多糖类可食性膜在水产品保鲜中的应用

多糖类可食性膜在水产品保鲜中的应用

亲水产品具有高水分（70%80%）和高含量（15%21%）等特点。易受微生物等作用而产生腐败和变质。统计表明，每年因腐败变质而导致丧失营养或商用价值的水产品约占全国水产品总量的30%1多糖可口服膜的组成1.1海藻提取物、果胶和淀粉的制备PEM的成膜基材主要是纤维素、壳聚糖、海藻提取物、果胶和淀粉，本部分将从不同基材的分子结构、功能特点和成膜机理进行综述，同时，总结其在水产品保鲜中的应用进展。1.1.1d-吡喃葡萄糖环纤维素是目前自然界分布最广泛的多糖类聚合物，主要是由重复的D-吡喃葡萄糖环(失水葡萄糖)单元通过β-1,4糖苷键连接形成的直链高分子聚合物，D-吡喃葡萄糖环的数量取决于物质来源1.1.2高分子聚合物的合成壳聚糖是由几丁质在碱性条件下通过脱N-乙酰基(≥55%)处理后制得的天然高分子聚合物，是目前发现的自然界中唯一碱性氨基多糖，且是仅次于纤维素的第二大多糖类聚合物1.1.3海藻提取物海藻提取物来源于多细胞海藻，其中藻酸盐和卡拉胶是在水产品保鲜中应用最广泛的2种海藻提取物1.1.4橡胶果胶是植物细胞壁的主要组成部分，是由具有不同程度甲基化的羧酸残基的α-1,4聚半乳糖醛酸(图4-a)组成的多糖类聚合物1.1.5淀粉的成膜机制淀粉是由脱水葡萄糖残基组成的天然类多糖聚合物。因其具有来源丰富、价格低廉和生物降解性等特性，而被广泛应用于食品包装材料。淀粉粒是淀粉的单元结构，由直链淀粉(amylose,Al)和支链淀粉(amylopectin,Ap)(98%～99%)以及少量的蛋白质、脂质组成淀粉的成膜步骤是将淀粉和增塑剂等混合于水中并加热以制备透明的糊溶液，由于聚合物链的缔合，冷却后会立即凝胶化，干燥失水后形成淀粉薄膜。淀粉的成膜机制如图6所示，溶液在加热的过程中，淀粉颗粒从半结晶相转变为无定形状态的过程称为糊化。静置冷却，淀粉溶液会逐渐变浑浊，糊化分散体中解离的淀粉分子通过氢键的重新缔合形成更有序的结构，此阶段称为回生。此外，增塑剂等物质也进入淀粉分子内部结构形成化学键。当分子间的相互作用全部结束后，通过溶液中多余水分的蒸发，最终形成淀粉膜。淀粉的回生程度是影响其膜性能的直接因素，研究发现，由于Ap中支链结构的影响，其重新缔合的速度较慢，且Al分子链易于凝沉LI等1.2活性物质1.2.1防剂脂质氧化是水产品在贮藏过程中品质下降的重要原因，外界环境中的O1.2.2pem的抑菌性研究腐败微生物是导致水产品变质下降的主要原因之一，直接表现是硫化物、醛、酮、酯和有机酸等物质的产生，此外，GB10108—2008规定菌落总数是判断水产品是否可接受的主要指标之一，故探究PEM的抑菌性能具有重要意义。然而，除了少数多糖类成膜基材具有一定的抑菌性，例如壳聚糖等，大部分基材的抑菌性能均较弱，因此，添加抑菌剂是赋予其较强抑菌性的主要方式。抑菌剂是指能够抑制微生物(细菌、真菌和病毒等)生长和繁殖的物质根据不同水产品的优势腐败菌(specificspoilageorganisms,SSO)，选择针对性较强的NBA是目前研究的热点。FANG等1.3增塑剂和增塑剂PEM中常见的增塑剂主要以多元醇为主，包括山梨醇、聚乙二醇和甘油等增塑剂。增塑剂作为嵌入高聚物内部结构的小分子物质，主要通过同基材大分子间形成化学键及降低分子间作用力来增加聚合物链的移动性和成膜基材的柔韧性2多糖可食性膜的主要物理性质2.1壳聚糖/果胶复合膜的wvp可食性膜的阻隔性能是指防止环境与被包裹食品之间发生水蒸气、OPEM的WVP值均较高，通常需要降低其WVP以提高保鲜效果，而基材和添加剂的种类等因素均会影响WVP，总体而言，壳聚糖-PEM比果胶-PEM的WVP值普遍较低，而高DA的壳聚糖-PEM比低DA的WVP高，上述现象可能是因为聚合物链中羟基含量越多，膜的亲水性越强2.2抗拉伸度和硬度评价PEM的机械性能的主要指标是断裂伸长率(elongationatbreak,EAB(E%))和抗拉伸度(tensilestrength,TS)，机械性能的提高是降低环境条件对水产品的机械伤害、有效隔绝O式中:l和l式中:F，临界拉力;L，膜宽度;x，膜厚度。理论来说，壳聚糖-PEM的DA越高且pH越低，其机械性能越好，但NA等3多糖可口服膜的转化方法3.1改变组成3.1.1微生物和脂质氧化单独以多糖类基材制备的PEM的性能均较差，且水产品易受微生物和脂质氧化的作用而发生腐败变质。活性添加剂能增强PEM相应的抗氧化性和抑菌性等功能，而增塑剂能改善其机械性能和阻隔性能，提高膜的柔软性和隔绝O3.1.2复配膜材料的确定成膜材料选择的主要依据是目标食品的生理生化特性，选择合适的膜材料，并且辅以适合的增塑剂复配成膜。而单一的多糖类基材成膜往往具有局限性，且考虑水产品易腐败变质的特殊性，选择多种成膜基材可提高膜的适用性3.2ph值对成膜性能的影响PEM通过调整成膜基材溶液的浓度，确定塑化剂的类型与含量，均质搅拌后形成成膜溶液。研究发现，部分溶液的pH值对其成膜后的机械性和阻隔性等性能的稳定性影响显著，此外，在水产品的应用中，成膜溶液的pH值对PEM的抑菌效果也具有一定的影响，故有时需要对膜液进行酸修饰。VIMALADEVI等近年来，基于纳米技术(添加纳米填料)的新型改性方式已经成为研究热点。最常见的多糖纳米填料是纤维素、淀粉和壳聚糖。DOGAN等4以加工副产物作为pem活性添加物水产品含有丰富的蛋白质和脂肪酸，但易腐败变质，PEM相比于塑料包装，具有生物降解性、天然性、丰富性和易成膜性等特点，在水产品的贮藏保鲜中具有广泛的市场前景。然而，在考虑安全性、高效性的同时，经济效益是影响市场应用的主要因素之一，如何降低实际生产中的成本是今后需要研究的重点之一。因此，未来可以考虑以加工副产物提取物作为PEM中的活性添加物，例如，利用生产番茄酱后剩余的番茄籽提取物和生产葡萄酒后剩余的葡萄籽提取物等物质作