多糖类、蛋白类及其复合涂膜在采后浆果保鲜中应用研究进展

陈智慧，陈健晴，刘香香，王 旭,*

（1.广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所，广东 广州 510640；2.农业农村部农产品质量安全检测与评价重点实验室，广东 广州 510640；3.广东省农产品质量安全风险评估重点实验室，广东 广州 510640）

浆果是一类多汁肉质单果的统称，其种类繁多，常见的有葡萄、树莓、蓝莓、果桑、猕猴桃、番石榴、无花果、香蕉等。浆果富含维生素、矿物质、有机酸、多糖等，以及多酚类、黄酮类、花青素等生物活性成分，具有延缓衰老、促进机体健康等保健功能，深受消费者的喜爱[1]。但是由于浆果类水果含水量很高，贮藏性能不稳定，极易发生霉变导致腐烂变质，影响果实的食用品质和商品价值。为了控制浆果采后的新鲜口感及营养价值，延长贮藏保鲜时间，近年来国内外许多专家学者在贮藏保鲜方面做了大量的研究。

涂膜保鲜技术是以天然可食性大分子物质（如多糖类、蛋白质类等）为主要原料，通过浸渍、喷洒、涂抹在果实表面固化，形成一层结构紧密、半封闭环境、具有保护作用的半透性薄膜[2]。这层薄膜可以将果蔬表面与外界环境隔离，减少有危害作用的因子（如微生物、氧气、尘埃等）对果实的影响，能有效抑制果实水分蒸发、呼吸代谢和微生物生长繁殖等，同时涂膜一般具有机械强度和韧性，对果实有加固作用，避免果实遭受机械性损伤，从而达到抗菌、保护和保鲜作用[3]，其具有简单易操作、成本低、效果好、易于推广等优点[4]。早在1988年，我国已有专家开始研究涂膜保鲜技术对浆果的保鲜效果[5]，发现涂膜处理后的葡萄减少了质量损失，延长贮藏期，且涂膜食用时易洗掉，不留残余。又有国外专家研究了淀粉膜对浆果类草莓在0℃和相对湿度84.8%条件下贮藏品质的影响，发现处理后的草莓贮藏期间腐烂率明显降低[6]。

截至目前，应用在浆果保鲜方面的涂膜材料有很多，从环境保护和可持续发展的角度考虑，本文主要综述多糖类涂膜、蛋白类涂膜、多糖/蛋白复合涂膜这3类天然可食性涂膜材料在浆果保鲜中的应用进展，并对其保鲜效果进行了一定的分析。

1 多糖/蛋白类涂膜对采后浆果的保鲜效果

采用多糖/蛋白类涂膜处理浆果，可有效增强果实表皮的防护作用，抑制真菌和细菌的感染，降低果实腐烂率。同时，包裹果实的致密半透性薄膜可控制果实的呼吸作用，减少水分散失，有利于保留果实营养物质和维持其饱满外观与硬度。采后贮藏期间，保持浆果饱满的外表与硬度，保留采后果实的营养物质，对于提高浆果商品价值具有重要意义。

1.1 降低果实腐烂率

多糖/蛋白类涂膜可在浆果表面形成一层致密的半透性薄膜，对CO2、O2等有选择性渗透作用，有效降低呼吸强度，抑制果实因呼吸旺盛导致的腐烂变质。采用多糖类涂膜保鲜技术处理草莓，发现涂膜处理能在一定程度上抑制草莓的呼吸作用，延缓果实腐烂变质和成熟衰老[7-8]。汪东风等[9]和李翠萍等[10]分别对“浆果之王”蓝莓进行了壳聚糖涂膜处理，也发现涂膜处理能在一定程度上降低蓝莓腐烂率。朱正华等[11]研究了再生丝素蛋白涂膜对草莓、杨梅和黑番茄贮藏品质的影响，发现浓度为1.0%的再生丝素蛋白涂膜处理效果最佳，果实在4℃下贮藏8 d后的发霉腐烂率最低。也有研究发现，大麦醇溶蛋白/纳米TiO2可食性纳米膜有较好的抑菌作用，经其涂膜处理后的草莓，贮藏期间腐烂指数明显低于对照组，有效抑制了果实的腐烂[12]。

综上，利用多糖/蛋白类涂膜保鲜技术对不同种类浆果进行处理，均发现在一定程度上能降低果实腐烂率，减慢衰老速度，延长果实采后贮藏时间。

1.2 保护营养及功能性成分

浆果富含维生素、矿物质、微量元素、多酚类物质等营养及功能性成分，研究表明，经常进食浆果能增强人体免疫功能，对炎症、氧化损伤、记忆力衰退等产生积极作用[13-14]。研究表明，以蓝莓为试材，与不作处理的对照组相比，多糖类涂膜处理能显著抑制贮藏过程中蓝莓的多酚氧化酶活力，减缓果实总酚、花青素及维生素含量的降低，有效保留了果实的营养及功能性成分[15-16]。Chen等[17]用1.5%壳聚糖和1.0%ε-赖氨酸聚合物分别涂膜处理葡萄表皮后，同样发现该处理能有效抑制果实VC在贮藏保鲜过程中的损失。也有研究发现，多糖类涂膜处理可保持草莓果实中抗坏血酸、可溶性糖、有机酸、总酚含量、黄酮类等成分，延长货架期[18-19]。管骁等[12]研究表明，大麦醇溶蛋白/纳米TiO2可食性纳米膜明显缓解了草莓在贮藏期间VC和总酸含量的损失，具有一定的保护作用。

综上，与不作任何处理的鲜果相比，不同种类的浆果经多糖/蛋白类涂膜处理后，在贮藏保鲜过程中，更有利于保留果实原有的营养及功能性成分，降低损失率。

1.3 保持果实硬度

果实硬度是衡量果实质构品质优劣的重要指标之一，细胞壁水解酶对细胞壁成分的降解和水分散失均能导致果实绵软，影响口感，失去商品价值。同时，硬度过低的浆果果实容易发生破损，使汁液渗出，遭受病原菌感染，从而腐败变质[20]。王中伟等[21]采用魔芋葡甘聚糖/壳聚糖复合涂膜处理草莓发现，随着贮藏时间的增加，涂膜处理后的草莓硬度比未处理对照组的降低程度缓慢，且魔芋葡甘聚糖与壳聚糖复合膜可以有效保持草莓硬度，减少与空气接触面积，防止果肉氧化和腐败变质。也有以蓝莓为研究对象，采用壳聚糖复合膜处理，发现处理组的果实在贮藏过程中水分的散失及果实软化明显减缓，果实中总多酚、花青素、类黄酮含量及抗氧化能力的变化被延缓[8,14]。Hong等[22]分别用0.5%、1%、2%的壳聚糖对采后“珍珠”番石榴涂膜处理，发现2%壳聚糖涂膜能有效抑制果实硬度的下降。有研究表明，经大豆分离蛋白涂膜处理后的圣女果、草莓等浆果，有效保持了果实硬度，保鲜效果显著[22-25]。

综上，结合对不同浆果进行涂膜处理的研究结果，发现多糖/蛋白类涂膜处理后的浆果在贮藏过程中，更有利于保持果实硬度，减少水分散失，保持商品性。

2 多糖/蛋白类涂膜在采后浆果保鲜中的应用

2.1 多糖类涂膜

多糖类涂膜主要由相对分子质量高的多糖物质及其衍生物作为成膜基质，通过分子内和分子间的氢键等相互作用形成的网状结构半透性薄膜。常见的多糖类涂膜剂有壳聚糖[26]、魔芋葡甘聚糖[27-28]、海藻酸钠[29-30]等，黏度较高，安全、无毒、可食、可降解，具有良好的稳定性、成膜性、阻气性等优点，但大多数多糖物质的亲水性强，用多糖溶液涂膜浆果，抑制水分散失的性能较差，且单一的多糖涂膜透氧性、机械性能较差，保鲜效果不佳[31]。目前已有研究证明，通过添加增塑剂、表面活性剂、交联剂等有利于改善膜性能，提高对浆果的保鲜效果[32-33]。

2.1.1 壳聚糖涂膜

壳聚糖又称脱乙酰甲壳素、几丁聚糖、甲壳胺等，为甲壳素脱乙酰基的产物，是一种天然碱性多糖，能在浆果果实表面形成半透性膜，减少水分蒸发，对O2、CO2具有一定的选择渗透作用，有效延缓果实衰老，同时壳聚糖涂膜有较强的抗菌能力，可以避免微生物对浆果的危害，进而延长果实的贮藏保鲜时间[26]。

已有研究证实了壳聚糖涂膜能有效延长蓝莓、草莓、桑椹、猕猴桃、番石榴等浆果的贮藏保鲜时间[22，34-35]。试验表明，壳聚糖涂膜技术在常温条件下就能起到贮藏保鲜效果，降低水果品质下降速率[36]，如果结合低温条件，保鲜效果会更佳[6]。但单一壳聚糖涂膜的机械性能较差，往壳聚糖溶液中添加增塑剂（如山梨醇、肉桂精油、紫苏精油等），有利于改善膜的性能。Wang等[37]的试验结果表明，将乳酸链球菌素和不同浓度的紫苏油加入到壳聚糖中制备的抗菌膜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肠炎沙门氏菌和托拉氏假单胞菌均有良好的抗菌活性，同时改善了薄膜的力学性能、水蒸气阻隔性能和光学性能，使用安全，延缓了草莓在贮藏过程中的快速腐烂。

2.1.2 魔芋葡甘聚糖涂膜

魔芋葡甘聚糖由D-葡萄糖和D-甘露糖组成，是一种可溶性膳食纤维和可再生天然高分子物质，无毒无味，可被生物降解，其溶液黏度大，具有良好的稳定性、成膜性、持水性等，是一种天然涂膜保鲜剂[27]。魔芋葡甘聚糖涂膜通过在浆果表面形成一层保护膜，与外界环境隔离，避免了果实直接与危害因子接触，减少腐败变质。

由于魔芋葡甘聚糖的分子链存在大量亲水基团，表现出较强的亲水能力，流变性较差，涂膜后的果蔬较难干燥，不利于控制涂膜的厚度，限制了其在涂膜保鲜方面的应用[38-39]，同时魔芋葡甘聚糖的抗菌性较差，因此可通过对魔芋葡甘聚糖进行改性处理，提高膜的性能。研究报道，没食子酸改性魔芋葡甘聚糖涂膜，其酯化度增大，可以阻塞果实表面的气孔和皮孔，降低气体交换和呼吸作用，其分子中酚羟基和没食子酰基的大量存在可有效防止果实褐变和水分蒸发，抑制微生物繁殖生长，增强了猕猴桃和葡萄的保鲜效果，提高了好果率[32]。付孟等[28]研究了魔芋葡甘聚糖与果胶复合膜液对红提的保鲜效果，同样发现魔芋葡甘聚糖复合膜液处理可有效延长红提的货架期，其失重率、腐烂率及总酸的损失程度降低。有研究证实，魔芋葡甘聚糖与乙基纤维素制备的复合膜具有良好的力学性能、吸湿性能和较低的氧渗透率[33]，经魔芋葡甘聚糖/乙基纤维素复合膜处理后的樱桃番茄及葡萄能在35℃、相对湿度70%环境下保持较好的感官品质、VC和总酸的含量等，且保鲜效果优于聚乙烯（PE）膜包裹的果实[40]。

2.1.3 海藻酸钠涂膜

海藻酸钠是从褐藻类海带或马尾藻中提取的天然多糖，无臭无味，是多羟基、多极性高分子化合物，具有良好的增稠性、成膜性、稳定性和螯合性等。海藻酸钠涂膜应用在浆果保鲜中，涂膜层紧密地将果实包裹保护，可有效降低果实营养成分损失，防止水分蒸发，保持果实外观品质和硬度[29-30]。

已有研究证实，海藻酸钠涂膜处理能维持乐业红心猕猴桃较高的果实硬度、可滴定酸及VC的含量，有效抑制了可溶性固形物含量的上升，进一步维持贮藏品质，延长贮藏期[41]。但单一的海藻酸钠涂膜拉伸强度和韧性等较差，保鲜效果一般，添加增塑剂、助膜剂或抑菌物质等，有利于提高海藻酸钠涂膜的强度、韧性和抗菌性，提高保鲜效果[42]。赵珊等[43]研究表明，12 g/L海藻酸钠与6 g/L苯乳酸、5 g/L甘油、5 g/L黄原胶制备得到的复合膜，其拉伸强度、厚度及水蒸气透过率等各项性能最佳，可明显延长甜樱桃的保存期，降低腐烂率和质量损失率。Liu等[44]探讨了不同浓度的羟乙基纤维素和海藻酸钠制备的复合涂层对草莓品质的影响，发现羟乙基纤维素/海藻酸钠复合涂层可有效、安全、环保地保持草莓果实品质，降低失重率，维持总酚和黄酮含量，延长货架期。

2.2 蛋白类涂膜

蛋白类涂膜常指用蛋白质制成的营养价值高、阻气阻湿性好的可食用性蛋白膜，具有疏水性、成膜性等特点，但最大的缺点是抗菌性能差，制备涂膜时需要添加抗菌剂提高膜的性能。常用的蛋白类涂膜原材料有大豆分离蛋白[45]、明胶蛋白[46]、玉米醇溶蛋白[47]等，目前已逐渐应用于浆果的保鲜中。

2.2.1 大豆分离蛋白涂膜

大豆分离蛋白是以低温脱溶大豆粕为原料生产的一种全价大豆蛋白类食品添加剂，其蛋白质含量在90%以上，氨基酸种类有近20种，并含有人体必需氨基酸，营养价值高，具有良好的低透氧性、阻水性、成膜性等特性，应用于浆果保鲜中能有效维持果实硬度，降低维生素等营养物质损失[48]。

有研究表明，大豆分离蛋白类涂膜处理对圣女果、草莓等浆果有较好的保鲜效果，不同程度地延缓了新鲜浆果的硬度和质量的下降，及VC和有机酸的损失，保留了果实的感官特性[23-24]。隋思瑶等[25]试验证明，2%大豆分离蛋白+30%芦荟原汁+0.2%蜂蜡复合涂膜能降低圣女果失重率，有效维持其颜色、可溶性固形物含量、硬度等，保鲜效果明显。袁晨阳等[49]的试验结果同样表明，经大豆分离蛋白处理后的圣女果保鲜效果显著。也有研究以新鲜草莓为试材，发现5.0%大豆分离蛋白+2.5%甘油+1.0%山梨酸钾为涂膜保鲜草莓的最佳配方，在此条件下草莓质量损失率仅为1.39%，有效保持了其商品价值[50]。Li等[51]发现了大豆分离蛋白/肉桂醛/氧化锌复合涂膜具有抑菌性能，能有效延缓香蕉的成熟度、质量、硬度及感官品质等指标的劣变。

2.2.2 胶原蛋白涂膜

胶原蛋白是细胞外基质的结构蛋白质，其最普遍的结构特征是三重螺旋结构，即由3条a链多肽组成，每一条胶原链都是左手螺旋构型，相互交叉缠绕成右手螺旋结构，这种独特的三重螺旋结构，使其分子结构非常稳定，并具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性[52-53]，对浆果涂膜保鲜处理，能达到降低呼吸作用、减少水分流失的目的[54]。

伍久林等[52]以4%鲢鱼皮胶原蛋白和0.7%绿茶提取物为原料制备复合涂膜，对圣女果进行涂膜处理，发现经复合涂膜处理能有效抑制果实褐变，降低多酚氧化酶活性，减少质量损失和腐烂率，从而延长保鲜时间。甘钊生等[46]利用鱼鳞胶原蛋白和绿茶提取物作为原料制备可食性复合涂膜处理圣女果，同样得到了与伍久林等[52]相似的结论。

2.2.3 玉米醇溶蛋白涂膜

玉米醇溶蛋白含有丰富的含硫氨基酸，分子之间以较强的疏水键、二硫键相连，具有良好的阻隔性、疏水性和成膜性[55-56]，但单一的玉米醇溶蛋白涂膜表面疏水程度较高、机械强度不高、脆度大[57]，且不具有抗菌性[58]，不利于在涂膜领域中推广应用。然而，通过与多糖、其他蛋白相互作用，可以提高玉米醇溶蛋白膜的机械性能、改善疏水性，提高涂膜后果实的抗菌能力并保持外观品质。

李云捷等[47]研究表明，2.5%玉米醇溶蛋白、0.10%甘油和0.15%柠檬酸制成的复合涂膜剂浸泡草莓1 min，保鲜效果最佳。唐津忠等[56]以猕猴桃为研究对象，选用1.75%玉米醇溶蛋白、1.0%脂质、0.3%多糖，并辅以0.2%增塑剂和0.02%乳化剂制备复合涂膜剂，结果得到该复合涂膜剂不仅可以延长猕猴桃的贮藏期，而且减少了猕猴桃在贮藏期间的营养成分损耗。李桂娟等[59]研究发现，玉米醇溶蛋白涂膜处理后，圣女果的失重率及营养物质损失率下降缓慢，果实外观保持良好，保鲜期延长。

2.3 多糖/蛋白复合涂膜

蛋白质既包含亲水基团又包含亲脂基团，具有乳化作用[60]，单一的蛋白质涂膜具有疏水性，存在抗菌性差的问题。而多糖属于亲水性物质，部分多糖物质具有抗菌性能，单一的多糖涂膜存在阻湿、抗水性差等问题[61]。基于蛋白质和多糖分子的性能特点，蛋白质与多糖之间能通过分子间相互作用形成具有多孔网络结构综合性能较佳的多糖/蛋白复合涂膜，适用于浆果的保鲜[42]。

有研究证明，1.0%海藻酸钠和0.1%溶菌酶复合涂膜处理葡萄，在（4±1）℃条件贮藏25 d后，果实腐烂指数仅为0.17，质量损失率仅为9.34%，超氧化物歧化酶（SOD）活性仍保持了初始活性的86.5%，保鲜效果较显著[62]。庞凌云等[23]研究证实，使用1.0%壳聚糖，壳聚糖和大豆分离蛋白比例2∶1（g/g），吐温-20浓度为0.8%时，制备的复合膜对圣女果处理后常温贮藏保鲜，可降低圣女果的水分损失，有效抑制呼吸强度，有利于保持可滴定酸和VC的含量，延长圣女果的常温贮藏期。Zhang等[63]研究了大豆分离蛋白-壳聚糖可食性涂膜对杏果实贮藏软化的影响，发现大豆分离蛋白-壳聚糖可食性涂膜能抑制果胶的降解，防止硬度的下降，显著降低果实失重，使其品质得到保护，延长了货架期。

3 小结与展望

浆果是一类营养价值非常高的水果，富含维生素、花青素、黄酮类物质等营养及功能性成分，并具有抗氧化性，且浆果类水果的商品价值高，但由于浆果水分含量高，在运输过程中容易腐烂变质，严重影响其商品价值和营养价值。因此，对如何利用环保、实用性强的保鲜技术延长浆果从枝头到餐桌的保鲜时间，降低营养成分的损失，维持良好的外观，保持商品价值，需要进一步关注和研究。

近年来，人们对绿色环保和健康问题越来越重视，桑椹、葡萄、樱桃等浆果深受大众喜爱，它们的保鲜技术也备受关注，因此，天然可食性涂膜剂已逐渐应用于果蔬保鲜技术中，并以多糖类涂膜保鲜应用最为普遍。本文主要综述了多糖/蛋白类涂膜对采后浆果的保鲜效果以及在浆果保鲜中的应用，并对多糖类涂膜、蛋白类涂膜的优缺点进行分析。目前，还有一些天然可食性涂膜材料逐渐应用于浆果的保鲜中，如脂类涂膜、多糖/脂类复合涂膜、蛋白/脂类复合涂膜等，相信天然可食性涂膜材料将成为未来涂膜保鲜技术的主要研究和发展方向。