可食性涂膜保鲜技术研究进展

可食性涂膜保鲜技术研究进展
提伟钢1 于文越 1 邵士凤2周兴本1刘洋1
(1.沈阳农业大学高等职业技术学院，110122 2.沈阳乳业有限责任公司 110000）
摘要：可食性涂膜保鲜技术是一种安全、卫生的保鲜技术。

本文综述了可食性膜的种类和性质，并重点介绍了该技术在不同种类食品保藏中的应用。

关键词：可食性涂膜保鲜食品
Study Progress on Edible Coating Films
Abstract: Edible filming preservation is an safe and hygienic technology. In this article, the types and the properties of edible films were summarized, and the applications in the different kinds of food of the edible films were emphasized.
Key words: edible films；preservation; food
1.可食性涂膜介绍
很多食品原料在常温状态下暴露在空气中在较短的时间内就会变质，这是因为微生物的大量繁殖、原料中酶的活性以及果蔬原料的后熟作用。

延长食品原料的保藏期通常可以采用的方法是低温和气调保藏，然而这两种方法的成本都较高。

可食性涂膜技术提供了一种可以延长食品原料保藏期的方法。

1.1可食性涂膜保鲜原理
可食性膜是以天然可食性物质（如多糖、蛋白质、脂类等）为原料，添加可食性的增塑剂、交联剂等，通过不同分子间相互作用，并以包裹，涂布，微胶囊等形式覆盖于食品表面(或内部)，以阻隔水气、氧气或各种溶质的渗透，起保护作用的薄层。

可食性涂膜保鲜的机理有以下几个方面，第一，减少物料表面与空气的接触降低干果所含的脂肪氧化的速度以及果蔬类酶促褐变的速度；第二，减少外界微生物对食品原料的污染；第三，降低水分传递的速度，减少果蔬失水及干果类吸潮；第四，降低果蔬类的呼吸强度。

1.2常用的涂膜材料
可食性涂膜材料一般来说是由以下四种物质中的一种或几种组成：脂类、树脂、多糖和蛋白质，除此之外，增塑剂如多元醇、蜂蜡和油类可以添加到涂膜液中增加膜的柔韧性和延展性。

添加表面活性剂或者乳化剂可以降低表面水的活性和食物原料失水的速度。

添加脱模剂和润滑剂可以防止食品原料有粘性。

这些可能包括油脂、乳化剂、聚乙二醇和硅酮等[1,2]。

下面介绍一下可食性涂膜常用的几种原料：
脂类：以脂类为基础的涂膜主要包括石蜡、蜂蜡、棕榈蜡、矿物油、植物油、乙酰单甘脂、硬脂酸、月桂酸和脂肪酸蔗糖酯等。

它们可以有效的减少水分的损失，并且对水蒸气透过性，多糖类涂膜﹥含有树脂的脂类涂膜﹥不含树脂的脂类涂膜。

这些材料广泛的用于水果和蔬菜的保藏。

在较高的温度条件下，一些脂类涂膜由于其气体透过率低会产生厌氧条件。

多糖：用来涂膜的多糖包括纤维素、果胶、淀粉、褐藻酸盐、壳聚糖、卡拉胶、树胶等。

这些多糖基本上都阻气性好，易于粘附在水果和蔬菜的表面，但它们亲水的特性决定了它们阻水性差。

蛋白质：用于涂膜保鲜的蛋白质包括酪蛋白、明胶、大豆蛋白、玉米蛋白、清蛋白。

它们具备较好的成膜性能，对气体的阻隔性能比较好，但是它们大多不能阻止水蒸气的扩散。

由于单一的涂膜材料都有其优缺点，在实际应用过程中，经常把几种涂膜材料结合使用，根据原料的特征选择合适的种类和配比，可以加入单甘脂和蔗糖酯等乳化剂促进水相和油相的均匀混合，有时可以根据需要加入抗氧化剂和抑菌剂，有效的延长原料的货架期[3,4]。

1.3 涂膜保鲜工艺流程
提伟钢（1981- ），男，汉，硕士，沈阳农业大学高职院，研究方向：食品加工检验。

图1 涂膜保鲜工艺流程
2 可食性涂膜保鲜技术的应用
2.1可食性膜在果蔬保鲜中的应用
2.1.1苹果
大豆蛋白，特别是其中的甘氨酸可用于苹果切片的涂膜保鲜；壳聚糖和月桂酸的混合涂膜可以抑制褐变和水分损失。

酪蛋白酸钠中加入蜂蜡比加入硬脂酸或者单甘酯效果更好，这可能是由于蜂蜡特殊的晶体结构；海藻酸、酪蛋白和乙酰单甘酯在添加钙离子的条件下可以形成三维网状结构的复合物涂膜材料，酪蛋白在乙酰单甘酯的作用下分散于多糖基质中，这样的涂膜配方适用于苹果片这样富含果胶的原料，可以减少苹果片的水分损失和氧化褐变，多糖和脂类的双层涂膜可以使苹果片水分挥发的阻力增加92%，呼吸作用降低70%，产生的乙烯量下降90%[1]。

可食性涂膜可用于速冻水果的保藏，可以保持速冻水果的品质，梁小彩等的研究表明1.5%的壳聚糖涂膜液可以较好的降低速冻苹果切块的失水率和褐变程度[5]。

在海藻酸钠涂膜中加入低聚果糖和菊糖可以保持鲜切苹果的品质。

Christian R¨oßle等人研究了用含有益生元如低聚果糖和菊糖的涂膜对鲜切苹果楔块进行保藏，每100g苹果楔块加入1～3g益生元，所有的益生元在14天的保藏期内都保持稳定，感官品质是可以接受的，HPLC 检测证明涂膜的苹果中多酚类物质更稳定，在包装的顶隙中，涂膜的苹果挥发性物质含量低，而二氧化碳和氧气的含量与不涂膜的苹果相差不多[6]。

2.1.2 柑橘
可食性膜可用于柑橘的保藏，可以降低贮藏期间柑橘的病害指数，降低失水率，同时降低果实的呼吸强度，抑制果实中过氧化氢酶的活性，抑制丙二醛的积累。

任艳芳等人的研究表明，采用淀粉、壳聚糖和黄连提取物复配制得的可食性膜可有效地提高夏橙的品质，好果率明显增加，其中壳聚糖和黄连有抑菌作用[7]。

季也蒙假丝酵母、德巴利氏酵母对多种蔬菜水果的腐败霉菌具有拮抗作用，抑制一些产毒素霉菌的生长，抑制一些水果和蔬菜的腐烂，起到生物防治的作用，R. Potjewijd等用纤维素类作为季也蒙假丝酵母和德巴利氏酵母的载体，对柑橘进行涂膜保鲜，减少柑橘的腐败变质，在几种纤维素中，甲基纤维素与这两种酵母兼容性最好，羧甲基纤维素兼容性最差。

用甲基纤维素作为季也蒙假丝酵母、德巴利氏酵母的载体对柑橘进行涂膜，可以有效地延缓腐败的速度[8]。

2.1.3 草莓
草莓是非呼吸高峰性水果，可食性涂膜技术可用于草莓的保鲜，可有效地降低草莓的呼吸强度，延缓草莓的后熟过程，减少微生物的污染和酶的活性，延长其货架期。

丁晓军等研究得到草莓最佳涂膜剂配方为添加2%蔗糖酯、0.5%CMC、0.5%苯甲酸钠,经该复合涂膜剂处理后,草莓果实的货架期可延长至12天, 果实仍能保持较好的亮度, 色泽和饱满度, 达到比较理想的处理效果[9]。

N. Moayednia等研究了冷藏条件下涂膜对草莓品质的影响。

将草莓浸没在含有海藻酸钠和氯化钙的溶液中，产生海藻酸钙表面涂膜，与未涂膜的对照组相比，理化指标和失重率未发生明显变化，但延缓了可见的腐烂的速度[10]。

解成骏等研究了复合涂膜对草莓保鲜的影响。

采用魔芋粉作为包膜剂,用CaCl2、水杨酸、中药浓缩液等对草莓进行浸泡处理,得到的较好的保藏条件为：经以浓度为5.8%的CaCl2
浸泡2 min,再以浓度为0.397%的水杨酸、0.16%的魔芋粉、40%的中药为配方制得的复合液进行涂膜,对草莓果实有较好的保鲜效果[11]。

2.1.4马铃薯
马铃薯在保藏过程中，需要减少水分损失速度，降低失重率；阻止外界微生物侵入组织内部，保持合适的硬度；阻止氧气进入，抑制酶促褐变的强度；有效保持鲜切马铃薯片的感官品质。

大豆分离蛋白、壳聚糖和褐藻酸钠组成的复合涂膜可以有效的改善马铃薯的保藏性能。

林顺顺等经过试验得到大豆分离蛋白复合膜的最佳配比为大豆分离蛋白0.2g/kg、壳聚糖0.15g/kg、褐藻酸钠0.1g/kg[12]。

2.1.5茶薪菇
茶薪菇是集高蛋白，低脂肪，低糖份，保健食疗于一身的纯天然无公害保健食用菌，保藏过程中应减少失重率，减少微生物的污染。

可食性复合保鲜涂膜对茶薪菇的细菌生长有抑制作用, 徐吉祥等的研究了茶薪菇保藏的方法，得到涂膜保鲜剂的最佳组合为：魔芋胶0.2%、卡拉胶 0.2%、甘油 1.0%、蔗糖酯 0.5%，再加入乳酸链球菌素0.1%、纳他霉素各0.05%，用此配比的复合保鲜膜来处理茶薪菇，并用聚乙烯 PE 材料袋装好，放置在低温冷藏环境中贮藏保鲜约20天，涂膜保鲜剂为乳链球菌素、纳他霉素等抑菌剂提供了载体，达到比较理想的保藏效果[13]。

2.2 涂膜保鲜技术禽蛋保鲜中的应用
禽蛋早保藏过程中，常发生微生物污染、蛋壳内气体逸出、重量下降等问题，使货架期缩短。

可以采用低温冷藏和气调保鲜等方法，但成本较高，对禽蛋而言，涂膜保鲜是一种经济实用的方法。

禽蛋的涂膜保鲜法是将一种或几种具有一定成膜性，且所成膜阻气性较好的涂膜材料涂布于蛋壳的表面，封闭气孔，阻隔蛋内水分蒸发和二氧化碳气体的外逸，减少外界腐败微生物对蛋的污染，从而抑制蛋的呼吸作用以及酶的活性，延缓禽蛋的腐败变质，达到较长时间保持鲜蛋品质和营养的目的。

可用于禽蛋涂膜保鲜剂的有淀粉、壳聚糖、聚乙烯醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、大豆多糖、玉米醇溶蛋白等。

李宁等研究了水溶性大豆多糖对保藏效果的影响。

以水溶性大豆多糖为主要原料，添加CaCl2、甘油制得禽蛋涂膜保鲜液，研究禽蛋保鲜效果，结果表明，当水溶性大豆多糖浓度为6.0%、甘油浓度为3.0%、无水CaCl2浓度为1.5%时，所制得的膜透水率最低。

用此配方的涂膜液对禽蛋进行涂膜保鲜处理，室温贮藏 30d 后，涂膜组禽蛋仍保持较好的品质。

水溶性大豆多糖涂膜液对禽蛋有较好的保鲜效果[14]付星等用脂肪醇聚氧乙烯醚作为禽蛋涂膜保鲜剂，保鲜的效果略好与聚乙烯醇[15]。

2.3 在鲜虾及肉制品加工与保鲜中的应用
鲜虾制品极易受腐败微生物污染，腐败变质，可食性涂膜用于鲜虾的保藏，可以能减少汁液流失、降低干耗率，还可以降低原料的腐败变质速度，使鲜虾能保持较好的质构特性。

王秀娟等研究表明：不同浓度的壳聚糖对虾的涂膜保鲜有不同效果，通过贮藏过程中虾的鲜度指标的测定，浓度为1.5%的壳聚糖保鲜效果最佳；在壳聚糖溶液中加入添加剂比单纯的壳聚糖涂膜的保鲜效果要好,壳聚糖涂膜保鲜的效果要好于褐藻酸钠涂膜[3]。

程丽丽等研究了壳聚糖复合剂对牛肉的涂膜保鲜，并进行了壳聚糖浓度的单因素试验。

结果表明: 对牛肉的保鲜而言，保鲜效果较好的壳聚糖浓度为2%。

壳聚糖复合涂膜剂的组成为壳聚糖浓度为 2%，冰醋酸浓度为 2%，甘油浓度为1%，其中冰醋酸为溶解剂，甘油为增塑剂。

经涂膜处理后的牛肉在室温下保存 72h后，其菌落总数、pH 值、挥发性盐基氮等理化指标仍在新鲜肉的标准范围内，比对照组延长了48h[16]。

刺槐豆胶可以用于对香肠和蒜味香肠涂膜以降低水分损失。

MELTEM DILEK等的研究表明，在冷藏条件下，涂膜处理的香肠比未涂膜的对照组有更长的货架期，在5℃最多可以保存12天，从涂膜样品的水分损失率看，最合适的增塑剂是PEG200；但对涂膜样品进行油
炸，从水分和油含量分析看，最适合的增塑剂是甘油，最合适的使用剂量是1.2ml[17]。

2.4 在干果保藏中的应用
可食性大豆分离蛋白膜能够提供比较好的阻水性和阻隔氧气的性能，能够一定程度上延缓果仁的水解和氧化，减缓它们变质，延长它们的货架期。

以可食性大豆分离蛋白膜包裹核桃仁和杏仁，在 60℃下陈化10天后与对照品相比，核桃仁和杏仁的过氧化值分别下降了48%和34.7%，酸价分别降低了44%和40.5%[2]。

狄建兵等的研究表明，大豆分离蛋白涂膜中加入抗氧化剂，显著地降低了脂肪酶、脂氧合酶、过氧化物酶的活性，其中大豆分离蛋白+0.02%叔丁基对苯二酚+0.015%Vc+0.07%半胱氨酸涂膜效果较好[18]。

核桃中的不饱和脂肪酸的氧化会导致其风味异常，脂肪酶促进油脂的水解，在环境中会导致货架期缩短。

在低温条件下保存的成本较高，可以用羟基丙基纤维素、羧甲基纤维素和其它添加剂如抗氧化剂等做成涂膜，可以减少环境中的氧气和果仁的接触[2]，延长货架期。

Elizabeth A. Baldwin的研究表明羧甲基纤维素钠和维生素E配制的涂膜液处理，放入自封袋中，可在室温条件下有效地保持美洲山核桃的品质达9个月以上[19]。

乳清蛋白具有阻气性好、阻水性较差的特点，结合其它涂膜保鲜剂，如羧甲基纤维素钠、甘油等按照一定方法可以制备成薄膜或直接涂膜，在较低相对湿度条件下表现出较高阻氧性，可以用于干果的保藏。

胡亚光等的研究表明乳清蛋白涂膜可显著降低花生仁在保藏期间过氧化值和酸价的升高[20]。

3 展望
可食性涂膜由于其绿色环保、易于操作等优点，受到食品生产者和消费者的青睐。

可食性涂膜保鲜技术近年来成为研究的焦点之一，在食品加工保藏过程中将会得到更广泛的应用。

参考文献
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[10] N. Moayednia, A note on the effect of calcium alginate coating on quality of refrigerated strawberries [J], Irish Journal of Agricultural and Food Research 49: 165–170, 2010.
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[12] 林顺顺，李瑜等，大豆分离蛋白复合涂膜对鲜切马铃薯保鲜研究，食品与机械[J]，2010（6）.
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[14] 李宁等，水溶性大豆多糖对禽蛋涂膜保鲜的影响[J],食品科学，2009,30（20）.
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[16] 程丽丽，复配型壳聚糖涂膜剂对牛肉的保鲜研究，肉类工业，2012.8）。

[17] MELTEM DILEK, etal., Application of locust bean gum edible coating to extend shelf life of sausages and garlic-flavored sausage [J], Journal of Food Processing and Preservation ISSN 1745-4549.
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