褐藻碳水化合物可食性膜研究

□ 安思雨 张丹丹 姜卓君 刘传玉 张晶书 吉林省产品质量监督检验院

近年来，我国经济发展迅速，人民的消费水平不断提高，我国人民对食品质量、食品安全也越来越重视，食品的营养、食品的新鲜程度，尤其是农产品的新鲜程度逐渐成为我国人民消费时特别关注的指标。因此，研究开发新的有效的食品保鲜技术非常重要[1]。

目前食品保鲜的主要方法有冰温保鲜、气调保鲜、电离辐射、臭氧保鲜与电场处理保鲜等。作为一种保水剂、品质改良剂，目前，褐藻胶在农产品，主要是水果、蔬菜、肉类等产品中得到广泛应用。除此之外，褐藻胶在医药行业、生活饮用水业、造纸业与印染业等行业都发挥着十分重要的作用。

1 褐藻胶概述

褐藻胶是一类由褐藻产生的多糖类物质的统称，由β-D-甘露糖醛酸（M）和α-L-古罗糖醛酸（G）通过1，4糖苷键键合（部分为1，5糖苷键）而成的可溶性多糖，主要存在于褐藻门类藻中的细胞壁中，在墨角藻、海带、昆布等褐藻中广泛存在。褐藻胶能够较好的溶解在水中，且具有非常好的成膜性，有利于水果、蔬菜、肉类等产品的保存保鲜，可延长食品的保存时间，维持食品的新鲜程度。褐藻胶包括褐藻酸钠、褐藻酸铵等物质，其中，褐藻酸钠可溶于水，但溶解性较低，不溶于有机溶剂，褐藻酸钠的水溶液具有较强的粘性，因此，将其作为食品添加剂可以发挥增稠剂、稳定剂的作用[2]。

2 褐藻胶的保鲜机理

2.1 抑菌性

褐藻酸盐分子中含有大量的羟基和羧基类活性基团，活性基团与细菌细胞膜上的类脂、蛋白质复合物发生反应，使蛋白质变性，进而改变细胞膜的通透性，干扰细菌正常的新陈代谢，最终导致细菌死亡；这些活性基团可螯合对微生物生长起关键作用的金属离子（如镁离子、钙离子等），这些金属离子绝大多数是酶的辅助因子，能抑制细菌中的生化反应，保护果实不受微生物感染，从而达到抑菌的目的。

2.2 保湿性

褐藻酸盐分子中含有大量的亲水基团羟基，使得其对水分子有很强的作用力。褐藻酸盐分子具有微观网状结构，能吸收大量的水分子，并具有很强的保水性能。将褐藻酸盐用作涂膜材料，能减缓食品中水分的散失，从而达到保鲜的目的[3]。

2.3 成膜性

海藻酸钠制成的薄膜可用作涂膜保鲜剂，在食品表面形成一层薄膜。该薄膜具有气体选择渗透性能，在食品表面形成一个低O2、高CO2质量浓度的微气调环境，阻止食品气体交换和代谢，降低细胞呼吸强度及对营养物质的消耗，减少活性氧的形成，降低膜脂过氧化，保护食品免受外来微生物的侵害，即创造了一个半封闭的小环境，达到食品保鲜的目的。

3 褐藻胶在食品保鲜中的应用

3.1 单一涂膜

把鱼、肉等食品在褐藻胶溶液中浸泡过之后，再与氯化钙溶液作用，生成一种可塑性薄膜，这种薄膜CO2透过率高，O2透过率低，在冷冻贮藏过程中可有效防止食品水分蒸发而引起的干耗，并能有效抑制腐败微生物的生长，从而延长货架期。同样的方法，海藻酸钠也可应用到水果、禽蛋等的保鲜中。

3.2 复合涂膜

涂膜保鲜技术中常用的成膜材料除了海藻酸钠外，还有果胶、淀粉、卡拉胶等多糖类、明胶等蛋白类和石蜡、蜂蜡等脂类物质。由于单一的涂膜材料都有各自的优缺点，在实际应用中，常把这几种成膜材料结合使用，以获得更好地机械性能和保鲜效果。将海藻酸钠和果胶按不同的比例制成涂膜，所得的涂膜都均匀透明，并表现出了良好的亲水特性。在海藻酸钠溶液中加入纳米纤维素颗粒，表现出了良好的相容性，并且加入纳米纤维素颗粒后能提高80%的抗张强度，显著增强了膜的机械性能。将大豆蛋白、月桂酸与海藻酸丙二醇酯进行共混改性，降低了复合膜的透湿性，但明显提高了复合膜的抗张强度和延伸性。在海藻酸钠溶液中分别加入卡拉胶、果胶、马铃薯淀粉、结冷胶和纤维素形成复合膜，能明显提高膜的延伸率；果胶-海藻酸钠复合膜比单一的海藻酸钠膜的抗张强度要好。将羽毛角蛋白和海藻酸钠混合形成复合膜，并通过红外光谱确定了两者之间主要通过氢键相互作用，形成的复合膜有较好的机械强度和延伸性，透明度较好。

4 展望

褐藻胶在褐藻门类藻中含量较高，且提取容易，能够作为食品添加剂广泛使用，既具有增稠、乳化作用，又具有保水性、成膜性等优良特性，目前我国褐藻胶产量在世界中占有很大比例，应用前景广阔。