與其它親水膠體在相互作用下形成凝膠，其本身還可在特殊環(huán)境下形成凝膠［29］。近年來的研究表明，刺槐豆膠可以作為保鮮涂膜劑用于果蔬保鮮［30－31］。在柑橘果實的研究中發(fā)現(xiàn)，與對照果實相比，刺槐豆膠復合涂膜液處理不僅能夠減少果實的失重率，保持果實良好的色澤，還可以控制柑橘果實冷害，減少果實中乙醇的生成，降低柑橘果實風味劣變的風險［32］。利用新型的天然涂膜劑刺槐豆膠處理果實，從而提高果實的商品價值，這為我們發(fā)現(xiàn)和利用天然涂膜材料提供了新思路。

4 魔芋葡甘聚糖類

魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan，簡稱KGM)是一種天然生物高分子膜材料，KGM在10℃以下呈液態(tài)，具有良好的吸水、保濕、成膜和凝膠性，其中，高脫乙酰度的魔芋葡甘聚糖成膜性較好［33］。魔芋葡甘聚糖及其衍生物在哈密瓜、蘋果、荔枝和水蜜桃涂膜保鮮已有應用，其機理主要是控制氣體交換，通過調節(jié)O2、CO2、乙烯和水蒸氣的透過率，從而控制采后水果的品質［34－35］。近年來的研究表明，魔芋葡甘聚糖也可以用作果實的涂膜保鮮劑。以魔芋精粉為基質的復合涂膜劑處理柑橘果實后，可有效延長柑橘果實的貯藏期，減少營養(yǎng)物質的損失，使果實保持良好的風味和口感［36］。同時魔芋葡甘聚糖復合液膜在一定條件下可自然成膜，降解性好，不但簡化復合膜的制備工藝，提高膜的應用范圍，而且可以緩解塑料保鮮膜造成的“白色污染”［37－38］，為柑橘果實的保鮮研究提供了一個新的途徑。

5 其它新型材料

蔗糖甲基丙烯單酯是以蔗糖和甲基丙烯酸為原料合成的，是一種可食、無毒、無臭、無味的天然涂膜劑，該聚合物涂膜后可明顯改善多種果蔬品質。陶能國［39］的研究表明，2%的蔗糖甲基丙烯單酯涂膜處理不僅能顯著改善宮川柑橘果實品質，還能延緩果實衰老，延長貨架期。

高吸水樹脂(SAP)是一種含羥基、羧基等強親水性基團，并具有一定交聯(lián)度的網狀結構新型功能高分子材料，在食品保鮮領域已經取得良好效果［40］。用魚蛋白高吸水樹脂涂膜處理柑橘果實，在室溫條件下貯藏一段時間后，涂膜處理的柑橘果實失重率、VC損失量、有機酸損失量均明顯減少，并有效地抑制了柑橘的呼吸作用，很好地保持了柑橘果實的風味和外觀［41］。

Desikote MAX是一種天然生物提取物，可在植物表面形成一層獨特的、有彈性的半透性保護膜，該物質具有成膜性好、抗寒性強、安全無毒等優(yōu)點。不同稀釋度的Desikote MAX定期噴施宮川柑橘樹體，發(fā)現(xiàn)Desikote MAX能延緩采后柑橘果實的可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的下降，且能有效抑制浮皮率、褐變度的上升，其中以稀釋度為200倍的Desikote MAX噴施處理的效果為最佳［42］。

目前應用的天然涂膜貯藏物質還有很多，如纖維素類的改性羧甲基纖維素、乙基纖維素、經乙(丙)基纖維素等，蛋白質類的大豆蛋白膜、小麥蛋白膜、玉米蛋白膜、乳清蛋白膜，以及淀粉膜和海藻酸鈉膜等［43］。同時，國內外主要研究膜的性能、結構，做定量定性分析，選擇成膜的最佳工藝條件和配方，這對于天然物質涂膜材料的開發(fā)和應用具有重要意義，新型天然涂膜材料的研究也將會越來越深入和廣泛。

6 結語

目前天然涂膜材料已經成為柑橘涂膜保鮮的研究方向，但單一物質的涂膜，不僅膜性能欠佳且效果有限，兩種甚至幾種涂膜物質復合使用，不但能改善膜的特性，增強保鮮效果，提高柑橘采后品質，保持柑橘果實良好的風味、色澤，還能有效控制柑橘果實貯藏期間病害的發(fā)生，延長貨架期，提高果實的商業(yè)品質，同時符合人們對食品安全和環(huán)境保護的要求，因此開展天然涂膜材料復合技術的研究具有重要的理論意義和實踐價值。

天然物質特性不易調整，對柑橘果實的保鮮效果有時不是很理想，對天然物質進行改性以提高其貯藏效果是今后的攻關方向;另外，天然涂膜材料復合技術的新應用彌補了單一涂膜的缺陷，也增強了天然涂膜材料在采后果實貯運保鮮中的適應性及應用范圍，復合過程中的添加物對膜物理學及生物學特性的影響仍有待于進一步研究。

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