天然高分子保鮮涂膜研究進(jìn)展

張少飛 王都留 盧祎 賈如琰 吳生平

摘要 合理使用保鮮涂膜對于提高食物保質(zhì)期具有重要意義。天然高分子保鮮涂膜具有來源廣泛、可降解、價格低廉和成膜性好等特點，使用高分子保鮮涂膜是提高食品保鮮效果的一種有效方法。該文綜述了天然高分子保鮮涂膜的種類，并對其在果蔬保鮮中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)和展望。

關(guān)鍵詞 天然高分子;保鮮涂膜

中圖分類號：TS255.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）05-120-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.051

Research Progress of Natural Polymer Fresh-keeping Coatings

ZHANG Shao-fei??et al（Department of Agriculture and Forestry Technology，Longnan Teachers College，Chengxian，Gansu??742500）

Abstract Reasonable use of fresh-keeping film is of great significance for improving the shelf life of food. Natural macromolecule fresh-keeping film has the characteristics of wide source，degradability，low price and good film-forming property. The use of macromolecule fresh-keeping film is an effective way to improve the effect of food fresh-keeping. In this paper，the types of natural macromolecule fresh-keeping coatings were reviewed，and their applications in fruit and vegetable fresh-keeping were summarized and prospected.

Key words???Natural polymer;Fresh-keeping coating

我國蔬菜和水果的產(chǎn)量均居世界首位，然而如此巨大的種植生產(chǎn)能力并沒有使農(nóng)民快速富裕起來，相反，果蔬的供大于求加重了市場滯銷，價格偏低。長久以來，我國果蔬種植業(yè)只重視采前栽培和病蟲害防治，而忽視了采后處理、貯藏和產(chǎn)地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等，每年因此而造成的損失率高達(dá)25%～30%。果蔬采后的腐爛損耗，使得農(nóng)民、供銷商承擔(dān)著巨大的經(jīng)濟(jì)損失，消費者也面臨著果蔬腐爛變質(zhì)的風(fēng)險。因此，為果蔬產(chǎn)業(yè)提供高質(zhì)量的貯藏保鮮手段，以降低果蔬流通損耗，就顯得十分迫切。

果蔬保鮮的主要目的在于保持果蔬從采摘后到貨架期這段時間內(nèi)的品質(zhì)、品味、營養(yǎng)成分和外觀，提高其商品價值的同時降低營養(yǎng)成分的損失。目前果蔬的主要保鮮貯藏方法有凍藏、窖藏等低溫冷藏的手段，但其貯藏規(guī)模大，設(shè)備要求高，貯藏時間和保鮮效果都很有限，很難滿足大規(guī)模、低成本流通的需求。近年來，食品涂膜保鮮法正在不斷快速發(fā)展，并取得了良好的效果。天然高分子具有來源廣泛、價格低廉、可降解等特點，通過將天然高分子改性制備成保鮮涂膜，從而延長果蔬的保質(zhì)期，是一種很好的保鮮方式。該文總結(jié)了天然高分子用于保鮮涂膜的種類及其應(yīng)用研究，并對其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1 天然高分子保鮮涂膜的種類

天然高分子是指自然界大量存在的高分子，如殼聚糖、淀粉、纖維素、海藻酸鹽和動植物膠等多糖類高分子，以及豆蛋白、酪蛋白、玉米蛋白等蛋白質(zhì)類高分子。這些天然高分子都可以用于制備保鮮涂膜，加強(qiáng)對果蔬的保鮮。

2 多糖類保鮮涂膜及其應(yīng)用

天然高分子多糖類涂膜材料主要有淀粉、纖維素、殼聚糖、果膠和動植物膠等。這些涂膜通常對氣體具有良好的阻隔性，能在果蔬表面形成均勻的薄膜。然而這些涂膜對水蒸氣的阻隔能力較差，不能很好地保持果蔬產(chǎn)品中的水分。

2.1 殼聚糖保鮮涂膜

殼聚糖具有來源廣泛、安全無毒、抑菌和可降解等多種特性，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飼料、環(huán)保等多個領(lǐng)域[1]，其主要成分為脫乙酰甲殼素及其衍生物。由于其易成膜，因此廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮。近年來，隨著大眾對化學(xué)保鮮劑毒性的擔(dān)憂和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量衛(wèi)生的要求，殼聚糖在果品保鮮方面的開發(fā)應(yīng)用受到高度重視，國內(nèi)外已有此類保鮮劑在果品貯藏保鮮上的應(yīng)用[2]。李成華等[3]以雙孢蘑菇為試驗材料，分別采用實驗室自制的殼聚糖季銨鹽、羧甲基殼聚糖為成膜主劑，甘油和吐溫-20為成膜助劑，制備成高分子復(fù)合保鮮液對雙孢蘑菇進(jìn)行涂膜處理，研究結(jié)果表明，這種涂膜能有效降低蘑菇的呼吸強(qiáng)度，保持硬度，抑制酶活，減少蘑菇開傘現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 淀粉保鮮涂膜

淀粉是一種來源廣泛、價格低廉、可再生、可生物降解的天然高分子，容易保存，便于運輸，然而由于淀粉的溶解性、穩(wěn)定性和機(jī)械性能都較差，因此不能直接用于果蔬保鮮涂膜，需要對其進(jìn)行改性。研究結(jié)果表明，通過對淀粉進(jìn)行氧化反應(yīng)、交聯(lián)反應(yīng)和醚化反應(yīng)可以提高其性能。岳曉華等[4]制備了淀粉—殼聚糖復(fù)合涂膜液，這種涂膜能夠延緩果實色澤的轉(zhuǎn)黃和可滴定酸含量下降，并能夠維持果實較高的維生素含量。

2.3 纖維素保鮮涂膜

纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，其是由葡萄糖組成的大分子多糖，不溶于水和一般有機(jī)溶劑，是植物細(xì)胞壁的主要成分。用纖維素制成保鮮涂膜具有良好的成膜性，但對于氣體的滲透阻隔性不佳，通常需要加入甘油和蛋白質(zhì)以改善性能。劉建志等[5]利用馬鈴薯廢渣為原料制備羧甲基纖維素，然后將羧甲基纖維素與殼聚糖和納米SiO2混合制得涂膜劑，對蘋果進(jìn)行涂膜保鮮，結(jié)果表明，這種復(fù)合涂膜劑能夠抑制蘋果的呼吸作用，延緩果實的衰老，減緩有機(jī)酸的消耗，具有抑制果實硬度下降及病菌對蘋果的侵染等功效。

2.4 其他多糖類保鮮涂膜

植物膠是一類重要的多糖涂膜保鮮材料，目前已知的植物膠多是由甘露糖、鼠李糖、木糖等單糖和其相應(yīng)的糖醛酸按一定的比例組成的多糖[6]?？ɡz又名角叉菜膠，是一種硫酸酯海藻多糖，較塑料膜有很好的阻氣性，可以減弱果蔬的呼吸速率和熟化程度[7]。果膠是所有陸生植物初生細(xì)胞壁的主要成分，可通過酸解醇析法、酸解鹽析法、酶萃取法、微波萃取法等方式獲取。一般隨分子量增大，果膠的凝膠強(qiáng)度增強(qiáng);高酯果膠的凝膠速度與酯化度成正比，而低酯果膠的凝膠速度隨酯化度的降低而加快，從而保護(hù)果蔬不被氧化。

3 蛋白質(zhì)類保鮮涂膜及其應(yīng)用

蛋白膜具有營養(yǎng)價值高、口感好、來源廣泛等特點，將其制備成保鮮涂膜能夠改善果蔬及其加工品的品質(zhì)。天然蛋白質(zhì)有玉米醇溶蛋白、酪蛋白、明膠和卵蛋白等，它們依靠分子中的氫鍵、離子相互作用和二硫鍵等來維持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，加熱或酸、堿、鹽等處理會使蛋白質(zhì)分子變性而形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此蛋白質(zhì)具有良好的成膜特性。

3.1 玉米醇溶蛋白保鮮涂膜

玉米醇溶蛋白主要來源于玉米，具有良好的耐水、阻氧和易成膜等特性。玉米醇溶蛋白中富含硫氨基酸，蛋白質(zhì)分子間以較強(qiáng)的二硫鍵、疏水鍵相連，這是玉米醇溶蛋白易于形成薄膜的基礎(chǔ)，當(dāng)成膜液涂布以后，隨著溶劑的揮發(fā)，薄膜脫水、干燥使得膜形成液中蛋白質(zhì)濃度增大。當(dāng)濃度超過一定值時，蛋白質(zhì)凝聚，分子間形成維持薄膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氫鍵、二硫鍵及疏水鍵，形成透明、有光澤的玉米醇溶蛋白包衣膜，這種涂膜具有較好的阻濕性和阻氣性，可用于果蔬的保鮮。研究表明，用玉米醇溶蛋白包衣保鮮香蕉，經(jīng)處理能使香蕉保持良好的外觀，減少水分損失并延長香蕉的保質(zhì)期[7]。

3.2 明膠保鮮涂膜

明膠是從動物皮或骨骼中提取得到，大多用來對肉類食物進(jìn)行保鮮，但直接提取的明膠沒有保鮮作用，必須經(jīng)過加工，添加一些相應(yīng)的成分，從而達(dá)到保鮮效果。研究表明，在明膠中加入蘋果酸能改善膜的延展性[8]。明膠與大豆分離蛋白制備復(fù)合膜，隨著明膠含量的增加，膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率也會隨之增加，此外，明膠含量的增加使得涂膜變得更加透明，更易于加工?；艟萚9]研究了明膠與蜂膠涂膜劑對菜豆的保鮮效果，當(dāng)明膠與蜂膠濃度均為1%時，蜂膠涂膜劑可達(dá)到較好的保鮮效果。

3.3 其他蛋白質(zhì)類保鮮涂膜

麥谷蛋白主要來源于小麥，由于其具有一定的彈性，因此麥醇溶蛋白具有良好的延展性[11]，能與水形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而具有優(yōu)良的延伸性、吸水性和成膜性等物理特性。此外，乳清也可以用于果蔬保鮮，乳清可從牛乳中分離提取一種營養(yǎng)價值高并具多種活性成分和保健作用的蛋白質(zhì)，采用乳清蛋白作為可食用膜基質(zhì)，不僅對果蔬具有高效的保鮮作用，還具有良好的營養(yǎng)價值[10]。

4 總結(jié)與展望

保鮮涂膜能夠提高果蔬的利用率，改善果蔬的品質(zhì)，是一種果蔬儲存較為理想的方法。隨著近年來保鮮涂膜在現(xiàn)代生活中的普遍應(yīng)用，保鮮涂膜的來源、價格和性能越來越受到研究者的重視。天然高分子具有來源廣泛、可再生、可降解、價格廉價和成膜性好等特點，將天然高分子改性用于果蔬保鮮，可以延長果蔬的保鮮期，降低果蔬的腐爛率。天然高分子保鮮涂膜具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，未來必將在果蔬保鮮領(lǐng)域占有重要的地位。

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責(zé)任編輯：李楊

基金項目???隴南師范高等?？茖W(xué)校博士科研啟動基金項目。

作者簡介???張少飛（1988-），男，甘肅成縣人，博士，副教授，主要從事天然高分子和有機(jī)高分子材料的研究。

收稿日期???2019-07-05