天然高分子保鲜涂膜研究进展

张少飞 王都留 卢祎 贾如琰 吴生平

摘要 合理使用保鲜涂膜对于提高食物保质期具有重要意义。天然高分子保鲜涂膜具有来源广泛、可降解、价格低廉和成膜性好等特点，使用高分子保鲜涂膜是提高食品保鲜效果的一种有效方法。该文综述了天然高分子保鲜涂膜的种类，并对其在果蔬保鲜中的应用进行了总结和展望。

关键词 天然高分子;保鲜涂膜

中图分类号：TS255.3 文献标识码：A 文章编号：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

我国蔬菜和水果的产量均居世界首位，然而如此巨大的种植生产能力并没有使农民快速富裕起来，相反，果蔬的供大于求加重了市场滞销，价格偏低。长久以来，我国果蔬种植业只重视采前栽培和病虫害防治，而忽视了采后处理、贮藏和产地基础设施建设等，每年因此而造成的损失率高达25%～30%。果蔬采后的腐烂损耗，使得农民、供销商承担着巨大的经济损失，消费者也面临着果蔬腐烂变质的风险。因此，为果蔬产业提供高质量的贮藏保鲜手段，以降低果蔬流通损耗，就显得十分迫切。

果蔬保鲜的主要目的在于保持果蔬从采摘后到货架期这段时间内的品质、品味、营养成分和外观，提高其商品价值的同时降低营养成分的损失。目前果蔬的主要保鲜贮藏方法有冻藏、窖藏等低温冷藏的手段，但其贮藏规模大，设备要求高，贮藏时间和保鲜效果都很有限，很难满足大规模、低成本流通的需求。近年来，食品涂膜保鲜法正在不断快速发展，并取得了良好的效果。天然高分子具有来源广泛、价格低廉、可降解等特点，通过将天然高分子改性制备成保鲜涂膜，从而延长果蔬的保质期，是一种很好的保鲜方式。该文总结了天然高分子用于保鲜涂膜的种类及其应用研究，并对其发展前景进行了展望。

1 天然高分子保鲜涂膜的种类

天然高分子是指自然界大量存在的高分子，如壳聚糖、淀粉、纤维素、海藻酸盐和动植物胶等多糖类高分子，以及豆蛋白、酪蛋白、玉米蛋白等蛋白质类高分子。这些天然高分子都可以用于制备保鲜涂膜，加强对果蔬的保鲜。

2 多糖类保鲜涂膜及其应用

天然高分子多糖类涂膜材料主要有淀粉、纤维素、壳聚糖、果胶和动植物胶等。这些涂膜通常对气体具有良好的阻隔性，能在果蔬表面形成均匀的薄膜。然而这些涂膜对水蒸气的阻隔能力较差，不能很好地保持果蔬产品中的水分。

2.1 壳聚糖保鲜涂膜

壳聚糖具有来源广泛、安全无毒、抑菌和可降解等多种特性，已被广泛应用于医药、食品、饲料、环保等多个领域[1]，其主要成分为脱乙酰甲壳素及其衍生物。由于其易成膜，因此廣泛应用于果蔬保鲜。近年来，随着大众对化学保鲜剂毒性的担忧和农产品质量卫生的要求，壳聚糖在果品保鲜方面的开发应用受到高度重视，国内外已有此类保鲜剂在果品贮藏保鲜上的应用[2]。李成华等[3]以双孢蘑菇为试验材料，分别采用实验室自制的壳聚糖季铵盐、羧甲基壳聚糖为成膜主剂，甘油和吐温-20为成膜助剂，制备成高分子复合保鲜液对双孢蘑菇进行涂膜处理，研究结果表明，这种涂膜能有效降低蘑菇的呼吸强度，保持硬度，抑制酶活，减少蘑菇开伞现象的发生。

2.2 淀粉保鲜涂膜

淀粉是一种来源广泛、价格低廉、可再生、可生物降解的天然高分子，容易保存，便于运输，然而由于淀粉的溶解性、稳定性和机械性能都较差，因此不能直接用于果蔬保鲜涂膜，需要对其进行改性。研究结果表明，通过对淀粉进行氧化反应、交联反应和醚化反应可以提高其性能。岳晓华等[4]制备了淀粉—壳聚糖复合涂膜液，这种涂膜能够延缓果实色泽的转黄和可滴定酸含量下降，并能够维持果实较高的维生素含量。

2.3 纤维素保鲜涂膜

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，其是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水和一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分。用纤维素制成保鲜涂膜具有良好的成膜性，但对于气体的渗透阻隔性不佳，通常需要加入甘油和蛋白质以改善性能。刘建志等[5]利用马铃薯废渣为原料制备羧甲基纤维素，然后将羧甲基纤维素与壳聚糖和纳米SiO2混合制得涂膜剂，对苹果进行涂膜保鲜，结果表明，这种复合涂膜剂能够抑制苹果的呼吸作用，延缓果实的衰老，减缓有机酸的消耗，具有抑制果实硬度下降及病菌对苹果的侵染等功效。

2.4 其他多糖类保鲜涂膜

植物胶是一类重要的多糖涂膜保鲜材料，目前已知的植物胶多是由甘露糖、鼠李糖、木糖等单糖和其相应的糖醛酸按一定的比例组成的多糖[6]。卡拉胶又名角叉菜胶，是一种硫酸酯海藻多糖，较塑料膜有很好的阻气性，可以减弱果蔬的呼吸速率和熟化程度[7]。果胶是所有陆生植物初生细胞壁的主要成分，可通过酸解醇析法、酸解盐析法、酶萃取法、微波萃取法等方式获取。一般随分子量增大，果胶的凝胶强度增强;高酯果胶的凝胶速度与酯化度成正比，而低酯果胶的凝胶速度随酯化度的降低而加快，从而保护果蔬不被氧化。

3 蛋白质类保鲜涂膜及其应用

蛋白膜具有营养价值高、口感好、来源广泛等特点，将其制备成保鲜涂膜能够改善果蔬及其加工品的品质。天然蛋白质有玉米醇溶蛋白、酪蛋白、明胶和卵蛋白等，它们依靠分子中的氢键、离子相互作用和二硫键等来维持稳定的结构，加热或酸、碱、盐等处理会使蛋白质分子变性而形成立体网络结构，因此蛋白质具有良好的成膜特性。

3.1 玉米醇溶蛋白保鲜涂膜

玉米醇溶蛋白主要来源于玉米，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，蛋白质分子间以较强的二硫键、疏水键相连，这是玉米醇溶蛋白易于形成薄膜的基础，当成膜液涂布以后，随着溶剂的挥发，薄膜脱水、干燥使得膜形成液中蛋白质浓度增大。当浓度超过一定值时，蛋白质凝聚，分子间形成维持薄膜网状结构的氢键、二硫键及疏水键，形成透明、有光泽的玉米醇溶蛋白包衣膜，这种涂膜具有较好的阻湿性和阻气性，可用于果蔬的保鲜。研究表明，用玉米醇溶蛋白包衣保鲜香蕉，经处理能使香蕉保持良好的外观，减少水分损失并延长香蕉的保质期[7]。

3.2 明胶保鲜涂膜

明胶是从动物皮或骨骼中提取得到，大多用来对肉类食物进行保鲜，但直接提取的明胶没有保鲜作用，必须经过加工，添加一些相应的成分，从而达到保鲜效果。研究表明，在明胶中加入苹果酸能改善膜的延展性[8]。明胶与大豆分离蛋白制备复合膜，随着明胶含量的增加，膜的拉伸强度和断裂伸长率也会随之增加，此外，明胶含量的增加使得涂膜变得更加透明，更易于加工。霍君生等[9]研究了明胶与蜂胶涂膜剂对菜豆的保鲜效果，当明胶与蜂胶浓度均为1%时，蜂胶涂膜剂可达到较好的保鲜效果。

3.3 其他蛋白质类保鲜涂膜

麦谷蛋白主要来源于小麦，由于其具有一定的弹性，因此麦醇溶蛋白具有良好的延展性[11]，能与水形成网络结构，从而具有优良的延伸性、吸水性和成膜性等物理特性。此外，乳清也可以用于果蔬保鲜，乳清可从牛乳中分离提取一种营养价值高并具多种活性成分和保健作用的蛋白质，采用乳清蛋白作为可食用膜基质，不仅对果蔬具有高效的保鲜作用，还具有良好的营养价值[10]。

4 总结与展望

保鲜涂膜能够提高果蔬的利用率，改善果蔬的品质，是一种果蔬储存较为理想的方法。随着近年来保鲜涂膜在现代生活中的普遍应用，保鲜涂膜的来源、价格和性能越来越受到研究者的重视。天然高分子具有来源广泛、可再生、可降解、价格廉价和成膜性好等特点，将天然高分子改性用于果蔬保鲜，可以延长果蔬的保鲜期，降低果蔬的腐烂率。天然高分子保鲜涂膜具有广阔的发展和应用前景，未来必将在果蔬保鲜领域占有重要的地位。

参考文献

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[9] 霍君生，关艳彩，邓春景.蜂胶对菜豆常温贮藏生理的影响[J].河北农业大学学报，1994（S1）：266-268.

[10] 杨洋，曾庆孝，阮征.可食性膜在果蔬貯藏与保鲜中的研究进展[J].中国蔬菜，2003（5）：62-64.

责任编辑：李杨

基金项目   陇南师范高等专科学校博士科研启动基金项目。

作者简介   张少飞（1988-），男，甘肃成县人，博士，副教授，主要从事天然高分子和有机高分子材料的研究。

收稿日期   2019-07-05