褐藻碳水化合物可食性膜研究

□ 安思雨 張丹丹 姜卓君 劉傳玉 張晶書 吉林省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人民的消費(fèi)水平不斷提高，我國(guó)人民對(duì)食品質(zhì)量、食品安全也越來越重視，食品的營(yíng)養(yǎng)、食品的新鮮程度，尤其是農(nóng)產(chǎn)品的新鮮程度逐漸成為我國(guó)人民消費(fèi)時(shí)特別關(guān)注的指標(biāo)。因此，研究開發(fā)新的有效的食品保鮮技術(shù)非常重要[1]。

目前食品保鮮的主要方法有冰溫保鮮、氣調(diào)保鮮、電離輻射、臭氧保鮮與電場(chǎng)處理保鮮等。作為一種保水劑、品質(zhì)改良劑，目前，褐藻膠在農(nóng)產(chǎn)品，主要是水果、蔬菜、肉類等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。除此之外，褐藻膠在醫(yī)藥行業(yè)、生活飲用水業(yè)、造紙業(yè)與印染業(yè)等行業(yè)都發(fā)揮著十分重要的作用。

1 褐藻膠概述

褐藻膠是一類由褐藻產(chǎn)生的多糖類物質(zhì)的統(tǒng)稱，由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古羅糖醛酸（G）通過1，4糖苷鍵鍵合（部分為1，5糖苷鍵）而成的可溶性多糖，主要存在于褐藻門類藻中的細(xì)胞壁中，在墨角藻、海帶、昆布等褐藻中廣泛存在。褐藻膠能夠較好的溶解在水中，且具有非常好的成膜性，有利于水果、蔬菜、肉類等產(chǎn)品的保存保鮮，可延長(zhǎng)食品的保存時(shí)間，維持食品的新鮮程度。褐藻膠包括褐藻酸鈉、褐藻酸銨等物質(zhì)，其中，褐藻酸鈉可溶于水，但溶解性較低，不溶于有機(jī)溶劑，褐藻酸鈉的水溶液具有較強(qiáng)的粘性，因此，將其作為食品添加劑可以發(fā)揮增稠劑、穩(wěn)定劑的作用[2]。

2 褐藻膠的保鮮機(jī)理

2.1 抑菌性

褐藻酸鹽分子中含有大量的羥基和羧基類活性基團(tuán)，活性基團(tuán)與細(xì)菌細(xì)胞膜上的類脂、蛋白質(zhì)復(fù)合物發(fā)生反應(yīng)，使蛋白質(zhì)變性，進(jìn)而改變細(xì)胞膜的通透性，干擾細(xì)菌正常的新陳代謝，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡；這些活性基團(tuán)可螯合對(duì)微生物生長(zhǎng)起關(guān)鍵作用的金屬離子（如鎂離子、鈣離子等），這些金屬離子絕大多數(shù)是酶的輔助因子，能抑制細(xì)菌中的生化反應(yīng)，保護(hù)果實(shí)不受微生物感染，從而達(dá)到抑菌的目的。

2.2 保濕性

褐藻酸鹽分子中含有大量的親水基團(tuán)羥基，使得其對(duì)水分子有很強(qiáng)的作用力。褐藻酸鹽分子具有微觀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能吸收大量的水分子，并具有很強(qiáng)的保水性能。將褐藻酸鹽用作涂膜材料，能減緩食品中水分的散失，從而達(dá)到保鮮的目的[3]。

2.3 成膜性

海藻酸鈉制成的薄膜可用作涂膜保鮮劑，在食品表面形成一層薄膜。該薄膜具有氣體選擇滲透性能，在食品表面形成一個(gè)低O2、高CO2質(zhì)量濃度的微氣調(diào)環(huán)境，阻止食品氣體交換和代謝，降低細(xì)胞呼吸強(qiáng)度及對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，減少活性氧的形成，降低膜脂過氧化，保護(hù)食品免受外來微生物的侵害，即創(chuàng)造了一個(gè)半封閉的小環(huán)境，達(dá)到食品保鮮的目的。

3 褐藻膠在食品保鮮中的應(yīng)用

3.1 單一涂膜

把魚、肉等食品在褐藻膠溶液中浸泡過之后，再與氯化鈣溶液作用，生成一種可塑性薄膜，這種薄膜CO2透過率高，O2透過率低，在冷凍貯藏過程中可有效防止食品水分蒸發(fā)而引起的干耗，并能有效抑制腐敗微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)貨架期。同樣的方法，海藻酸鈉也可應(yīng)用到水果、禽蛋等的保鮮中。

3.2 復(fù)合涂膜

涂膜保鮮技術(shù)中常用的成膜材料除了海藻酸鈉外，還有果膠、淀粉、卡拉膠等多糖類、明膠等蛋白類和石蠟、蜂蠟等脂類物質(zhì)。由于單一的涂膜材料都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，常把這幾種成膜材料結(jié)合使用，以獲得更好地機(jī)械性能和保鮮效果。將海藻酸鈉和果膠按不同的比例制成涂膜，所得的涂膜都均勻透明，并表現(xiàn)出了良好的親水特性。在海藻酸鈉溶液中加入納米纖維素顆粒，表現(xiàn)出了良好的相容性，并且加入納米纖維素顆粒后能提高80%的抗張強(qiáng)度，顯著增強(qiáng)了膜的機(jī)械性能。將大豆蛋白、月桂酸與海藻酸丙二醇酯進(jìn)行共混改性，降低了復(fù)合膜的透濕性，但明顯提高了復(fù)合膜的抗張強(qiáng)度和延伸性。在海藻酸鈉溶液中分別加入卡拉膠、果膠、馬鈴薯淀粉、結(jié)冷膠和纖維素形成復(fù)合膜，能明顯提高膜的延伸率；果膠-海藻酸鈉復(fù)合膜比單一的海藻酸鈉膜的抗張強(qiáng)度要好。將羽毛角蛋白和海藻酸鈉混合形成復(fù)合膜，并通過紅外光譜確定了兩者之間主要通過氫鍵相互作用，形成的復(fù)合膜有較好的機(jī)械強(qiáng)度和延伸性，透明度較好。

4 展望

褐藻膠在褐藻門類藻中含量較高，且提取容易，能夠作為食品添加劑廣泛使用，既具有增稠、乳化作用，又具有保水性、成膜性等優(yōu)良特性，目前我國(guó)褐藻膠產(chǎn)量在世界中占有很大比例，應(yīng)用前景廣闊。