天然高分子保鮮涂膜研究進展

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用進行了總結和展望。

關鍵詞 天然高分子;保鮮涂膜

中圖分類號：TS255.3 文獻標識碼：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量均居世界首位，然而如此巨大的種植生產能力并沒有使農民快速富裕起來，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、貯藏和產地基礎設施建設等，每年因此而造成的損失率高達25%～30%。果蔬采后的腐爛損耗，使得農民、供銷商承擔著巨大的經濟損失，消費者也面臨著果蔬腐爛變質的風險。因此，為果蔬產業提供高質量的貯藏保鮮手段，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的品質、品味、營養成分和外觀，提高其商品價值的同時降低營養成分的損失。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，但其貯藏規模大，設備要求高，貯藏時間和保鮮效果都很有限，很難滿足大規模、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期，是一種很好的保鮮方式。該文總結了天然高分子用于保鮮涂膜的種類及其應用研究，并對其發展前景進行了展望。

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、玉米蛋白等蛋白質類高分子。這些天然高分子都可以用于制備保鮮涂膜，加強對果蔬的保鮮。

2 多糖類保鮮涂膜及其應用

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，已被廣泛應用于醫藥、食品、飼料、環保等多個領域[1]，其主要成分為脫乙酰甲殼素及其衍生物。由于其易成膜，因此廣泛應用于果蔬保鮮。近年來，隨著大眾對化學保鮮劑毒性的擔憂和農產品質量衛生的要求，殼聚糖在果品保鮮方面的開發應用受到高度重視，國內外已有此類保鮮劑在果品貯藏保鮮上的應用[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，制備成高分子復合保鮮液對雙孢蘑菇進行涂膜處理，研究結果表明，這種涂膜能有效降低蘑菇的呼吸強度，保持硬度，抑制酶活，減少蘑菇開傘現象的發生。

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、穩定性和機械性能都較差，因此不能直接用于果蔬保鮮涂膜，需要對其進行改性。研究結果表明，通過對淀粉進行氧化反應、交聯反應和醚化反應可以提高其性能。岳曉華等[4]制備了淀粉—殼聚糖復合涂膜液，這種涂膜能夠延緩果實色澤的轉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溶劑，是植物細胞壁的主要成分。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，對蘋果進行涂膜保鮮，結果表明，這種復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的糖醛酸按一定的比例組成的多糖[6]。卡拉膠又名角叉菜膠，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，果膠的凝膠強度增強;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，從而保護果蔬不被氧化。

3 蛋白質類保鮮涂膜及其應用

蛋白膜具有營養價值高、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。天然蛋白質有玉米醇溶蛋白、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定的結構，加熱或酸、堿、鹽等處理會使蛋白質分子變性而形成立體網絡結構，因此蛋白質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，蛋白質分子間以較強的二硫鍵、疏水鍵相連，這是玉米醇溶蛋白易于形成薄膜的基礎，當成膜液涂布以后，隨著溶劑的揮發，薄膜脫水、干燥使得膜形成液中蛋白質濃度增大。當濃度超過一定值時，蛋白質凝聚，分子間形成維持薄膜網狀結構的氫鍵、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行保鮮，但直接提取的明膠沒有保鮮作用，必須經過加工，添加一些相應的成分，從而達到保鮮效果。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合膜，隨著明膠含量的增加，膜的拉伸強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。霍君生等[9]研究了明膠與蜂膠涂膜劑對菜豆的保鮮效果，當明膠與蜂膠濃度均為1%時，蜂膠涂膜劑可達到較好的保鮮效果。

3.3 其他蛋白質類保鮮涂膜

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]，能與水形成網絡結構，從而具有優良的延伸性、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價值高并具多種活性成分和保健作用的蛋白質，采用乳清蛋白作為可食用膜基質，不僅對果蔬具有高效的保鮮作用，還具有良好的營養價值[10]。

4 總結與展望

保鮮涂膜能夠提高果蔬的利用率，改善果蔬的品質，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代生活中的普遍應用，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展和應用前景，未來必將在果蔬保鮮領域占有重要的地位。

參考文獻

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責任編輯：李楊

基金項目???隴南師范高等專科學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高分子材料的研究。

收稿日期???2019-07-05