淺談涂膜劑在食品保鮮中的應用

胡新星

摘 要 介紹涂膜技術在果蔬產品、水產品、畜產品等方面的具體應用研究情況，指出我國研究人員應從涂膜劑的性能提升以及新材料、新工藝等方面加強研究。

關鍵詞 涂膜劑；果蔬；水產；畜產；食品保鮮

中圖分類號：S609+.3 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.22.024

食品保鮮技術是世界范圍內新興學科，在國外發展迅速。我國的食品保鮮技術較為落后，但發展勢頭迅猛。在20世紀90年代，我國各類生鮮水果、蔬菜、肉、蛋、奶等產品，不經保鮮加工處理及時運輸、銷售，在貯藏、運輸、銷售、加工過程中造成巨大浪費。相關統計表明，果品最大損耗率接近20%，損耗嚴重，對我國經濟社會發展造成巨大浪費。隨著近幾年人們對生鮮食品保鮮意識的不斷增強，越來越多的科研工作者關注于各類生鮮產品的保鮮問題。當前，各國采用的保鮮方法各異，但按照保鮮方式可大致分為三大類：物理法（包括真空預冷、氣調、低溫、輻照和高壓處理等）、化學法（化學消毒清洗劑和保鮮劑等）和生物法（生物殺菌劑和天然提取物保鮮等）。三類方法原理都是通過控制不同的環境條件，從而達到防止食品腐敗變質，保證食品安全。本文通過介紹化學法中的涂膜法，探討涂膜技術在食品保鮮中的應用。

1 涂膜技術在果蔬產品中的應用

涂膜技術是果蔬采后加工、運輸、銷售過程中的一個重要環節。其制作方式是將果膠、樹脂等具有成膜性質的增稠劑配制成一定濃度的乳濁液或水溶液，通過對果蔬噴涂或浸泡處理，使果蔬表面形成一層不影響品質的透明薄膜。傳統的涂膜保鮮方法在我國宋朝前后已有使用，即在新鮮柑橘、檸檬等水果表面涂蠟，抑制果蔬呼吸速率，達到保鮮的目的[1]。近些年來，我國在涂膜保鮮研究領域已有突破性進展，涂膜保鮮劑成分的發展趨勢都是從一定毒性朝著低毒、無毒等方向發展。當前，在蘋果、梨、檸檬、柑橘、桃等水果和番茄、青椒等蔬菜上，已大量使用低毒或無毒的涂膜保鮮劑，使我國水果、蔬菜損耗率大幅下降，提高了水果、蔬菜生產、銷售的利潤。發達國家在果蔬涂膜保鮮方面也有一定研究，其已針對不同的產品品種和種植栽培環境開發出具有特異性的系列保鮮涂膜劑。

康效寧等[2]對海南綠橙低溫貯藏的適貯溫度、貯藏方法以及1-MCP處理對海南綠橙貯藏保鮮的效果進行了研究，采用7種不同的保鮮方式對海南綠橙進行保鮮處理，探討保鮮處理對海南綠橙品質的影響。該研究結果表明：5～6 ℃的低溫貯藏，對海南綠橙品質保證效果最佳，同時輔助BD-1型涂膜劑及無紡布包裝效果更佳，貯藏天數可以達到100 d以上，商品率達100%；采用1-MCP的保鮮處理方式對海南綠橙效果并不明顯，在此貨架期期間，輔助BD-1型涂膜劑+保鮮袋，即可使貨架期延長至15 d。

El GA等[3]采用甲殼素保鮮技術，將草莓涂膜后置于3 ℃低溫環境中，21 d的腐敗率僅為11%，同時未涂膜甲殼素對照組腐敗率高達52%。我國研究人員采用甲殼素涂抹獼猴桃的試驗也發現效果較好[4]。

Garcia MA等[5]對淀粉的成膜性能及膜的應用研究進行了初步的分析。研究發現，通過稀堿溶液對淀粉進行改性，加入一定量的丙三醇作為塑化劑，能使淀粉溶液成膜能力顯著提高。將此溶液噴灑于新鮮草莓上，并貯藏于相對濕度 84.4%、溫度0 ℃的高濕低溫環境中，草莓的失重率、硬度及腐敗率等指標均顯著優于空白對照組。胡新宇等[6]研究人員以玉米淀粉為膜基質，通過添加丙三醇及CMC-Na兩種輔助增強塑化劑，90 ℃烘干30 min發現，形成的淀粉膜有較強的阻濕、阻氣性，且此膜具有可食性。

郭守軍等[7]以刺槐豆膠與黃原膠復配膠為涂膜基質，分別加入中草藥制劑丁香、大黃和艾葉及成膜助劑，配制成2種中草藥復合涂膜保鮮劑，并以枇杷為試驗材料，研究中草藥復合涂膜保鮮劑對枇杷品質變化的影響。結果表明：經過涂膜后的枇杷，與對照組比較，果實的呼吸速率明顯抑制，腐爛率顯著降低，維生素C、各類有機酸及可溶性固形物等有效成分均得以保存。

李寧等[8]通過探索丁香精油抑制冬棗果實腐爛與抗病性誘導的關系，發現丁香精油處理能有效抑制冬棗貯藏期果實腐爛的發生，提高其苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和過氧化物酶活性，誘導總酚含量的增加。經丁香精油處理的冬棗果實在貯藏60 d后，25 ℃貨架期5 d時的腐爛指數得到明顯下降，同時保持了較高的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、過氧化物酶活性和總酚含量，并以0.5%丁香精油處理的效果最顯著，其貯藏后貨架期的果實腐爛指數較對照下降45.5%。可見，丁香精油抑制貯藏冬棗果實的腐爛與抗病相關酶活性的升高密切相關，抗病性誘導是丁香精油處理抑制冬棗采后果實腐爛的重要原因之一。

2 涂膜技術在水產品中的應用

隨著科技的日益發展，抗菌性涂膜劑的相關研究逐漸成為主流。在水產品的貯藏過程中，控制水產品的腐敗變質的根本措施是控制腐敗菌生長及阻止脂肪的氧化。通過對水產品涂抹具有抗菌能力的保鮮劑，可以延長其貨架期。

張杰等[9]通過配制抗菌性的海藻酸鈉溶液涂膜于羅非魚片表層發現，此類抗菌膜具有強烈抑制大腸桿菌Escherichia coli、金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus、枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis等致病菌的作用；通過對比空白對照組發現，涂膜可以使羅非魚的揮發性鹽基氮值維持在較低水平，通過可改善魚片品質。綜合考慮新鮮程度認為，涂膜可以使羅非魚片保鮮期延長6 d以上。

周然等[10]通過研究羧甲基殼聚糖復合涂膜保鮮劑對冷藏過程中河豚魚的保鮮效果的影響，在冷藏條件下（4 ℃），對河豚魚的細菌總數、失重、硬度、彈性、回復性、咀嚼性、揮發性鹽基氮（TVB-N值）、三甲胺、感官指標等進行了檢驗。結果表明：與直接冷藏的對照組處理相比，羧甲基殼聚糖復合保鮮劑可以抑制河豚魚樣品中細菌生長，減少失重，以及減緩河豚魚樣品的硬度等質構特性及TVB-N值、三甲胺和感官指標的變化，將冷藏條件下（4 ℃）河豚魚貨架期從4 d延長到6 d。

3 涂膜技術在畜產品中的應用

肉類涂膜保鮮技術是近年來研究熱度較高的新型技術[11]，它是將具有特殊成分的保鮮劑涂抹或浸泡肉類的技術，通過在肉品的表面形成特殊成分的保護性薄膜，防止外界各類腐敗微生物的侵染，減少外界空氣與肉品的接觸，保證肉品含水量穩定，延長肉品貨架期。當前國內外在肉品涂膜保鮮劑研究中，成膜材料主要為殼聚糖等多糖類物質[12-14]，其具有營養價值高、成膜性能好、透過性低等特點。

羅愛平等[15]、潘思軼等[16]、彭雪萍等[17]、劉曉麗等[18]、馮治平等[19]研究發現，膠原蛋白、殼聚糖、魔芋粉、精油等材料制備的涂膜保鮮劑均對各類肉品有良好的保鮮效果。通過各項處理，各類肉品的pH值、過氧化物酶活力、揮發性鹽基氮、細菌總數等指標均有明顯的抑制作用，且明顯優于對照組。

涂膜劑在熟肉制品中同樣有一定保鮮能力。Singh A[20]等制備百里香、丁香、多香果、迷迭香和鼠尾草等5種植物精油，通過對香腸涂膜，研究植物精油對單增李斯特氏菌的抑制效果。研究發現，各類精油均由明顯的殺菌或抑菌作用。但是對高脂肪香腸研究發現，精油的抑菌效果變差。此外，過高的精油濃度并無法提高精油對單增李斯特菌的抑制能力，這可能是由于食品中的成分影響了精油的抑菌能力。

4 涂膜技術在其他產品中的應用

在大米貯藏中采用生物涂膜技術，是大米加工業一次新的突破。使用大米生物涂膜劑處理的大米。能使大米在長期貯存中達到防濕、防菌、防變質的良好效果，延長大米保鮮期。齊森等[21]通過選用殼聚糖、海藻酸鈉、雙乙酸納、L-抗壞血酸鈉制成4種不同配比的生物涂膜保鮮劑，分別對大米進行涂膜保鮮處理，通過分別研究不同配比的生物涂膜劑對大米感官指標、品質指標、微生物指標的影響。確定出生物涂膜配方及工藝。對試驗結果進一步驗證得到，在溫度38 ℃、濕度75%的高濕環境下，使用大米乍物涂膜劑后大米的保存期達到60 d以上。普通環境下倉儲保存期可達到6個月以上。

在焙烤食品中可食性膜可作增進培烤食品外觀的光滑層。例如小麥谷蛋白膜可取代傳統的雞蛋膜，它可避免由生雞蛋引起的微生物問題從而起到防止水分損失的阻隔作用[22]。利用紫膠可食性膜液對面包進行涂膜處理可以有效地防止霉變，延長保質期[23]。

5 展望

當前，因涂膜劑的功能特性各異、具有不污染環境、來源廣泛、可食用等特點，成為國內外研究熱點。國外研究機構主要通過各類材料學研究儀器如SEM、XRD等設備對膜性能、結構進行分析研究，尋找相關可替代膜材料。我國研究人員對膜材料結構特點研究不足，主要針對各類膜材料的應用方向。隨著研究的不斷深入，我國研究人員將轉換研究方向，朝著膜性能提高以及探尋新材料、工藝等方向繼續探索。

參考文獻：

[1] 陳秀芳，許時嬰，王璋.可食用膜在果蔬貯藏與保鮮中的作用[J].無錫輕工大學學報，1997，16（2）：83-89.

[2] 康效寧，謝暉，萬祝寧，等.海南綠橙貯藏保鮮技術研究[J].保鮮與加工，2007，7（5）：28-31.

[3] El GA， Arul J， Ponnampalam R， et al.Chirosan coating effect on storability and quality of fresh strawberries[J].Journal of Food Science，1991，56（6）：1618-1620.

[4] 陳天，張皓冰，葉秀蓮.殼聚精常溫保鮮獼猴桃的研究[J].食品科學，1991，12（10）：37-40.

[5] Garcia MA， Martino MN， Zaritzky NE.Starch‐based coatings： effect on refrigerated strawberry （Fragaria ananassa） quality[J].Journal of the Science of Food & Agriculture，1998，76（3）：411-420.

[6] 胡新宇，李新華.可食性淀粉膜制備材料與工藝的研究[J].沈陽農業大學學報，2000，31（3）：267-271.

[7] 郭守軍，楊永利，李少娟，等.中草藥復合涂膜保鮮劑保鮮枇杷的研究[J].食品科學，2007，28（7）：522-525.

[8] 李寧，關文強，閻瑞香.丁香精油對冷藏冬棗果實腐爛及誘導抗病相關酶活性的影響[J].西北植物學報，2012，32（2）：324-329.

[9] 張杰，王躍軍，劉均忠，等.抗菌性海藻酸鈉涂膜在羅非魚片保鮮中的應用[J].漁業科學進展.2010，31（2）：102-108.

[10] 周然，劉源，謝晶，等.羧甲基殼聚糖涂膜保鮮冷藏河豚魚品質的機理[J].制冷學報，2011，32（6）：64-68.

[11] 楊勇.天然保鮮劑保鮮肉類的應用研究及現狀[J].四川農業大學學報，1999（1）：90-95

[12] Wu Y， Rhim JW， Weller CL， et al.Moisture Loss and Lipid Oxidation for Precooked Beef Patties Stored in Edible Coatings and Films[J].Journal of Food Science，2010，65（2）：300-304.

[13] Ouattar B， Simard RE， Piett G， et al. Inhibition of surface spoilage bacteria in processed meats by application of antimicrobial films prepared with chitosan[J].International Journal of Food Microbiology，2000，62（1-2）：139-148.

[14] Ouattara B， Simard RE， Piette G， et a1.Diffusion of acetic and propionic acids from chitosan-based antimicrobial packaging films[J].Journal of Food Science，2010，65（5）：768-773.

[15] 羅愛平.兩種復合保鮮膜對冷卻牛肉保質的比較研究[J].食品科技，2004（4）：51.

[16] 潘思軼，王可興，楊東旭.魔芋涂膜保鮮冷卻肉研究[J].食品科學，2004，25（8）：177-180.

[17] 彭雪萍，馬慶一，劉艷芳，等.甘草抗氧化物在冷卻肉保鮮中的應用研究.食品工業科技，2007（4）：67-69.

[18] 劉曉麗，姚秀玲，吳克剛，等.復合香辛料精油在冷卻豬肉保鮮中的應用[J].食品科技，2010（5）：271-273.

[19] 馮治平，左勇，袁先玲，等.羊肉涂膜保鮮效果影響研究[J].肉類工業，2012（4）：12-15.

[20] Singh A， Singh RK， Bhunia AK， et al.Efficacy of plant essential oils as antimicrobial agents against Listeria monocytogenes in hotdogs[J].LWT-Food Science and Technology，2003，36（8）：787-794.

[21] 齊森，黃選章，封義冬，等.生物涂膜技術在大米貯藏中的應用[J].糧食加工，2010，35（3）：36-37.

[22] 晏志云，蔡奕文.可食性膜的研究進展[J].廣州食品工業科技，2000（4）：61-65.

[23] 唐莉英，趙虹，陳軍，等.紫膠可食性內包裝膜成膜特性及應用研究[J].食品科學，2003，24（1）：23-27.

（責任編輯：敬廷桃）