藍(lán)莓涂膜保鮮研究進(jìn)展

郝丹青，孫海燕,2,3,*，劉 笑，馬 駿，秦公偉

（1.陜西理工大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 漢中723000；2.陜西理工大學(xué)陜西省資源生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 漢中723000；3.國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心秦巴地區(qū)保鮮工作站，陜西 漢中723000；4.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，天津300384）

藍(lán)莓又名越橘、篤斯等，杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vacciniumspp.），多年生灌木小漿果，被譽(yù)為“漿果之王”[1]。藍(lán)莓酸甜適中，果肉細(xì)膩，皮薄籽小，營養(yǎng)豐富，含有維生素、礦物質(zhì)、花青素和黃酮等多種生理活性成分，具有抗氧化、抗衰老、預(yù)防癌癥[2]、改善心血管機(jī)能和保護(hù)視力等醫(yī)療保健功效，被國際糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一[3-7]。

藍(lán)莓栽培始于北美，我國于1983年引入，2000年以后藍(lán)莓人工栽培面積迅速增長，由2001年的24 hm2增加到2017年的5.59萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)15.43萬t，地域分布由吉林、黑龍江擴(kuò)展到山東、遼寧、云南、貴州、陜西、江蘇、安徽、浙江等地[8-10]。隨著國家對(duì)農(nóng)業(yè)扶持力度的不斷加大，藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)作為特色農(nóng)業(yè)在我國將有更廣闊的發(fā)展空間[11]。

藍(lán)莓采收多在高溫高濕季節(jié)，采后果實(shí)生理代謝旺盛，常溫下極易失水萎蔫、軟化腐爛，不耐貯藏，貯藏保鮮成為影響藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題[12]。目前，藍(lán)莓保鮮主要采用低溫結(jié)合其他保鮮技術(shù)，這些方法可一定程度的延長其保鮮期，但與可食性涂膜保鮮處理相比，后者安全性更高，而且藍(lán)莓屬小漿果，易損傷，涂膜保鮮可以在其表面形成一層致密的保護(hù)膜，既具有保護(hù)藍(lán)莓的作用，又可以延長其保鮮期[13]。因此，本文對(duì)藍(lán)莓涂膜保鮮的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景進(jìn)行了重點(diǎn)介紹，以期為其相關(guān)研究與應(yīng)用提供一定的理論參考。

1 涂膜保鮮原理

涂膜保鮮通過噴淋、浸泡等方式將可食用材料均勻地涂抹在果蔬表面，從而形成一層均勻且致密的保護(hù)膜，減少果蔬與外界空氣的接觸，同時(shí)抑制果蔬呼吸作用等生理代謝活動(dòng)，降低果蔬營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，延長貯藏期。張勝文[14]研究發(fā)現(xiàn)羧甲基殼聚糖可有效抑制貯藏期間草莓的呼吸作用，同時(shí)減少其可溶性固形物、總酸及VC的損耗，改善草莓品質(zhì)，延長貯藏期。在葡萄、香蕉及蘑菇等果蔬涂膜研究中，相似結(jié)論也被證實(shí)[15-17]。

除此以外，涂膜保鮮還可能影響果蔬貯藏期間某些基因的表達(dá)，進(jìn)而改善果蔬貯藏品質(zhì)。嚴(yán)嘉瑋[18]研究發(fā)現(xiàn)羧甲基殼聚糖/殼聚糖復(fù)合膜可促進(jìn)草莓中多酚、類黃酮等相關(guān)次級(jí)代謝產(chǎn)物合成基因的表達(dá)，進(jìn)而提高其抑菌、抗氧化活性，增強(qiáng)草莓對(duì)采后環(huán)境脅迫因子的抵抗能力。Liu等[19]研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸/殼聚糖復(fù)合膜可抑制番荔枝細(xì)胞壁軟化相關(guān)基因AcXETs、AcEXPs、AcPE的表達(dá)，進(jìn)而影響番荔枝貯藏期間硬度、呼吸速率、褐變程度等，改善其貯藏品質(zhì)。

2 可食用涂膜材料在藍(lán)莓保鮮中的應(yīng)用

隨著社會(huì)的發(fā)展和國家對(duì)食品安全的重視，人們的安全意識(shí)也在逐漸提高，綠色環(huán)保的可食用涂膜材料在果蔬保鮮中的應(yīng)用越來越多，尤其適用于藍(lán)莓等漿果的貯藏保鮮。目前，常用的可食用涂膜材料主要包括蛋白質(zhì)類、脂質(zhì)類、多糖類。

2.1 蛋白質(zhì)類

以明膠、大豆蛋白、乳清蛋白等為原料制備的蛋白質(zhì)膜，具有可食用、可生物降解和力學(xué)性質(zhì)良好等優(yōu)點(diǎn)，多被用于肉蛋奶類的貯藏保鮮，在藍(lán)莓中很少單獨(dú)使用，多與其他材料復(fù)合使用。Abugoch等[20]模擬超市貨架條件，研究藜麥蛋白/殼聚糖/向日葵油食用混合薄膜對(duì)藍(lán)莓貨架期品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，用混合膜處理后的藍(lán)莓色度顯著下降，果實(shí)成熟度略微降低，且貯藏期間霉菌和酵母菌的生長繁殖得到抑制。汪東風(fēng)等[21]研究表明殼聚糖/明膠復(fù)合膜結(jié)合低溫處理，可有效抑制藍(lán)莓果實(shí)硬度的下降，維持果實(shí)可滴定酸與VC的含量，提高SOD活性。

2.2 脂質(zhì)類

脂質(zhì)是一大類高分子有機(jī)化合物總稱，用于涂膜保鮮的脂類主要有蠟質(zhì)、乙酰單甘酯、硬脂酸單甘油酯等。脂類膜防水性能好，但力學(xué)、光學(xué)性質(zhì)較差，不透明且易碎，其可作為改性劑提高膜性能，很少單獨(dú)使用，多與蛋白質(zhì)及多糖混合制備成復(fù)合膜。鐘樂等[22]以硬脂酸為改性劑，對(duì)聚乙烯醇（PVA）膜進(jìn)行改性，結(jié)果表明，改性后膜的耐水性能得到明顯提高，膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和透明度略有降低。宋洪文等[23]制備5種配方的蠟?zāi)?，探究其?duì)新鮮藍(lán)莓常溫條件下的保鮮效果。結(jié)果表明，蠟?zāi)ぬ幚砟軌蛞种扑{(lán)莓果實(shí)腐爛，延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，用蜂蠟100 g、酪蛋白鈉20 g、蔗糖脂肪酸酯10 g、70%乙醇10 mL和水800 mL制得的復(fù)合膜可使藍(lán)莓常溫貯藏時(shí)間延長至11～12 d。

2.3 多糖類

多糖類可食用膜由高分子量多糖聚合物與特定溶劑混合制成，其具有分子量大、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢，在藍(lán)莓涂膜保鮮中應(yīng)用較廣[24]。目前，藍(lán)莓涂膜保鮮多選用殼聚糖及其衍生物、纖維素及其衍生物、海藻酸鈉等制成的多糖可食用膜。

2.3.1 殼聚糖及其衍生物

殼聚糖又名可溶性幾丁質(zhì)、可溶性甲殼素和脫酰甲殼素，略帶珍珠光澤，無味、無毒、易降解[25-26]。殼聚糖具有抑菌作用，可能是由于殼聚糖溶于酸性溶液后表面帶正電荷，能與微生物表面的陰離子結(jié)合，改變細(xì)胞滲透壓，從而起到抑菌作用[27]。此外，殼聚糖膜對(duì)CO2的滲透性小，阻濕性好，可降低藍(lán)莓的呼吸作用，減少水分流失[14]。但單一的殼聚糖膜機(jī)械性能、濕潤性和透氣性能均不理想[28]。目前，藍(lán)莓涂膜保鮮中多采用殼聚糖衍生物或殼聚糖與其他保鮮劑混合制備復(fù)合膜。李翠萍等[29]將殼聚糖季銨鹽分別與丁香提取液和甘草提取液混合制備復(fù)合膜，研究其對(duì)藍(lán)莓的保鮮效果，結(jié)果表明：兩種復(fù)合膜涂膜處理均能降低藍(lán)莓失重率和VC損失，抑制藍(lán)莓硬度下降和花青素的變化，具有較好的保鮮效果。Mannozzi等[30]制備的殼聚糖膜和殼聚糖/原花青素膜均能有效抑制藍(lán)莓硬度的下降和酵母菌、霉菌的生長，提高藍(lán)莓抗氧化活性和貯藏品質(zhì)。

2.3.2 纖維素及其衍生物

纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)與淀粉相似，是自然界分布最廣的多糖化合物。天然纖維素具有機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好，比表面積大，來源豐富、可再生等優(yōu)點(diǎn)，但存在尺寸不一、拉伸強(qiáng)度低等不利于成膜的特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中一般需要對(duì)其進(jìn)行改性修飾或作為輔助材料提高復(fù)合膜的潛在適用性。張群利等[31]在以玉米秸稈制備的再生纖維素溶液中加入不同濃度的蒲公英提取物和茶多酚，得到3種復(fù)合膜，將其應(yīng)用于藍(lán)莓涂膜保鮮，結(jié)果表明：使用15%蒲公英提取物與15%茶多酚的再生纖維素復(fù)合膜保鮮的藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)明顯提高，其果實(shí)硬度為對(duì)照組的3.14倍，VC含量為對(duì)照組的1.70倍，花青素含量為對(duì)照組的1.48倍，而失重率僅為對(duì)照組的59.1%，有效延緩了藍(lán)莓的品質(zhì)下降。

2.3.3 海藻酸鈉

海藻酸鈉，又稱褐藻酸鈉、海帶膠、藻酸鈉，是由海帶等褐藻類海藻經(jīng)酸凝、鈣凝等方法提取而成的白色或淡黃色粉末，無臭、無味。海藻酸鈉無毒、可生物降解、制作成本低、成膜后阻氧性好。相關(guān)研究表明：海藻酸鈉復(fù)合膜可減少藍(lán)莓水分蒸發(fā)，抑制藍(lán)莓的呼吸作用、硬度下降及MDA生成，維持藍(lán)莓可滴定酸、總糖等物質(zhì)含量及表面顏色鮮亮，提高藍(lán)莓SOD、POD和CAT的活性[32-33]。

2.3.4 其他多糖膜材料

除上述介紹的多糖類涂膜材料在藍(lán)莓保鮮上的應(yīng)用，阿拉伯膠、魔芋葡甘聚糖等可食用多糖膜在藍(lán)莓貯藏保鮮研究中也有報(bào)道。但多糖類材料多與其他材料混合形成復(fù)合膜，既改善了復(fù)合膜的抗拉伸強(qiáng)度、流動(dòng)性、滲透性等，還提高果蔬貯藏保鮮效果。Haroon等[34]研究了阿拉伯膠（GA）與非洲猴面包樹果實(shí)提取物（AB）對(duì)冷藏藍(lán)莓品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：GA與AB復(fù)合膜處理能明顯抑制藍(lán)莓果實(shí)失重率和腐爛率的上升及硬度的下降，維持藍(lán)莓總酚和總花青素含量。

3 展望

我國藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，采后保鮮成為亟需解決的關(guān)鍵問題。涂膜保鮮技術(shù)作簡單，可食用涂膜劑綠色健康，應(yīng)用前景廣闊，但存在單一材料膜穩(wěn)定性差，部分材料復(fù)合后性能下降的問題，故今后可加大探索有效的復(fù)合膜配方，如添加尺寸小、性能獨(dú)特的納米材料以提高復(fù)合膜的抗拉伸強(qiáng)度，改善復(fù)合膜的抗老化性與流變性。不同氨基酸組成的抗菌肽來源廣泛，分子量小，易被降解，且具有廣譜抗細(xì)菌性等特點(diǎn)，與其他材料混合成膜可提高復(fù)合膜的抗菌活性。此外，藍(lán)莓保鮮機(jī)制尚不明確，可從相關(guān)代謝途徑、基因水平等方面深入研究，進(jìn)一步揭示其作用機(jī)理。