海藻酸钠涂膜在食品加工中的应用

郭志芳 杨雯雯

摘要：海藻酸钠作为一种提取物的副产品，多糖类，具有药物制剂辅料所需要的稳定性质、溶解性质、黏性以及安全性，被广泛用于食品工业以及医疗行业。随着生活水平提高，人们对于饮食健康的要求显著提升，如何保证食品质量、延长保质期、减少加工物质对人体的损害，成为当前的研究重点。而海藻酸钠被膜作为一种天然加工产物，其在多个行业具有良好的应用前景。文章介绍了海藻酸钠的理化特点，并综述了海藻酸钠涂膜在食品加工中的应用，以期为相关人员提供工作建议。

关键词：海藻酸钠；被膜；食品加工；应用机制

中图分类号：TS205.9 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20210212

海藻酸钠作为一种天然物质，因其具有良好的功能特点，被广泛应用于食品制造中。并且，由于海藻酸钠具有的凝胶能力，诸多人员在实际生产中，常选择应用其钙盐水凝胶，以此提高食品的性能。目前，海藻酸钠在食品加工中的应用较多，包括：食品包装以及果品保鲜等。本文主要针对海藻酸钠涂膜在食品加工行业的应用进行概述，以期为食品加工行业提供更多的工作思路。

1 海藻酸钠的理化特点

海藻酸钠又名褐藻酸钠、藻酸钠等，其具有长寿食品的美誉[1]。海藻酸钠的分子结构主要为β-D-甘露糖醛酸钠（M）以及α-L-故落糖醛酸钠盐（G）共同组成，且钙物质的分子量主要在32 000 ～ 2 000 000。M以及G 的实际比例以及排列顺序，常因褐藻的种类不同而出现显著的差异。并且，即使两种为同一褐藻，常会由于存在的位置不同，而存在显著的差异。

海藻酸钠为白色或者淡黄色的粉末，无臭、无味，且不溶于乙醇、氯仿和酸以及乙醚等物质。海藻酸钠具有较高的亲水性和良好的吸湿性能，可以溶于热水以及冷水中。当海藻酸钠溶于水后会迅速形成黏稠的胶状溶液，具有较强的羟基活性，可以和二价金属离子进行交换反应（除镁、汞外），进而形成海藻酸盐凝胶。因此，海藻酸钠对重金属离子产生的发酵氧化反应具有一定的抑制作用。海藻酸钠形成的凝胶中，其与氯化钙产生反应形成的凝胶强度最高。海藻酸钠形成凝胶与实际浓度、钙量、凝胶化速率具有一定的联系[2]。

与此同时，吴芳英等[3]研究发现海藻酸钠可以产生纤维以及薄膜，极易与蛋白质、淀粉、果胶、阿拉伯胶以及甘油等融合[3]。海藻酸钠还具有促使胆固醇排出体外，抑制人体吸收锶、镉以及铅的程度，降低糖对人体的作用等功能。并且，海藻酸钠不易被人体吸收，故不会对正常的代谢产生影响。海藻酸钠还具有良好的成膜性、增稠性、稳定性、絮凝性以及保型性，可以作为食品添加剂对食物的结构进行改善，进而提高食物的质量。另外，李媛[4]研究发现海藻酸钠在预防以及疾病治疗中，其具有降低人体胆固醇、降低血液黏稠度、疏通与软化血管的作用。同时，因海藻酸钠具有的成膜性，可以将其制成可食用性薄膜用于食品包装中。

2 海藻酸钠涂膜及其在食品加工中的应用

2.1 食品包装

随着人们生活节奏以及工作增快，诸多便捷的食物逐渐进入人们的视野中[5]。一次性餐具的应用量从20世纪80年代的3亿增加为当前的100亿，但其对当前的生态环境产生了严重的影响。

由于白色污染程度不断加重，纸质餐具应时而生[6]。目前市场推广应用的快餐具主要包括纸淋膜餐盒、紙板淋膜餐盒以及纸浆膜塑餐盒[7]。由于纸浆膜塑餐盒生产投资大、各项工艺十分复杂且生产成本比较高，竞争力较小[8]。而国产的纸淋膜或板淋膜餐盒投资小、操作工艺比较简单且生产成本比较低，其在餐盒竞争中具有明显的优势。

纸淋膜餐具主要是指在纸上覆盖或者复合一层聚乙烯膜，进而克服纸板不防水、不防油、不耐温的因素，改善餐具的应用不足[9]。纸淋膜餐具可以顺利分解、腐烂，但聚乙烯膜仍旧完好。这些塑料依旧残留在环境中，对生态环境产生影响。需采取纸膜分离的方式对其进行回收或研究可以替代聚乙烯膜的物质，来解决这一问题。

宁晓等[10]将水不溶性褐藻胶用于纸质餐具制作中，海藻酸钠具有较好的成膜性。将化学技术用于制膜工艺中，其制作的膜具有无毒、无味的特点，且各项性能均满足纸质餐具的要求，有望改善聚乙烯膜造成的环境污染情况。

张玉娟等[11]将海藻酸钠作为原材料研制不溶于水的褐藻胶膜替代乙烯膜用于纸质餐具的表面覆盖中，如覆盖在纸质的牛奶筒、杯子、碗筷等表面，作为主要的覆盖薄膜。研究结果显示，海藻酸钠具有较高的成膜性，可以将化学交联技术用于覆膜制造工艺内，且制造所得交联膜具有无毒、无味的特点，且实际强度、防水、耐高温、防油性能较好，可以满足纸质餐具的实际需求。该结果显示，海藻酸钠可以用于生产纸质餐具表面所需的覆膜中，进而降低我国白色污染的程度。

冯春等[12]针对不同情况下生物高聚物涂膜用于瓦楞纤维板衬垫中的阻水性以及机械性能展开实验研究，分别是对卡纸的表面涂膜生物高聚物，如海藻酸盐以及大豆分离蛋白等物质，对其进行下一步处理，采用交联、甲醛处理后，生物高聚物涂膜可以加厚卡纸的原本厚度，且加厚程度与被膜原料以及处理方法具有密切的联系，并使卡纸的表面更加光滑。虽然涂膜卡纸的抗拉强度出现变化，原本的强度降低。但是，卡纸的环形物抗压强度并未改变。而卡纸所具有的变湿性能，其与水滴的接触角动力学变化存在密切的联系，且水蒸气的渗透性以及吸收率均受生物高聚物涂膜的影响，但也与改变的程度以及被膜使用原料以及处理方法存在密切的联系。比如，卡纸与水滴的接触角存在的改变率可以从原本的1.14倍转变为3.80倍，且这一改变与涂抹原料以及处理的方法存在密切的联系。总之，大多分离蛋白涂膜卡纸的阻水性能要比海藻酸钠涂膜卡纸的更强一些。并且，经过海藻酸钠处理的涂膜卡纸，对其进行CaCl2处理后，其阻水性能与大豆分离蛋白的基本一致。

2.2 果品生产行业

果品涂膜作为一种常见的食物保鲜措施，已有几十年的发展历史。果品涂膜不仅可以改善水果的外观，还能实现水果保鲜的目的，并逐渐发展为当前储存水果的有效技术，或辅助其他水果储存技术应用，受到果品行业的广泛关注[13]。随着人们对于食品健康的要求显著提高，果品保鲜涂膜制剂的成分随之改变。保鲜剂从原本的低毒性化学物质逐渐转变为无毒的天然物质，以此满足人们的果品保鲜要求。

海藻酸钠涂膜作为一种全新的保鲜剂，将其用于果品保存中，也具有较好的效果。这是由于海藻酸钠涂膜可以抑制水果在空气中发生的氧化反应，以此减少果品氧化度，保证水果细胞膜的完整，让水果的保护酶活性处于较低的状态[14]。

傅轶凡等[15]研究发现，海藻酸钠涂膜对于红富士苹果具有显著的保鲜目的。涂膜可以降低果实内的活性氧气生成情况，并降低膜脂的过氧化程度，进而保证细胞膜的完整性能，让果实保持较低的保护酶活性。陈曦等[16]研究发现海藻酸钠涂膜可以延缓苹果硬度的下降速度，减少果实的失水及失重，进而实现保持苹果品质的作用。

另外，海藻酸钠涂膜可以通过降低水果的活性氧代谢，实现果品保鲜的目的。鲁冬雪等[17]研究发现海藻酸钠涂膜可以延缓果肉硬度下降的速度，充分保证水果的品质，降低水果出现失重以及失水的情况，以此保持水果的新鲜程度。同时，海藻酸钠涂膜还具有容易配置、成本较低、容易清洗、改善外观等优势，是保存苹果的良好涂膜制剂。但是，海藻酸钠涂膜在保持果品水分方面稍差，当苹果保存时间超过135 d后，苹果会由于缺氧而出现异味，还需诸多学者改善涂膜保鲜法。

高翠丽等[18]研究发现应用可食用性海藻酸钠涂膜制剂，可以控制水果出现渗透脱水的情况，进而减少固形物的吸收，预防大量的溶质被吸收后出现的副作用。比如，去除干扰水分、恶化营养、品质损害、不新鲜等情况。因此，果品保存人员对水果进行渗透脱水之前，需采用合理的海藻酸钠可食用性膜，即多聚糖类，对水果进行涂抹，以此去除多余的水分，阻断溶质被吸收的情况。实验表明，涂膜两次0.5%浓度的海藻酸纳溶液，其实际效果最高。并且，其涂膜效果的实际表现包括：去除高水分以及固形物吸收比率，且实际的效果与脱水效率指数相关。单独应用或者两次涂膜海藻酸钠，可以有效阻断草莓冷冻过程中，汁液的流失情况，降低汁液的流失程度，改善草莓的保存效果以及果品质量。另外，对其进行较高温度的处理，极易导致果品在第二阶段的渗透脱水环节中，损害果品的色泽。

2.3 肉制品加工

詹现璞等[19]研究了海藻酸钠破膜对冷冻贻贝肉品质的影响，结果显示，其不仅可以预防贻贝肉冷冻过程中的干耗，还能保证解冻时贻贝肉不发生破碎的情况，保证食用时的味道。同时，研究结果还显示，海藻酸钠以及食用明胶混合钙化后形成的凝固物弹性以及韧性均显著高于单一的海藻酸钠物质，且具有光泽、透明的特点，适用于被膜制剂。但是，海藻酸钠与羟甲基纤维素混合而成的液体钙化之后，其形成的凝固物，在冷冻解冻之后的弹性、韧性、保水性能稍差。海藻酸钠溶液内添加新鲜的鸡蛋以及添加玉米淀粉的液体钙化之后形成的凝固物体，虽然在解冻之后弹性与韧性较好，但并不是透明质地，无法看清包裹的物体，不适合用于被膜制剂。

李雯[20]研究发现针对海藻酸钠涂膜制剂的特效性进行研究发现，采用2%的海藻酸钠溶液用于食物加工中，需将其浸泡于5%的氯化钙内，让其胶凝化2 min。该研究还发现，对虾仁、扇贝使用海藻酸钠涂膜后可以延长保存时间，并减少食物的汁液流失情况，降低煮汁损失以及冷藏干耗率。并且，在海藻酸钠涂膜中添加抗环血酸可以延长食物的保存时间，并维持良好的感官品质。同时，卿樱露等[21]研究發现在涂膜中添加甘草提取物质，可以抑制带鱼的氧化腐败，延长带鱼的保存时间。此外，对涂膜进行快速冷冻处理，可以减轻冻结对于涂膜致密结构的影响，进而改善涂膜的保鲜效果。

汤秋冶等[22]研究发现海藻酸钠涂膜用于冷却牛肉中，可以降低冷却牛肉汁液流失程度。同时，海藻酸钠作为一种可食用的复合膜，能够显著降低肉制品的L值，并提高肉制品的红色程度。此外，将保鲜剂与磷酸盐、海藻酸钠结合，并进行真空贮藏效果将更好。此外，金泽林等[23]研究发现海藻酸钠被膜可以降低冻结以及冷藏过程中牛肉的损失。李水红等[24]发现涂膜可以阻断肉制品的水分流失，降低解冻时损害营养的程度，这也是解冻后食物口感较好的关键因素。吴洋等[25]研究发现海藻酸钠综合性能好，将其与其他物质联合，可以显著提升保鲜效果。

3 结 语

海藻酸钠涂膜作为一种具有较高前景的涂膜制剂，其主要原料为海藻酸钠，并辅以纯天然防腐抑菌物质，以此满足相关标准。海藻酸钠涂膜具有显著特征：涂膜不存在毒副作用，并能减少细菌对食物的污染程度，有效阻断涂膜表面的微生物生长繁殖，以此保持食物的品质及口感。同时，海藻酸纳涂膜还可以延缓食品冷冻之后品质变化的程度，并抑制食物中脂类的氧化变质，延长食物保存时间。

参 考 文 献

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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