摘 要： 可食性殼聚糖涂膜是一種覆蓋食品表面、由天然可食性材料制成的選擇透過性薄膜，由于具有較好的抗微生物特性，可以延長食品的貨架期，在食品保鮮中廣泛應用。本文闡述殼聚糖的保鮮特性，綜述國內外市場上可食性涂膜研究現狀及其發展。
關 鍵 詞： 可食性殼聚糖涂膜；食品保鮮；應用
可食性涂膜歷史悠久，最早見于12世紀中葉我國采用蜂蠟給新鮮水果涂膜以延長水果的貯存期。16世紀英國人在食品表面涂膜脂肪來減緩失水現象;19世紀中期，使用油水混合成的蠟乳液涂抹于水果表面，減少水分流失和減緩了水果的軟化程度;20世紀50年代初，巴西油水乳化劑在新鮮果蔬保鮮中得到廣泛應用。目前，可食性涂膜仍是果蔬保鮮最有效的措施之一。可食性殼聚糖復合涂膜是以殼聚糖、檸檬酸、乳酸鏈球菌肽為主要材料，添加甘油和氯化鈣輔助材料，形成的一種保鮮劑涂膜。殼聚糖是由甲殼素脫乙酰基得到的天然多糖類高分子化合物，存在大量的游離氨基，具有良好的溶解性、成膜性和抑菌性，并且還有可食性、易于降解、不污染環境的優點。
1 殼聚糖概述
殼聚糖是甲殼素脫乙酰基產物通過β-D-1,4糖苷鍵連接而成的一種2-乙酰胺基-2-脫氧-D-吡喃葡萄糖線型聚合物,其來源豐富，不溶于水和普通有機溶劑，具有機械性良好、化學性質穩定的特點。殼聚糖無毒，具有多種生物活性。殼聚糖抗氧化活性取決于其分子量和脫乙酰度，隨著脫乙酰程度的增加，其抗氧化活性越強[1]。殼聚糖的抗真菌和抗微生物活性來源于其聚陽離子特性[2]，隨著分子內大量的游離質子化氨基(NH2)的增多，使其溶解性大大提高，反應活性增強。作為一種高效、無毒無味、成本低廉的保鮮劑，殼聚糖可以直接涂膜于食品表面，形成半透氣薄膜，減少水分蒸發，起到抗氧化、抗微生物及延長食品貨架期的目的[3]。
殼聚糖對食品中多種微生物具有很好的抑制作用，如金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、李斯特單核增生菌、空腸彎曲菌、芽孢桿菌等[4]。
通過質子化氨基發生了結構改變，生成抑菌基團
殼聚糖含有大量羥基和氨基。由于游離氨基的存在，其具有良好的成膜性。將殼聚糖溶液噴到食品表面會形成一層可食性的半透明薄膜，該膜具有一定的通透性，選擇性阻隔O2進入膜內，同時阻止果蔬呼吸作用產生的CO2外逸，降低了O2/CO2比值，抑制食品的呼吸作用強度，減少食品內營養物質的消耗，起到保鮮效果。同時，羥基和游離的氨基能螯合Fe2+和Ni3+等一些促氧化金屬離子，阻礙了它們與細胞或組織直接接觸，抑制葉綠素和花青素的降解，減緩了細胞的呼吸作用，保持果蔬的原有色澤。殼聚糖復合保鮮膜對水蒸氣具有良好的阻隔性，在一定程度上阻止食品表面水分的蒸騰，減緩其萎蔫速率[6]。
果蔬在采集收獲之后，其呼吸作用、蒸騰作用等仍然存在，造成大量的水分流失和養分消耗。大多數果蔬一旦失水量達5%，就會出現光澤暗淡、產品褶皺的現象，影響果蔬的保鮮效果。如果使用可食性殼聚糖涂膜保鮮液，可以起到降低果蔬水分損失、抑制細胞呼吸的作用。李亞娜等[7]對圣女果進行殼聚糖涂膜保鮮實驗，結果顯示，2.0%的殼聚糖涂膜液能有效地抑制圣女果中維生素C、可溶性固形物及可滴定酸含量的降低，并能防止果實失水、保持果實硬度與光澤度。HAN等[8]研究發現，乳酸(0.6%)殼聚糖(1%)涂層液增加了草莓的外觀接受感；維生素E(0.2%)殼聚糖(1%)涂層液保持了草莓的光澤度。海金萍等[9]結果表明：2.5%殼聚糖、0.75%乙酸、2%甘油等制成的涂膜液對香蕉在貯藏期間水分、總酸和維生素C含量方面具有較好的保鮮效果。王順民等[10]以紫茄作為實驗對象，為了降低果皮表面天然蠟質的影響，在殼聚糖復合保鮮劑中添加了表面活性劑。結果表明，殼聚糖復合膜明顯的降低了茄子失水、表皮光澤度暗淡等現象的發生。EISSA等[11]采用5、10、20 g/L的殼聚糖保鮮劑對鮮切蘑菇進行處理。結果發現，殼聚糖保鮮液明顯提高產品質量，延長貨架期，當濃度為20 g/L時，蘑菇的菌落總數顯著降低。
肉類食品保鮮的關鍵在于抑制表面的微生物。程麗麗等[12]研究表明，2%的殼聚糖處理后的牛肉置于室溫下72 h后，其菌落總數、pH、揮發性鹽基氮(total volatile basic nitrogen,TVBN)等理化指標依然保持在新鮮肉的標準范圍內，保鮮時間比對照組增加了48 h，保鮮效果較好。段靜蕓等[13]結果表明，殼聚糖對冷卻鮮豬肉有顯著的保鮮作用，并且脫乙酰度越高的殼聚糖，保鮮效果越好。SUMAN等[14]采用殼聚糖涂膜包裝絞碎的牛肉，對其脂質氧化和顏色穩定性進行了分析，結果顯示涂膜包裝的牛肉保鮮效果較好。
水產品不僅含有豐富的蛋白質和多種不飽和脂肪酸，而且水分含量高，易發生脂肪氧化和微生物生長，延長其保質期具有重要的意義。范文教等[15]采用2%殼聚糖涂膜液對鯰魚進行涂膜冷藏保鮮。結果表明在TVBN值、硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid value,TBA)值、細菌總數、pH值、感官評價等方面，殼聚糖涂膜液保鮮效果優于普通保鮮，明顯抑制了細菌總數的增長速率，減緩脂肪的氧化程度，而提高了鯰魚的貨架期。JEON等[16]研究發現，鱘魚和鯡魚在4 ℃冷藏條件下貯藏12 d后，殼聚糖涂膜能明顯降低魚類微生物的菌落和脂肪的氧化。陳曉眠等[17]以TVBN、TBA、細菌總數、pH值、感官評價等作為新鮮度指標，比較了茶多酚和殼聚糖在冷藏條件下對羅非魚的保鮮效果。盡管茶多酚和殼聚糖均能有效抑制微生物繁殖的速率，但是，殼聚糖涂膜液對羅非魚的冷藏保鮮期明顯長于茶多酚。王秀娟等[18]以解凍汁液流失、干耗率、質構變化為指標，觀察了海藻酸鈉和殼聚糖涂膜液對蝦及蝦仁在冷藏及冷凍條件下的保鮮效果，結果殼聚糖涂膜液保鮮效果優于海藻酸鈉涂膜，能顯著提高鮮蝦的品質，延緩肉質的腐敗變質。
蛋類及其他食品在儲藏過程中容易發生微生物污染，縮短產品貨架期。采用殼聚糖作為食品保鮮劑，可以有效地抑制食品表面微生物的繁殖。劉冬英等[19]研究結果表明，脫乙酰度90.5%的殼聚糖涂膜在室溫條件下保持雞蛋原有的新鮮度達20 d。婁愛華[20]研究發現，殼聚糖混合雞蛋涂膜液的最佳配比為1%的殼聚糖和1%石蠟混合，使用最佳效果時，涂膜新鮮雞蛋表面可以在30 ℃條件下恒溫保存30 d。
殼聚糖對食品的保鮮應用廣泛，日本學者將殼聚糖與醋酸鈣溶液加熱制得一種保鮮劑，該保鮮劑與大米1∶130混合后，蒸熟的米飯可以在28 ℃的條件下存放18 d不變質。HUANG等[21]發現，以殼聚糖為原料，經非酶性褐化反應制得的涂膜液可以使新鮮面條在4 ℃條件下貨架期延長至14 d。此外，可食性殼聚糖也被用于食品以外的其他領域，如VORIOP和KLEIN[22]將殼聚糖制造成藥物膠囊。
殼聚糖及衍生物來源豐富，可食性殼聚糖涂膜具有操作簡單、成本低廉、保鮮效果好、綠色可降解的優點，因此，可食性殼聚糖在食品保鮮方面應用廣泛。但是，可食性殼聚糖涂膜尚存在諸多不足：①常溫下保存時間較短；②材料中潛在的毒性或致敏性物質殘留；③對產品的外觀有影響；④可能損壞果蔬表面的天然保護膜；⑤涂膜液的厚度不易控制；⑥干燥涂膜有一定難度；⑦涂膜時產品的破損等問題。隨著對這些不足的研究和改進，可食性殼聚糖涂膜的發展和應用前景會更加廣闊。
參考文獻：略
(金芝蘋，王 爽，閆 旭，陳銀梅綜述，富校軼*審校 吉林醫藥學院公共衛生學院，吉林 吉林 132013)
文章來源微信公眾號：食品研究
