涂膜保鲜的研究进展之涂膜保鲜的类型

  涂膜保鲜技术通过涂膜封闭果蔬表面气孔，构成果蔬体的密闭环境，进而减少果蔬的失水，抑制呼吸，从而达到降低呼吸消耗，减缓果蔬衰老，延长果蔬贮藏时间的目的。随着国内外果蔬涂膜保鲜研究的深入，人们发现膜材料选择已成为涂膜保鲜技术得以实现保护果蔬生理组织功能的关键问题和研究核心。用于果蔬涂膜保鲜的膜材料按化学成分大致有多糖类和壳聚糖膜与纤维素膜，蛋白质类如醇溶蛋白膜，油脂类如蔗糖酯以及上述几种材料的复合膜（复合膜测试仪器：剥离试验机，电子拉力试验机等）。这些膜材料都具有良好的成膜性，能均匀地分布在果蔬的表面。

1.     多糖类涂膜

  多糖类涂膜材料主要有壳聚糖、纤维素、果胶、淀粉、藻酸盐和树胶等。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。不足之处是对水蒸气的阻隔能力较差，不能有效保持果蔬等产品中的水分。

  壳聚糖来源于节肢动物外壳提取物，其主要成分为脱乙酰甲壳素及其衍生物。壳聚糖膜可调节果蔬的代谢活动了，并对微生物有明显抑制作用，对草莓、葡萄、黄瓜、番茄、青椒、苹果、香蕉和梨等果蔬均有不同程度的保鲜作用。在壳聚糖中加入一定量的酸和表面活性剂制成一种新型保鲜膜涂膜；该膜在20℃~25℃下可以保鲜梨35天。用壳聚糖涂膜处理草莓，置于3℃环境中，第21天腐败率仅为11%，而对照组则高达52%。用壳聚糖膜保鲜番茄和青椒，常温贮藏20天后，发现果实腐烂率和失水率明显降低。壳聚糖添加钙盐或助剂后保鲜效果更好。另外，海藻酸钠膜可减少果实中活性氧的生成，降低膜脂过氧化程度，保持细胞膜的完整性，并使果实保持较低的酶活性。有研究表明，海藻酸钠膜对红富士苹果有明显的保鲜效果。

  茁霉多糖（pullulan）是一种无色无味无臭的天然高分子，具有无毒、安全、易溶于水及黏度低等性质，具有良好的成膜性，是理想的果蔬保鲜剂。研究发现茁霉多糖不仅有很好的保水作用，还具有很好的杀菌作用，用茁霉多糖和杀虫剂混合使用后，对果蔬货架期质量保持、减少水分损失、延长货架期具有明显效果。用茁霉多糖处理青香蕉、黄香蕉、大国光、小国光、新苹、红富士和莱阳梨等8种水果，发现茁霉多糖对水果有很好的抗氧化和保水功能，能有效地组织Vc等营养物质的氧化，保持较高的好果率。对温州蜜柑等常温保鲜的研究结果表明，经涂膜的柑橘失重率、烂果率大大低于未经涂膜的柑橘。用1%茁霉多糖溶液脱模的柑橘在常温下贮存至第140天时，好果率为85.98%，比控制组提高了31.90%，有效地延长了柑橘的采后货架寿命。不同分子量茁霉多糖涂膜对苹果和鲜菠菜具有很好的保鲜作用。

  NPS多糖是一种安全、、多功能的天然多糖，在果蔬表面形成薄膜后无色无味，难以发现，果蔬的光泽度明显提高，是一种很理想的果蔬涂膜保鲜剂。用NPS多糖对葡萄进行涂膜保鲜，具有明显的抑制呼吸和延缓衰老的作用，特别是对葡萄的果皮褐变有明显的减轻。早熟苹果经NPS多糖涂膜处理后，25℃~30℃下开放保村40d，其外观品质基本不变，而对照组7d即变黄，20d即失去价值。晚熟苹果和鸭梨经NPS多糖涂膜处理后，可室温保鲜120d~180d，而对照组则20d后全变色，30d后严重失水。

  纤维素类及其衍生物是广泛存在于植物中的线性天然聚合物，改性纤维拥有良好的成膜性能，但其气体阻隔性不佳。用聚乙烯乙二醇增塑的羧甲基壳聚糖共混制成复合膜，对黄金色葡萄球菌有很好的抑制作用。

  淀粉膜市应用zui广泛的农业原材料，生产成本低，且其废弃物可回收。木薯淀粉复合膜（电子剥离试验机、电子拉力试验机对复合膜进行剥离、拉断试验可测试性能）是一种机械性能较强、能适合不同食品体系的可食性保鲜膜。以海南产的木薯淀粉为主要成膜物质，辅以补强剂、增塑剂等获得的木薯淀粉复合膜，对水蒸气和CO₂有很好的阻隔作用，冷稳定性较好，但热稳定性较差。通过高速气流粉碎机和球磨的联合处理制备出性能超群的超微淀粉膜。该膜具有优异的耐油水性和透气性，在土埋120d后，生物降解达67%，更显示了优良的生物降解性。

  2．蛋白质涂膜

  天然蛋白质如酪蛋白、明胶、豆蛋白、玉米蛋白和卵蛋白等依靠分子中的氢键、离子相互作用、疏水相互作用、偶极相互作用于二硫键等来维持其稳定的结构，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。因此蛋白具有良好的成膜特性，而蛋白涂膜与果蔬亲水表结合紧密，起到很好的保护作用。此外，蛋白膜营养价值高、口感好，能改善果蔬及其加工品的品质。其中个，以大豆分离蛋白为主制成的大豆蛋白膜，拥有透光度大、表面平整光滑与色泽性好等特点，可赋予食品良好的外观。涂膜的抗氧化效果明显，保鲜效果良好。在保鲜过程中有明显的保水、防水作用。水溶剂达70%以上，有利于膜在人体内的分解消化和吸收。

  小麦蛋白具有优良的粘弹性、延伸性、吸水性、吸脂乳化性、薄膜成型性并有清淡醇香味或谷物味等优点。详细研究小麦醇溶蛋白膜的机械性能，并探讨蛋白浓度、膜液PH值与热处理条件等对膜机械性能的影响。还进行了荔枝表面小麦醇溶蛋白涂膜处理的常温保鲜研究。依据贮藏期间果皮褐变、感官指标、腐烂程度和营养成分的变化评定保鲜效果表明，小麦醇溶蛋白涂膜荔枝的保鲜*，烂果率降低，保质期由2d~3d延长至7d。在膜液中加入防腐剂苯甲酸钠可进一步延长荔枝的贮藏期。

  玉米湿法生产淀粉的主要副产品是玉米蛋白粉，其含玉米醇溶蛋白50%~60%。玉米醇溶蛋白的性质如下：

  （1）具有优异的抗氧化功能，在喷雾干燥与高湿高温条件下能抑制油脂氧化；

   （2）呈特殊的棒状分子形状和分子结构，易溶于含水乙醇，涂膜干燥能形成透明、柔软、均匀的薄膜；

  （3）膜的阻湿性良好，不易透水，具生物分解性；

  （4）对各种增稠剂、脂肪酸、酯、乙二醇类等可赋予柔软性及粘着性，提高可塑性。

  对玉米粉中醇溶蛋白的提取条件以及玉米醇溶蛋白成膜的*配方和成膜工艺进行了正交实验研究。对甘油、虫胶与玉米醇溶蛋白的复合薄膜研究表明，添加甘油可改善膜的阻湿性、透明度及耐水性，添加一定量虫胶后能提高膜的阻湿性和透明度。采用正交实验方法研究玉米醇溶蛋白涂膜保鲜膜草莓。结构显示，玉米醇溶蛋白1.57%，甘油0.18%，蔗糖0.3%，并辅以0.02%乳化剂与防腐剂保鲜草莓效果*。研究油酸、甘油、虫胶和成膜温度对玉米醇溶蛋白保鲜香蕉的影响。正交实验结果表明，成膜温度对香蕉保鲜效果的影响zui大，*复合膜配方为0.8毫升3%甘油、0.4毫升油酸、10毫升10%玉米醇溶蛋白。

  3.油脂类涂膜

  由蜡和油构成，主要有石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、矿物油、植物油、乙酰化单酰基甘油酯、硬脂酸、月桂酸、脂肪酸糖脂。这类薄膜对阻止果蔬的水汽散失极为有效。蜡由脂肪酸和一元醇脂组成，具有熔点低、油腻性肖、稳定性好等特点，在空气中不易变质，成膜性好。经涂腊处理后，水果色泽鲜艳，外表光洁美观，商品价值高，货架期长，且包装入库简单。涂腊中加入杀菌剂可减少微生物的侵害。蜡主要分为溶剂蜡（Solvent waxes）和水性蜡（Water waxes）等，如中国农科院的京2B系列膜剂、重庆师范大学研制的液态膜保鲜剂和北京化工研究所开发的CFD型果蜡。目前果蜡涂膜存在的主要问题是果蔬使用后会产生异味，所以改进膜组成和化学特性对果蜡涂膜保鲜具有重要意义。

  4.复合膜

  复合膜是由多糖、油脂和蛋白质多种物质在一定的条件下经过复合处理而形成的薄膜。由于集中物质的性质不同和功能上的互补性，所形成的复合膜应当会有更为理想的性能。魔芋葡甘聚糖与壳聚糖之间具有良好的相溶性和一定的成膜协调作用。复合膜液呈凝胶状，黏度高，稳定性好。该涂膜还可以有效抑制龙眼的生理呼吸，减缓其营养物质的损耗与内部水分的蒸发，保持果蔬的硬度和色泽，抑制酶促褐变等。日本zui近已商业化了一种透湿性塑料保鲜膜，这种膜由两层透水性*的半透明膜构成，两层之间压合了一层渗透很高的多糖糖浆。这种保鲜膜能保持水分平衡，具有很好的保鲜性。