多糖類可食性膜在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

多糖類可食性膜在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用

親水產(chǎn)品具有高水分（70%80%）和高含量（15%21%）等特點。易受微生物等作用而產(chǎn)生腐敗和變質(zhì)。統(tǒng)計表明，每年因腐敗變質(zhì)而導(dǎo)致喪失營養(yǎng)或商用價值的水產(chǎn)品約占全國水產(chǎn)品總量的30%1多糖可口服膜的組成1.1海藻提取物、果膠和淀粉的制備PEM的成膜基材主要是纖維素、殼聚糖、海藻提取物、果膠和淀粉，本部分將從不同基材的分子結(jié)構(gòu)、功能特點和成膜機理進行綜述，同時，總結(jié)其在水產(chǎn)品保鮮中的應(yīng)用進展。1.1.1d-吡喃葡萄糖環(huán)纖維素是目前自然界分布最廣泛的多糖類聚合物，主要是由重復(fù)的D-吡喃葡萄糖環(huán)(失水葡萄糖)單元通過β-1,4糖苷鍵連接形成的直鏈高分子聚合物，D-吡喃葡萄糖環(huán)的數(shù)量取決于物質(zhì)來源1.1.2高分子聚合物的合成殼聚糖是由幾丁質(zhì)在堿性條件下通過脫N-乙酰基(≥55%)處理后制得的天然高分子聚合物，是目前發(fā)現(xiàn)的自然界中唯一堿性氨基多糖，且是僅次于纖維素的第二大多糖類聚合物1.1.3海藻提取物海藻提取物來源于多細胞海藻，其中藻酸鹽和卡拉膠是在水產(chǎn)品保鮮中應(yīng)用最廣泛的2種海藻提取物1.1.4橡膠果膠是植物細胞壁的主要組成部分，是由具有不同程度甲基化的羧酸殘基的α-1,4聚半乳糖醛酸(圖4-a)組成的多糖類聚合物1.1.5淀粉的成膜機制淀粉是由脫水葡萄糖殘基組成的天然類多糖聚合物。因其具有來源豐富、價格低廉和生物降解性等特性，而被廣泛應(yīng)用于食品包裝材料。淀粉粒是淀粉的單元結(jié)構(gòu)，由直鏈淀粉(amylose,Al)和支鏈淀粉(amylopectin,Ap)(98%～99%)以及少量的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)組成淀粉的成膜步驟是將淀粉和增塑劑等混合于水中并加熱以制備透明的糊溶液，由于聚合物鏈的締合，冷卻后會立即凝膠化，干燥失水后形成淀粉薄膜。淀粉的成膜機制如圖6所示，溶液在加熱的過程中，淀粉顆粒從半結(jié)晶相轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形狀態(tài)的過程稱為糊化。靜置冷卻，淀粉溶液會逐漸變渾濁，糊化分散體中解離的淀粉分子通過氫鍵的重新締合形成更有序的結(jié)構(gòu)，此階段稱為回生。此外，增塑劑等物質(zhì)也進入淀粉分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成化學(xué)鍵。當(dāng)分子間的相互作用全部結(jié)束后，通過溶液中多余水分的蒸發(fā)，最終形成淀粉膜。淀粉的回生程度是影響其膜性能的直接因素，研究發(fā)現(xiàn)，由于Ap中支鏈結(jié)構(gòu)的影響，其重新締合的速度較慢，且Al分子鏈易于凝沉LI等1.2活性物質(zhì)1.2.1防劑脂質(zhì)氧化是水產(chǎn)品在貯藏過程中品質(zhì)下降的重要原因，外界環(huán)境中的O1.2.2pem的抑菌性研究腐敗微生物是導(dǎo)致水產(chǎn)品變質(zhì)下降的主要原因之一，直接表現(xiàn)是硫化物、醛、酮、酯和有機酸等物質(zhì)的產(chǎn)生，此外，GB10108—2008規(guī)定菌落總數(shù)是判斷水產(chǎn)品是否可接受的主要指標之一，故探究PEM的抑菌性能具有重要意義。然而，除了少數(shù)多糖類成膜基材具有一定的抑菌性，例如殼聚糖等，大部分基材的抑菌性能均較弱，因此，添加抑菌劑是賦予其較強抑菌性的主要方式。抑菌劑是指能夠抑制微生物(細菌、真菌和病毒等)生長和繁殖的物質(zhì)根據(jù)不同水產(chǎn)品的優(yōu)勢腐敗菌(specificspoilageorganisms,SSO)，選擇針對性較強的NBA是目前研究的熱點。FANG等1.3增塑劑和增塑劑PEM中常見的增塑劑主要以多元醇為主，包括山梨醇、聚乙二醇和甘油等增塑劑。增塑劑作為嵌入高聚物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的小分子物質(zhì)，主要通過同基材大分子間形成化學(xué)鍵及降低分子間作用力來增加聚合物鏈的移動性和成膜基材的柔韌性2多糖可食性膜的主要物理性質(zhì)2.1殼聚糖/果膠復(fù)合膜的wvp可食性膜的阻隔性能是指防止環(huán)境與被包裹食品之間發(fā)生水蒸氣、OPEM的WVP值均較高，通常需要降低其WVP以提高保鮮效果，而基材和添加劑的種類等因素均會影響WVP，總體而言，殼聚糖-PEM比果膠-PEM的WVP值普遍較低，而高DA的殼聚糖-PEM比低DA的WVP高，上述現(xiàn)象可能是因為聚合物鏈中羥基含量越多，膜的親水性越強2.2抗拉伸度和硬度評價PEM的機械性能的主要指標是斷裂伸長率(elongationatbreak,EAB(E%))和抗拉伸度(tensilestrength,TS)，機械性能的提高是降低環(huán)境條件對水產(chǎn)品的機械傷害、有效隔絕O式中:l和l式中:F，臨界拉力;L，膜寬度;x，膜厚度。理論來說，殼聚糖-PEM的DA越高且pH越低，其機械性能越好，但NA等3多糖可口服膜的轉(zhuǎn)化方法3.1改變組成3.1.1微生物和脂質(zhì)氧化單獨以多糖類基材制備的PEM的性能均較差，且水產(chǎn)品易受微生物和脂質(zhì)氧化的作用而發(fā)生腐敗變質(zhì)?；钚蕴砑觿┠茉鰪奝EM相應(yīng)的抗氧化性和抑菌性等功能，而增塑劑能改善其機械性能和阻隔性能，提高膜的柔軟性和隔絕O3.1.2復(fù)配膜材料的確定成膜材料選擇的主要依據(jù)是目標食品的生理生化特性，選擇合適的膜材料，并且輔以適合的增塑劑復(fù)配成膜。而單一的多糖類基材成膜往往具有局限性，且考慮水產(chǎn)品易腐敗變質(zhì)的特殊性，選擇多種成膜基材可提高膜的適用性3.2ph值對成膜性能的影響PEM通過調(diào)整成膜基材溶液的濃度，確定塑化劑的類型與含量，均質(zhì)攪拌后形成成膜溶液。研究發(fā)現(xiàn)，部分溶液的pH值對其成膜后的機械性和阻隔性等性能的穩(wěn)定性影響顯著，此外，在水產(chǎn)品的應(yīng)用中，成膜溶液的pH值對PEM的抑菌效果也具有一定的影響，故有時需要對膜液進行酸修飾。VIMALADEVI等近年來，基于納米技術(shù)(添加納米填料)的新型改性方式已經(jīng)成為研究熱點。最常見的多糖納米填料是纖維素、淀粉和殼聚糖。DOGAN等4以加工副產(chǎn)物作為pem活性添加物水產(chǎn)品含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪酸，但易腐敗變質(zhì)，PEM相比于塑料包裝，具有生物降解性、天然性、豐富性和易成膜性等特點，在水產(chǎn)品的貯藏保鮮中具有廣泛的市場前景。然而，在考慮安全性、高效性的同時，經(jīng)濟效益是影響市場應(yīng)用的主要因素之一，如何降低實際生產(chǎn)中的成本是今后需要研究的重點之一。因此，未來可以考慮以加工副產(chǎn)物提取物作為PEM中的活性添加物，例如，利用生產(chǎn)番茄醬后剩余的番茄籽提取物和生產(chǎn)葡萄酒后剩余的葡萄籽提取物等物質(zhì)作