天然涂膜材料在柑橘贮藏中的应用研究进展

屈立武，谭谊谈，周雅涵，曾凯芳，2，*

(1.西南大学食品科学学院，重庆400715;2.西南大学国家食品科学与工程实验教学中心，重庆400715)

柑橘果实营养丰富，色香味兼优，既可鲜食，又宜加工和综合利用，兼具良好的经济和药用价值。由于柑橘果实成熟期相对集中，贮运条件相对落后，果实易受病原微生物侵染，每年都有大批柑橘在贮存、运输和销售过程中腐烂变质［1］。采后涂膜处理作为一种经济方便的贮藏方法，是现代化果品商品化处理的重要环节，也是提高果品竞争力的重要手段。国外十分重视果品涂膜保鲜的研究与应用，绝大部分柑橘在上市前都需要进行涂膜处理，而未经涂膜的柑橘果实是不能进入超市销售的［2］。涂膜就是柑橘果实经过处理在表面形成一层具有气调作用的透明薄膜，它可以增加柑橘果实表面色泽、延缓后熟、保持品质，提高柑橘果实的商品价值。目前使用的涂膜剂材料有化学类和天然类物质，但是由于化学类涂膜材料长期应用易导致病原物抗药性增强、农残超标和环境污染等问题［3］，相比之下，天然类涂膜材料不仅具有良好的选择透气性、阻水性，还具有无色、无味、无毒等优点，同时兼具一定的抗病诱导能力［4］，对提高采后柑橘果实品质和延长货架期都具有良好的效果，大大提高了柑橘果实的商品品质，具有良好的开发和应用价值。本文立足于传统与新型天然涂膜材料，综述了天然涂膜材料单一应用及复合涂膜在柑橘果实贮藏保鲜中的研究及应用进展。

1 蜡与胶类

蜡和胶类作为传统的天然涂膜材料，在采后柑橘果实涂膜保鲜中得到大量应用［5］。棕榈蜡、蜂蜡、蜂胶、紫胶等涂膜剂应用于柑橘果实的贮藏保鲜，不仅对果实品质保持具有一定效果，同时兼具一定的抗病诱导能力［6］。然而，单一应用这类涂膜剂会限制果实内部气体交换，存在能导致果蔬异味的风险，同时还会引起油胞下陷产生干疤痕，影响柑橘果实外观［7－8］，从而限制了这类涂膜物质在柑橘果实上的应用。

近年来的研究发现，在以蜂蜡为涂膜基质的溶液中分别加入不同盐类、可食性的抗真菌剂、瓜尔胶、脂肪酸进行复配处理，不仅改善了膜结构，提高柑橘果实表面的光泽度，贮藏过程中柑橘果实的腐烂率和发病率明显降低，延缓了果实硬度和失重率的减少;大部分的蜂蜡复合处理降低了蜂蜡单一涂膜导致的乙醇和乙醛的累积，然而脂肪酸与蜂蜡的复合处理却增加了果实中乙醛和乙醇的累积［9－12］。

紫胶单一涂膜处理对椪柑挥发性香气成分的保持较好，但是涂膜对CO2和O2通透性的调控能力不强、持水性需进一步提高。而紫胶和纳米SiOx复合涂膜处理柑橘果实，不仅改善膜的气体透过性和持水性，还减少了病原菌的浸染造成的腐烂，更好地抑制了椪柑果实的呼吸强度，减少了果实的水分蒸腾损失、营养物质的损耗，较好地保持果实品质［13－14］。另外的研究发现，蜂胶结合明胶、蔗糖酯复合涂膜处理柑橘果实后，果实贮藏期品质的保持和货架期的延长效果都明显优于蜂胶单独处理［15］。

2 壳聚糖类

壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基转化而成的产物［16］。壳聚糖在果蔬保鲜方面具有两个重要机制:一方面，壳聚糖作为抑菌剂和生物激活剂，可以直接干扰真菌的生长和激活果蔬的防御机制，包括几丁质酶的积累、活性氧代谢蛋白酶抑制剂的合成和愈伤组织诱导合成等;另一方面，壳聚糖涂膜在果蔬表面可以起到气调的作用，降低呼吸速率，抑制乙烯生成，控制表面水分活度，有效地保持果蔬采后品质［17－20］。

柑橘果实在贮藏期间存在衰老速度快、容易遭受病原微生物侵染，从而造成果实大量损失的生产现状。使用壳聚糖涂膜处理能够有效地控制柑橘果实的呼吸作用、降低失水速度以及营养成分的损失，同时能够防止病原微生物的侵染［21］。虽然壳聚糖作为新型的天然涂膜材料在果蔬保鲜中已经广泛应用，但是壳聚糖的种类、粘度、分子量大小对柑橘果实贮藏效果影响较大;同时，由于果实产地、品种及贮藏过程中主要生理性病害的不同，柑橘果实最适的壳聚糖处理浓度也存在差异［22－25］。在茂谷柑的研究中发现，低分子量(LMWC，分子量为15000u)壳聚糖涂膜处理对果实的保鲜效果优于高分子量(HMWC，分子量约为 357000u)的壳聚糖处理［26］。另外，在对“财富”和“瓦伦西亚”两种品种柑橘果实的研究中发现，“财富”柑橘果实最佳的壳聚糖涂膜处理浓度为0.5%BIOREND®，而“瓦伦西亚”柑橘果实为1.25%BIOREND®，两种柑橘果实的初始重量与壳聚糖浓度的最佳比例为100∶1，此时壳聚糖涂膜不仅能够很好地控制两种柑橘果实失重率的减少和色泽变化，还能有效抑制柑橘果实表面真菌生长［27］。

较之壳聚糖单一涂膜处理，壳聚糖复合其它天然物质处理柑橘果实具有更为突出的保鲜效果。精油作为一种天然香辛料，具有抗菌防腐及抗氧化作用，作为涂膜助剂使用可以相应减少或替代防腐剂、抗氧化剂等化学添加剂，不仅强化了壳聚糖涂膜处理的效果，更有益于人的健康。Sánchez－González［28］将精油作为辅助剂和壳聚糖复合涂膜，不仅改善了膜的亲水性、均一性和完整性，而且显著提高了复合涂膜剂的抑菌性能;另外，复合涂膜处理在柑橘果实色泽保持、失重控制以及呼吸速率抑制上明显优于壳聚糖单一涂膜处理的效果。

3 刺槐豆胶(LGB)类

刺槐豆胶(LGB)是从豆科植物长角豆(Cerafonia siligua)的种子胚乳部分提取的，以半乳糖和甘露糖残基为结构单元的多糖化合物，其单元由D－甘露糖和D－半乳糖构成，两者平均比率近似为4∶1，其特殊性决定了多糖聚合体在水中三维立体结构的特殊。刺槐豆胶可以与其它亲水胶体在相互作用下形成凝胶，其本身还可在特殊环境下形成凝胶［29］。近年来的研究表明，刺槐豆胶可以作为保鲜涂膜剂用于果蔬保鲜［30－31］。在柑橘果实的研究中发现，与对照果实相比，刺槐豆胶复合涂膜液处理不仅能够减少果实的失重率，保持果实良好的色泽，还可以控制柑橘果实冷害，减少果实中乙醇的生成，降低柑橘果实风味劣变的风险［32］。利用新型的天然涂膜剂刺槐豆胶处理果实，从而提高果实的商品价值，这为我们发现和利用天然涂膜材料提供了新思路。

4 魔芋葡甘聚糖类

魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan，简称KGM)是一种天然生物高分子膜材料，KGM在10℃以下呈液态，具有良好的吸水、保湿、成膜和凝胶性，其中，高脱乙酰度的魔芋葡甘聚糖成膜性较好［33］。魔芋葡甘聚糖及其衍生物在哈密瓜、苹果、荔枝和水蜜桃涂膜保鲜已有应用，其机理主要是控制气体交换，通过调节O2、CO2、乙烯和水蒸气的透过率，从而控制采后水果的品质［34－35］。近年来的研究表明，魔芋葡甘聚糖也可以用作果实的涂膜保鲜剂。以魔芋精粉为基质的复合涂膜剂处理柑橘果实后，可有效延长柑橘果实的贮藏期，减少营养物质的损失，使果实保持良好的风味和口感［36］。同时魔芋葡甘聚糖复合液膜在一定条件下可自然成膜，降解性好，不但简化复合膜的制备工艺，提高膜的应用范围，而且可以缓解塑料保鲜膜造成的“白色污染”［37－38］，为柑橘果实的保鲜研究提供了一个新的途径。

5 其它新型材料

蔗糖甲基丙烯单酯是以蔗糖和甲基丙烯酸为原料合成的，是一种可食、无毒、无臭、无味的天然涂膜剂，该聚合物涂膜后可明显改善多种果蔬品质。陶能国［39］的研究表明，2%的蔗糖甲基丙烯单酯涂膜处理不仅能显著改善宫川柑橘果实品质，还能延缓果实衰老，延长货架期。

高吸水树脂(SAP)是一种含羟基、羧基等强亲水性基团，并具有一定交联度的网状结构新型功能高分子材料，在食品保鲜领域已经取得良好效果［40］。用鱼蛋白高吸水树脂涂膜处理柑橘果实，在室温条件下贮藏一段时间后，涂膜处理的柑橘果实失重率、VC损失量、有机酸损失量均明显减少，并有效地抑制了柑橘的呼吸作用，很好地保持了柑橘果实的风味和外观［41］。

Desikote MAX是一种天然生物提取物，可在植物表面形成一层独特的、有弹性的半透性保护膜，该物质具有成膜性好、抗寒性强、安全无毒等优点。不同稀释度的Desikote MAX定期喷施宫川柑橘树体，发现Desikote MAX能延缓采后柑橘果实的可溶性固形物、可滴定酸和VC含量的下降，且能有效抑制浮皮率、褐变度的上升，其中以稀释度为200倍的Desikote MAX喷施处理的效果为最佳［42］。

目前应用的天然涂膜贮藏物质还有很多，如纤维素类的改性羧甲基纤维素、乙基纤维素、经乙(丙)基纤维素等，蛋白质类的大豆蛋白膜、小麦蛋白膜、玉米蛋白膜、乳清蛋白膜，以及淀粉膜和海藻酸钠膜等［43］。同时，国内外主要研究膜的性能、结构，做定量定性分析，选择成膜的最佳工艺条件和配方，这对于天然物质涂膜材料的开发和应用具有重要意义，新型天然涂膜材料的研究也将会越来越深入和广泛。

6 结语

目前天然涂膜材料已经成为柑橘涂膜保鲜的研究方向，但单一物质的涂膜，不仅膜性能欠佳且效果有限，两种甚至几种涂膜物质复合使用，不但能改善膜的特性，增强保鲜效果，提高柑橘采后品质，保持柑橘果实良好的风味、色泽，还能有效控制柑橘果实贮藏期间病害的发生，延长货架期，提高果实的商业品质，同时符合人们对食品安全和环境保护的要求，因此开展天然涂膜材料复合技术的研究具有重要的理论意义和实践价值。

天然物质特性不易调整，对柑橘果实的保鲜效果有时不是很理想，对天然物质进行改性以提高其贮藏效果是今后的攻关方向;另外，天然涂膜材料复合技术的新应用弥补了单一涂膜的缺陷，也增强了天然涂膜材料在采后果实贮运保鲜中的适应性及应用范围，复合过程中的添加物对膜物理学及生物学特性的影响仍有待于进一步研究。

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