海藻酸鈉涂膜在食品加工中的應用

郭志芳 楊雯雯

摘要：海藻酸鈉作為一種提取物的副產品，多糖類，具有藥物制劑輔料所需要的穩定性質、溶解性質、黏性以及安全性，被廣泛用于食品工業以及醫療行業。隨著生活水平提高，人們對于飲食健康的要求顯著提升，如何保證食品質量、延長保質期、減少加工物質對人體的損害，成為當前的研究重點。而海藻酸鈉被膜作為一種天然加工產物，其在多個行業具有良好的應用前景。文章介紹了海藻酸鈉的理化特點，并綜述了海藻酸鈉涂膜在食品加工中的應用，以期為相關人員提供工作建議。

關鍵詞：海藻酸鈉；被膜；食品加工；應用機制

中圖分類號：TS205.9 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210212

海藻酸鈉作為一種天然物質，因其具有良好的功能特點，被廣泛應用于食品制造中。并且，由于海藻酸鈉具有的凝膠能力，諸多人員在實際生產中，常選擇應用其鈣鹽水凝膠，以此提高食品的性能。目前，海藻酸鈉在食品加工中的應用較多，包括：食品包裝以及果品保鮮等。本文主要針對海藻酸鈉涂膜在食品加工行業的應用進行概述，以期為食品加工行業提供更多的工作思路。

1 海藻酸鈉的理化特點

海藻酸鈉又名褐藻酸鈉、藻酸鈉等，其具有長壽食品的美譽[1]。海藻酸鈉的分子結構主要為β-D-甘露糖醛酸鈉（M）以及α-L-故落糖醛酸鈉鹽（G）共同組成，且鈣物質的分子量主要在32 000 ～ 2 000 000。M以及G 的實際比例以及排列順序，常因褐藻的種類不同而出現顯著的差異。并且，即使兩種為同一褐藻，常會由于存在的位置不同，而存在顯著的差異。

海藻酸鈉為白色或者淡黃色的粉末，無臭、無味，且不溶于乙醇、氯仿和酸以及乙醚等物質。海藻酸鈉具有較高的親水性和良好的吸濕性能，可以溶于熱水以及冷水中。當海藻酸鈉溶于水后會迅速形成黏稠的膠狀溶液，具有較強的羥基活性，可以和二價金屬離子進行交換反應（除鎂、汞外），進而形成海藻酸鹽凝膠。因此，海藻酸鈉對重金屬離子產生的發酵氧化反應具有一定的抑制作用。海藻酸鈉形成的凝膠中，其與氯化鈣產生反應形成的凝膠強度最高。海藻酸鈉形成凝膠與實際濃度、鈣量、凝膠化速率具有一定的聯系[2]。

與此同時，吳芳英等[3]研究發現海藻酸鈉可以產生纖維以及薄膜，極易與蛋白質、淀粉、果膠、阿拉伯膠以及甘油等融合[3]。海藻酸鈉還具有促使膽固醇排出體外，抑制人體吸收鍶、鎘以及鉛的程度，降低糖對人體的作用等功能。并且，海藻酸鈉不易被人體吸收，故不會對正常的代謝產生影響。海藻酸鈉還具有良好的成膜性、增稠性、穩定性、絮凝性以及保型性，可以作為食品添加劑對食物的結構進行改善，進而提高食物的質量。另外，李媛[4]研究發現海藻酸鈉在預防以及疾病治療中，其具有降低人體膽固醇、降低血液黏稠度、疏通與軟化血管的作用。同時，因海藻酸鈉具有的成膜性，可以將其制成可食用性薄膜用于食品包裝中。

2 海藻酸鈉涂膜及其在食品加工中的應用

2.1 食品包裝

隨著人們生活節奏以及工作增快，諸多便捷的食物逐漸進入人們的視野中[5]。一次性餐具的應用量從20世紀80年代的3億增加為當前的100億，但其對當前的生態環境產生了嚴重的影響。

由于白色污染程度不斷加重，紙質餐具應時而生[6]。目前市場推廣應用的快餐具主要包括紙淋膜餐盒、紙板淋膜餐盒以及紙漿膜塑餐盒[7]。由于紙漿膜塑餐盒生產投資大、各項工藝十分復雜且生產成本比較高，競爭力較小[8]。而國產的紙淋膜或板淋膜餐盒投資小、操作工藝比較簡單且生產成本比較低，其在餐盒競爭中具有明顯的優勢。

紙淋膜餐具主要是指在紙上覆蓋或者復合一層聚乙烯膜，進而克服紙板不防水、不防油、不耐溫的因素，改善餐具的應用不足[9]。紙淋膜餐具可以順利分解、腐爛，但聚乙烯膜仍舊完好。這些塑料依舊殘留在環境中，對生態環境產生影響。需采取紙膜分離的方式對其進行回收或研究可以替代聚乙烯膜的物質，來解決這一問題。

寧曉等[10]將水不溶性褐藻膠用于紙質餐具制作中，海藻酸鈉具有較好的成膜性。將化學技術用于制膜工藝中，其制作的膜具有無毒、無味的特點，且各項性能均滿足紙質餐具的要求，有望改善聚乙烯膜造成的環境污染情況。

張玉娟等[11]將海藻酸鈉作為原材料研制不溶于水的褐藻膠膜替代乙烯膜用于紙質餐具的表面覆蓋中，如覆蓋在紙質的牛奶筒、杯子、碗筷等表面，作為主要的覆蓋薄膜。研究結果顯示，海藻酸鈉具有較高的成膜性，可以將化學交聯技術用于覆膜制造工藝內，且制造所得交聯膜具有無毒、無味的特點，且實際強度、防水、耐高溫、防油性能較好，可以滿足紙質餐具的實際需求。該結果顯示，海藻酸鈉可以用于生產紙質餐具表面所需的覆膜中，進而降低我國白色污染的程度。

馮春等[12]針對不同情況下生物高聚物涂膜用于瓦楞纖維板襯墊中的阻水性以及機械性能展開實驗研究，分別是對卡紙的表面涂膜生物高聚物，如海藻酸鹽以及大豆分離蛋白等物質，對其進行下一步處理，采用交聯、甲醛處理后，生物高聚物涂膜可以加厚卡紙的原本厚度，且加厚程度與被膜原料以及處理方法具有密切的聯系，并使卡紙的表面更加光滑。雖然涂膜卡紙的抗拉強度出現變化，原本的強度降低。但是，卡紙的環形物抗壓強度并未改變。而卡紙所具有的變濕性能，其與水滴的接觸角動力學變化存在密切的聯系，且水蒸氣的滲透性以及吸收率均受生物高聚物涂膜的影響，但也與改變的程度以及被膜使用原料以及處理方法存在密切的聯系。比如，卡紙與水滴的接觸角存在的改變率可以從原本的1.14倍轉變為3.80倍，且這一改變與涂抹原料以及處理的方法存在密切的聯系?？傊?，大多分離蛋白涂膜卡紙的阻水性能要比海藻酸鈉涂膜卡紙的更強一些。并且，經過海藻酸鈉處理的涂膜卡紙，對其進行CaCl2處理后，其阻水性能與大豆分離蛋白的基本一致。

2.2 果品生產行業

果品涂膜作為一種常見的食物保鮮措施，已有幾十年的發展歷史。果品涂膜不僅可以改善水果的外觀，還能實現水果保鮮的目的，并逐漸發展為當前儲存水果的有效技術，或輔助其他水果儲存技術應用，受到果品行業的廣泛關注[13]。隨著人們對于食品健康的要求顯著提高，果品保鮮涂膜制劑的成分隨之改變。保鮮劑從原本的低毒性化學物質逐漸轉變為無毒的天然物質，以此滿足人們的果品保鮮要求。

海藻酸鈉涂膜作為一種全新的保鮮劑，將其用于果品保存中，也具有較好的效果。這是由于海藻酸鈉涂膜可以抑制水果在空氣中發生的氧化反應，以此減少果品氧化度，保證水果細胞膜的完整，讓水果的保護酶活性處于較低的狀態[14]。

傅軼凡等[15]研究發現，海藻酸鈉涂膜對于紅富士蘋果具有顯著的保鮮目的。涂膜可以降低果實內的活性氧氣生成情況，并降低膜脂的過氧化程度，進而保證細胞膜的完整性能，讓果實保持較低的保護酶活性。陳曦等[16]研究發現海藻酸鈉涂膜可以延緩蘋果硬度的下降速度，減少果實的失水及失重，進而實現保持蘋果品質的作用。

另外，海藻酸鈉涂膜可以通過降低水果的活性氧代謝，實現果品保鮮的目的。魯冬雪等[17]研究發現海藻酸鈉涂膜可以延緩果肉硬度下降的速度，充分保證水果的品質，降低水果出現失重以及失水的情況，以此保持水果的新鮮程度。同時，海藻酸鈉涂膜還具有容易配置、成本較低、容易清洗、改善外觀等優勢，是保存蘋果的良好涂膜制劑。但是，海藻酸鈉涂膜在保持果品水分方面稍差，當蘋果保存時間超過135 d后，蘋果會由于缺氧而出現異味，還需諸多學者改善涂膜保鮮法。

高翠麗等[18]研究發現應用可食用性海藻酸鈉涂膜制劑，可以控制水果出現滲透脫水的情況，進而減少固形物的吸收，預防大量的溶質被吸收后出現的副作用。比如，去除干擾水分、惡化營養、品質損害、不新鮮等情況。因此，果品保存人員對水果進行滲透脫水之前，需采用合理的海藻酸鈉可食用性膜，即多聚糖類，對水果進行涂抹，以此去除多余的水分，阻斷溶質被吸收的情況。實驗表明，涂膜兩次0.5%濃度的海藻酸納溶液，其實際效果最高。并且，其涂膜效果的實際表現包括：去除高水分以及固形物吸收比率，且實際的效果與脫水效率指數相關。單獨應用或者兩次涂膜海藻酸鈉，可以有效阻斷草莓冷凍過程中，汁液的流失情況，降低汁液的流失程度，改善草莓的保存效果以及果品質量。另外，對其進行較高溫度的處理，極易導致果品在第二階段的滲透脫水環節中，損害果品的色澤。

2.3 肉制品加工

詹現璞等[19]研究了海藻酸鈉破膜對冷凍貽貝肉品質的影響，結果顯示，其不僅可以預防貽貝肉冷凍過程中的干耗，還能保證解凍時貽貝肉不發生破碎的情況，保證食用時的味道。同時，研究結果還顯示，海藻酸鈉以及食用明膠混合鈣化后形成的凝固物彈性以及韌性均顯著高于單一的海藻酸鈉物質，且具有光澤、透明的特點，適用于被膜制劑。但是，海藻酸鈉與羥甲基纖維素混合而成的液體鈣化之后，其形成的凝固物，在冷凍解凍之后的彈性、韌性、保水性能稍差。海藻酸鈉溶液內添加新鮮的雞蛋以及添加玉米淀粉的液體鈣化之后形成的凝固物體，雖然在解凍之后彈性與韌性較好，但并不是透明質地，無法看清包裹的物體，不適合用于被膜制劑。

李雯[20]研究發現針對海藻酸鈉涂膜制劑的特效性進行研究發現，采用2%的海藻酸鈉溶液用于食物加工中，需將其浸泡于5%的氯化鈣內，讓其膠凝化2 min。該研究還發現，對蝦仁、扇貝使用海藻酸鈉涂膜后可以延長保存時間，并減少食物的汁液流失情況，降低煮汁損失以及冷藏干耗率。并且，在海藻酸鈉涂膜中添加抗環血酸可以延長食物的保存時間，并維持良好的感官品質。同時，卿櫻露等[21]研究發現在涂膜中添加甘草提取物質，可以抑制帶魚的氧化腐敗，延長帶魚的保存時間。此外，對涂膜進行快速冷凍處理，可以減輕凍結對于涂膜致密結構的影響，進而改善涂膜的保鮮效果。

湯秋冶等[22]研究發現海藻酸鈉涂膜用于冷卻牛肉中，可以降低冷卻牛肉汁液流失程度。同時，海藻酸鈉作為一種可食用的復合膜，能夠顯著降低肉制品的L值，并提高肉制品的紅色程度。此外，將保鮮劑與磷酸鹽、海藻酸鈉結合，并進行真空貯藏效果將更好。此外，金澤林等[23]研究發現海藻酸鈉被膜可以降低凍結以及冷藏過程中牛肉的損失。李水紅等[24]發現涂膜可以阻斷肉制品的水分流失，降低解凍時損害營養的程度，這也是解凍后食物口感較好的關鍵因素。吳洋等[25]研究發現海藻酸鈉綜合性能好，將其與其他物質聯合，可以顯著提升保鮮效果。

3 結 語

海藻酸鈉涂膜作為一種具有較高前景的涂膜制劑，其主要原料為海藻酸鈉，并輔以純天然防腐抑菌物質，以此滿足相關標準。海藻酸鈉涂膜具有顯著特征：涂膜不存在毒副作用，并能減少細菌對食物的污染程度，有效阻斷涂膜表面的微生物生長繁殖，以此保持食物的品質及口感。同時，海藻酸納涂膜還可以延緩食品冷凍之后品質變化的程度，并抑制食物中脂類的氧化變質，延長食物保存時間。

參 考 文 獻

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Application of Alginate Film in Food Processing

Guo Zhifang， Yang Wenwen

（ Luohe Vocational and Technical College， Luohe， Henan 462002 ）

Abstract： As a by-product of extract， sodium alginate is a kind of polysaccharide， and has the stability， solubility， viscosity and safety required by pharmaceutical excipients. Therefore， sodium alginate is widely used in food industry and medical industry. With the improvement of people’s living standards， people’s requirements for healthy diet are significantly improved. How to ensure the quality of food， extend the shelf life and reduce the damage of processed materials to human body has become the current research focus. As a natural product， sodium alginate film has good application value in various industries. Based on this， this paper will review sodium alginate， and review the application of sodium alginate coating in food processing， in order to provide work suggestions for more personnel.

Key words： sodium alginate， coating， food processing， application mechanism