涂膜保鲜技术在水产品贮藏中的应用

胡广地，孙翰昌，邓雅心，游玉明，胡慧蝶

（1.重庆三峡学院生物与食品工程学院，重庆 404101；2.重庆文理学院园林与生命科学学院，重庆 402160；3.重庆文理学院生态渔业产业化技术创新中心，重庆 402160）

0 引言

水产品是人们高品质生活的优质蛋白来源，当前人们对水产品的需求量日益增大。市场上最为常见的生鲜水产品虽然满足了人们对“鲜食”和口感的追求，但是因其肉营养丰富，若贮藏、运输及销售过程中条件不当极易出现腐败变质，无法保证其食用安全性[1]。因此，探索水产品贮藏保鲜技术具有重要意义。水产品通常采用低温保鲜、化学保鲜、辐照保鲜等传统的保鲜技术，具有一定的保鲜效果，也有一定的局限性[2]。随着科学研究的不断发展，生物保鲜技术、涂膜保鲜技术在水产品中应用的研究不断增多。概述了可食性涂膜保鲜技术在水产品中的研究进展，为今后可食性涂膜保鲜技术在水产品中的研究提供理论借鉴。

1 可食性涂膜的种类

可食性涂膜是以天然可食性物质为原料，添加可食性的增塑剂、交联剂等，采用涂抹、喷淋、浸渍或微胶囊等形式覆盖在食品表面或内部，通过不同分子间的相互作用，形成一层透明被膜，以减少食品中水分、营养损失，缩小食品与空气接触面积，降低食品的氧化速度，抑制外来微生物侵入，防止水产品的腐败变质，从而实现水产品的保鲜[3]。可食性涂膜主要分为蛋白质类涂膜、多糖类涂膜、脂质类涂膜、复合类涂膜微生物、共聚酯可食性膜。

1.1 蛋白类可食性涂膜

蛋白质是营养丰富且可再生的天然大分子物质，很适合可食性涂膜的制备。利用从植物或者动物中提取出的蛋白质，如从大豆中提取出来的大豆蛋白、从小麦中提取出来的小麦面筋蛋白等为基质，加入增塑剂制成不同用途的可食性包装膜[4]。

蛋白质在溶液中比较稳定且容易发生交联作用，特别是二硫键的产生，这就可使蛋白质膜具有良好的机械性能和阻隔性能，在强度和阻隔性能方面都优于多糖膜[3]。蛋白质可食性涂膜安全性、机械性很好，营养丰富，能够很好地消化吸收，且形成的膜均匀、透明。由于亲水基团的存在，使得蛋白膜的阻水蒸气性能比较差，在高湿的环境下，膜的含水量变高，水分子透过率增大，会降低膜的性能。

1.2 多糖类可食性涂膜

多糖类可食性涂膜主要是以植物多糖或动物多糖为基质，由相对分子质量高的多糖类物质制成，如壳聚糖、纤维素和海藻酸盐等。通过分子内和分子间的氢键等相互作用形成一层网状结构薄膜，是几丁质去乙酰化程度高于60%时的产物，广泛用于生物降菌基材[5]。主要包括以下几类可食性涂膜：淀粉可食性涂膜来源性广、价格低廉、可再生和降解，具有拉伸性、透明度、耐折性、水不溶性良好和透气率较低等优点[5]；纤维素衍生物可食性涂膜具有高拉伸强度，较小透湿、透气性的特点，主要阻隔水、氧和油脂；壳聚糖有良好的成膜性和广谱抗菌性，虽然阻水汽性略差，但是可以防止真菌污染、腐蚀食品；动植物胶（动物性胶基包括明胶、骨胶、皮胶，植物性胶基包括卡拉胶、黄原胶、海藻酸钠、果胶） 具有透明度高、强度高、印刷性、热封性、阻气性、耐水耐湿性较好等特点。

1.3 脂质类可食性涂膜

在动植物和昆虫中都可以提取出脂质类的可食性涂膜，用脂质做成的可食性涂膜，具有良好的疏水性，阻隔能力强[6]。除了可作为包装材料，还能表现出较好的光泽，让外观更好看。植物精油在果蔬、肉制品及水产品的保鲜中得到了普遍应用。植物精油是一种从芳香植物的叶、皮等部位提取出来的脂溶性天然化合物，具有多种生物活性，既可促进细胞的新陈代谢，又具有抗氧化、杀菌和消毒的功能。已有学者将从鱼类副产品中提取的胶原蛋白作为乳化剂，再把肉桂精油和紫苏精油复配到花青素/壳聚糖纳米粒子的可食性涂膜，制成了一种能够抑制大肠杆菌、荧光假单胞菌的薄膜，广泛应用到了肉制品的包装中[7]。

1.4 复合类可食性涂膜

复合型可食性涂膜是将蛋白质、多糖、脂质等基材混合使用，让各类材质的性能取长补短。蛋白质基和多糖基制作的薄膜透湿、透氧性优良，但容易被水浸湿，使得膜在水产品中的性能降低；脂质膜能够提供良好的保湿屏障，薄膜表面却容易出现裂纹，也可能不均匀，出现气味[8]。通过改变可食性涂膜中基材组分的含量与配比能获得理想性能的薄膜。复合型涂膜保鲜技术应用可使单一的保鲜涂抹材料相结合，在取长补短的同时，减少了单一保鲜材料的使用，能够更好地延缓水产品的腐败[9]。

1.5 微生物共聚酯可食性涂膜

以自然资源糖蜜、油脂等为原料，通过微生物发酵产生的3 - 羟基丁酯、3 - 羟基戊酯、4 - 羟基丁酯、己内酯等经过聚酯制成[10]。微生物共聚酯可食性涂膜，目前已由英国ICI 公司和麻省理工大学研究和开发成产品，并受到各国研究者的重视，具有塑料薄膜光学性能好、透明、有光泽、物理性能优良、质羟密度小、化学性能稳定、易成形加工和广泛的代用性等特点。

2 可食性涂膜技术在水产品保鲜中的应用

2.1 壳聚糖在水产品保鲜中的应用

已有研究表明，壳聚糖涂膜能够延缓或者抑制水产品在贮藏保鲜过程中微生物的生长、脂质氧化、核苷酸降解、含氮碱基物（TVB-N、TMA、生物胺）的积累，能够在一定程度上提高水产品的物理品质和感官品质[11]。微生物的生长繁殖会引起水产品的腐败变质，C O Mohan 等人[12]发现，经2%壳聚糖涂膜处理的沙丁鱼（Sardinella longiceps） TVC 在冷藏7 d后比对照组降低了1.9 log10 CFU/g。脂质的氧化会使得水产品的色泽和风味都下降，壳聚糖涂膜能够发挥其阻隔性能，减少鱼片的氧化性。Xuepeng Li 等人[13]采用壳聚糖（CH） 结合茶多酚（TP） 或迷迭香提取物（R） 对大黄鱼（Larimichthys crocea） 进行保鲜，发现CH+TP 和CH+R 处理能有效抑制鱼肉脂质氧化。Ramezani Z 等人[14]研究了壳聚糖和纳米壳聚糖涂膜对冷藏鲢（Hypohthalmichthys molitrix） 品质的影响，结果表明贮藏12 d 后涂膜鱼片的TVB-N 值比对照组降低30%以上。余达威[15]研究了壳聚糖涂膜对冷藏条件下草鱼（Ctenopharyngodon idellus） 片品质的影响，得出通过用高质量分数（＞2%） 壳聚糖涂膜处理的草鱼片，在冷藏期间脂质氧化速率和感官评分都较未经涂膜处理的草鱼片好。

2.2 海藻酸钠在水产品保鲜中的应用

天然类多糖物质具有良好的保湿性、成膜性，常与其他的生物抗菌剂相结合作为复合涂膜材料。王文娟等人[16]研究发现，使用异维C 钠液浸泡的乌鳢（Channa argus） 肉，再经2%海藻酸钠涂膜处理能有效延长其冷藏保质期。张杰等人[17]对罗非鱼（Oreochromis mossambicus） 片进行抗菌性海藻酸钠与海洋溶菌酶复配涂膜处理，表明该处理可使罗非鱼片货架期延长约5.5 d。王嘉祥等人[18]对海藻酸钠在冷冻贻贝（Mytilus edulis） 肉被膜方面进行了研究，结果表明将贻贝肉进行包膜，不但可以防止冷冻过程中的干耗，而且解冻时贻贝肉不破碎，食用时味道更鲜美，且1.5%和2.0%的海藻酸钠溶液，钙化后凝固物透明，有光泽和弹性，解冻后也不破碎且有一定的韧性。

2.3 复合涂膜在水产品保鲜中的应用

水产品在贮藏运输过程中抗菌能力弱，单一使用壳聚糖涂膜保鲜，无法达到良好的保鲜效果，将纳米材料作为抗菌剂添加于壳聚糖涂膜载体上能够起到很好的抗菌性。邢亚阁等人[19]以纳米TiO2、粒径、超声时间、超声功率、吐温80 添加量等因素为变量，研究了壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜对金黄色葡萄球菌的影响，发现在壳聚糖中加入改性纳米TiO2，粒径为30 nm，超声功率50 W 下处理50 min，乳化剂吐温80（增加壳聚糖复合膜的黏附力） 的添加量为0.5%，制得的复合涂膜能够最大限度地抑制金黄色葡萄糖。

王雅妮[20]使用多糖类基质海藻酸钠和魔芋葡聚糖为成膜基质，在复合涂膜不同的涂层中加入百里香酚能够阻止魔芋葡聚糖和海藻酸钠脱水结晶的形成，因为百里香酚的加入使得复合涂膜的热稳定性、涂膜的柔韧性、透光性及伸展性都增强了很多。百里香酚能够破坏细胞壁、改变膜的通透性及酶的活性抑制三文鱼（Oreochromis mossambicus） 的生理代谢达到抑菌作用。

李念等人[21]研究了虾青素- 羧甲基壳聚糖复合涂膜对罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii） 的保鲜效果，不同质量浓度的虾青素- 羧甲基壳聚糖复合涂膜可通过延缓罗氏沼虾体内蛋白质的分解，抑制了虾体pH 值的升高，从而维持了虾的品质；由于虾青素的抗氧化性，可清除虾体内的自由基，淬灭单线态氧阻止虾体内的游离脂肪酸自动氧化的进行，能够延缓罗氏沼虾在贮藏期间的腐败变质、脂质的氧化，维持冷藏期间的感官品质；且在3～5 ℃条件下，质量浓度为60 mg/L 和90 mg/L 时能达到最佳贮藏保鲜效果。

3 涂膜与其他技术融合在水产品保鲜中的应用

水产品通常使用物理、化学和生物技术进行保鲜，但是每一种技术都有一定的弊端和不足，如成本高、有害物质的残留、保鲜能力弱等。如果把不同的技术相结合，就可能更好地解决上述出现的问题。

3.1 与物理技术的协调作用的应用

Merlo T C 等人[22]研究在经壳聚糖涂膜的三文鱼（Oreochromis mossambicus） 片在气调贮藏（100%CO2） 下，能够在2 ℃冷藏下28 d 的过程中，有效减少菌落的数量，保持三文鱼良好的风味，较好地保持三文鱼的质量，延长了三文鱼的贮藏期。周莉等人[23]在气调环境下（2 ℃） 用壳聚糖- 磷虾油涂膜保藏鳕鱼片（Pseudogyrincheilus procheilus），发现经涂膜处理过的磷虾中的挥发性盐基氮的含量明显低于空气对照组和只使用气调保鲜组。白婵等人[24]研究得出，在经过复合涂膜浸泡后的新鲜鲈鱼（Lateolabrax japonicus） 再结合辐照杀菌处理的鱼肉品质对比只使用辐照杀菌技术处理的好，且货架期更长。李典典等人[9]复合可食性涂膜同气调贮藏结合使用能够延长半滑舌鳎（Cynoglossus semilaevis） 货架期到8～12 d，质量浓度30 mg/kg 迷迭香酸+ 0.1%聚赖氨酸的1%壳聚糖复合涂膜同70% CO2/30% N2的气调包装保存效果最佳。

3.2 与化学技术的协调作用的应用

化学保鲜水产品，通常在水产品中加入化学添加剂比如防腐剂、抗菌剂、抗氧化剂等[25]，由于添加剂便宜、方便、来源广等诸多优点，但是添加剂的用量和残留问题，同现代人们健康饮食的观念相悖。如果同生物技术针对性结合，能够克服化学保鲜剂带来的潜在危害，还能够节省开支。凌萍华等人[26]研究了利用化学添加剂4-HR 和体积分数为1%的壳聚糖抑制南美白对虾（Litopenaeus vannamei） 的黑变，发现4-HR 体积分数为0.002%（或者0.01%） + 1%壳聚糖能够很好地改善南美白对虾的使用品质和感官要求，且4-HR 的残留量没有超过相关范围。证明将涂膜技术同化学技术相结合使用对水产品的贮藏保鲜效果明显，但是相关的结合不是很多，可以推进后续的研究。

3.3 多种技术的协调的应用

物理、化学、生物3 种保鲜技术协调使用，能很大程度地提高水产品的保鲜效果。王庆丽等人[27]研究了在-2 ℃的冷藏条件下，用壳聚糖和生物保鲜剂壳聚糖（植酸溶解） +乳酸链球菌防腐剂+大蒜素+25%氮气和75%二氧化碳组成的气调包装下的模拟的蟹肉品质。经对照组的比较，发现加入复合生物保鲜剂能够增加模拟蟹肉的持水力和硬度；保鲜剂和气调搭配能够降低菌落数；该组合能够增加模拟蟹肉的品质、抑制腐败菌的繁殖，延长了蟹肉的货架期最少达50 d。朱迎春等人[28]研究了3 种保鲜液+无菌水+气调包装贮藏保鲜鲶鱼片（Silurus asotus），得到在使用纯乳酸菌发酵液+气调包装（60% CO2+40% N2） +（-0.7） ℃的保藏，抑制了鲶鱼在贮藏条件下微生物的生长、蛋白质降解、脂质的氧化，延缓了鲶鱼的腐败变质，保持了鲶鱼的新鲜度。综上所述，多种技术的相互协调作用较两种或者一种技术保鲜水产品效果好[29]，在未来的水产品保鲜中具有广阔的前景。

4 结语

当前，涂膜仍只在果蔬类、肉制品中应用比较广泛，在水产品中的应用较少。涂膜保鲜在水产品中的应用主要是以壳聚糖为基质的复合涂膜，以蛋白质和脂质为基材的涂膜研究甚少。在未来的研究中，可将蛋白质、脂质等基材应用到适合的水产品保鲜中，将涂膜补充水产品流失的营养成分作为未来的研究方向。