周涵夢，黃金發(fā)，馬 輝，畢 潔，王加華，舒在習，王 賀，李占明，戴 煌*

（1.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北武漢 430023；2.山東新希望六和集團有限公司，山東青島 266100；3.杭州老爸評測科技有限公司，浙江杭州 310051；4.浙江農林大學暨陽學院，浙江紹興 311800；5.江蘇科技大學糧食學院，江蘇鎮(zhèn)江 212100）

隨著經濟的發(fā)展和消費水平的提高，人們越來越注重飲食營養(yǎng)，水果和蔬菜的消費模式正在向健康方向轉變。社會的快速發(fā)展加快了人們的工作節(jié)奏，引起了生活方式和消費觀念的變化，目前鮮切果蔬已大量出現(xiàn)在果蔬消費市場中供人們選擇。鮮切果蔬是以新鮮水果和蔬菜為原料，經清洗、切分、殺菌、保鮮等加工，冷鏈運送至飯店、商超、便利店等場所的即食產品[1]。鮮切果蔬有新鮮水果蔬菜的生物活性物質和微量營養(yǎng)素，且具有自然、新鮮、衛(wèi)生和便捷等特點，正日益受到消費者的喜愛。鮮切果蔬一般開袋即食或直接烹調，節(jié)省時間，減少了果蔬在運輸與處理中的費用，符合高效、優(yōu)質、環(huán)保、綠色等食品行業(yè)的發(fā)展要求。近年來，隨著中央廚房、冷鏈物流速遞業(yè)和外賣行業(yè)的快速發(fā)展，鮮切果蔬發(fā)展迅猛，為人們消費果蔬提供了便利，已成為果蔬的新消費形式。

新鮮果蔬經切分后，組織結構受到破壞，切面直接暴露在空氣中，組織代謝活動增大，呼吸作用加強，從而加速果蔬的成熟和衰老，縮短保質期，增加生產成本，降低消費者接受度；果蔬切口汁液的營養(yǎng)成分充足，易受微生物污染等[2]。為了減緩鮮切果蔬的呼吸速率、控制表面微生物生長繁殖、延長貯藏期，需要采取針對性的保鮮方法。目前針對鮮切果蔬的保鮮技術較多，有物理、化學、生物保鮮法[3]。物理保鮮主要有低溫保鮮、氣調保鮮等。低溫能抑制果蔬的呼吸強度，降低果蔬體內的各種生理生化反應速度，延緩衰老，抑制褐變，延長果蔬的保鮮期；也能抑制微生物的生理代謝，從而抑制微生物的生長與繁殖。因此，控制加工場所的溫度，在貯藏、流通及銷售過程中采用冷鏈控制是保證鮮切果蔬品質的關鍵因素，也是目前應用最成熟的鮮切果蔬保鮮技術[4]。然而與未加工果蔬不同，鮮切果蔬對低溫更為敏感，當貯藏溫度低于耐受溫度時，低溫容易造成鮮切果蔬的冷害。在低溫處理過程中應根據果蔬的種類嚴格控制貯藏環(huán)境溫度，同時減少溫度波動來達到較好的保鮮效果?；瘜W保鮮主要是使用檸檬酸、抗壞血酸等抗氧化劑、1-甲基環(huán)丙烯等乙烯抑制劑等化學保鮮劑，能產生較好的保鮮效果，但對使用條件和濃度要求高，還可能損害果蔬風味、品質，存在食品安全隱患。生物保鮮主要是應用殼聚糖等可食性涂膜材料、乳酸鏈球菌素等抗菌劑，其使用的天然原料，被認為安全可接受，目前仍處于探索階段。

近年來，食品安全問題已經引起了人們的普遍關注，傳統(tǒng)的果蔬保鮮技術已不能滿足人們的現(xiàn)實需求，因此，深入研究安全無污染的保鮮技術已迫在眉睫?？墒承酝磕ぜ夹g通過浸涂、噴涂等方法在鮮切果蔬表面涂上一層可食性膜來阻隔O2、減少水分損失、抑制呼吸、延遲乙烯的產生，其保鮮效果良好[5]?？墒承酝磕けｕr是一種安全、環(huán)保、成本低廉、操作簡便的方法，在包裝材料中的研究應用眾多，是目前研究的熱點。本文根據鮮切果蔬的品質劣變情況，從生理和物理化學特性以及植物營養(yǎng)素和抗菌活性的角度，總結可食性涂膜對鮮切果蔬的影響和作用，歸納了可食性涂膜技術在鮮切果蔬中的研究進展，為延長果蔬貯藏期、保障鮮切果蔬的食用安全提供參考。

1 鮮切果蔬品質劣變的表觀特點

鮮切果蔬因表皮被去除，細胞發(fā)生破裂，蒸騰作用和呼吸作用急劇增強，造成鮮切果蔬內部水分大量流失，如果不及時進行處理，鮮切果蔬產品就會迅速萎蔫、皺縮、干化，失去其新鮮品質。切分產生的受損信號使果蔬各種生理生化反應加劇，導致乙烯大量產生，呼吸速率顯著提高，次生代謝產物和自由基積累，最終影響產品的香氣、風味、質地、外觀及營養(yǎng)品質。新鮮果蔬經切分后，組織液外流，切面與環(huán)境充分接觸，酶類在O2參與下迅速氧化成酚類化合物，引起褐變[5-6]。褐變不僅引起鮮切果蔬色、味等感觀性狀的下降，還會造成營養(yǎng)損失，甚至影響產品的安全性。果蔬表面廣泛存在著乳酸菌、大腸桿菌、假單胞菌、葡萄球菌等微生物，切割處理造成果蔬營養(yǎng)成分的外流，為微生物生長繁殖提供了有利的環(huán)境條件，與此同時，新鮮果蔬在去皮、切分等加工過程中，組織結構極易受到空氣、加工用水及機械設備中各種微生物的侵染[7]。果蔬在加工中發(fā)生的一系列生理變化嚴重影響鮮切果蔬的營養(yǎng)價值和安全，縮短保鮮期，需要利用保鮮技術來延緩鮮切果蔬的品質裂變。

2 可食性涂膜在鮮切果蔬中的應用研究

可食性涂膜是涂在水果表面的薄膜，在水果和環(huán)境之間形成屏障，作為整個產品的一部分食用?？墒秤玫谋∧ねㄟ^浸涂或噴涂包衣溶液而涂在鮮切水果表面。理想的可食用涂層可以部分阻止水分運動，從而減少水分從果蔬表面流失，并通過充當氣體交換的屏障來改變水果周圍的氣體環(huán)境[8]。這將減緩果蔬的呼吸和衰老，不會導致真菌在果蔬表面生長和繁殖，也不會引起厭氧菌的滋生[9]?？墒秤猛繉幽茉鰪姽哂捕?，增加可滴定酸度，抑制維生素C 氧化和水分流失，增加可溶性固形物含量，保持果蔬原有的鮮艷色澤?？墒承酝磕た勺鳛槎喾N活性成分的載體，在成膜溶液中常用的添加劑包括抗菌劑、抗褐變劑、塑型劑、營養(yǎng)素、著色劑、調味劑、表面活性劑和乳化劑等[10]。這些活性成分使可食性涂膜具有抑制微生物生長，提高可食性涂膜的成膜性、透氣性、保水性和光澤性等功能，能更好地維持鮮切果蔬的質地、水分、質量、顏色、風味等感官指標?？墒承阅ぐ凑詹牧铣煞执篌w分為多糖類、脂類、蛋白質類及復合型可食性膜。

2.1 多糖類可食性涂膜

多糖是天然的聚合物，被廣泛用于開發(fā)可食用的涂層或薄膜，例如淀粉、果膠、纖維素、殼聚糖、藻酸鹽以及相應的衍生物[11]。多糖具有有序的氫鍵網絡形狀，是良好的O2阻滯劑[12]。多糖涂層無油、無色、低卡路里，可通過顯著減少脫水、氧化酸敗和表面變黑來改善肉制品、貝類、蔬菜和水果的保質期[13]。Khatri 等[14]研究利用蘆薈凝膠和殼聚糖作為可食用涂料在延長番茄果實采后貨架期方面的效果，以及它們的生化特性和抗氧化能力。結果發(fā)現(xiàn)，包衣處理的果實在冷藏過程中，總可溶性糖、總酚、番茄紅素含量和果膠酸裂解酶活性均逐漸升高，可滴定酸度和抗壞血酸含量均逐漸降低，抗氧化活性均呈明顯差異性。與對照果實相比，殼聚糖和凝膠聯(lián)合處理在延緩果實成熟過程中效果最好，可延長果實貯藏期至42 d。Arnon-rips 等[15]通過席夫堿反應和還原胺化，將香蘭素和反式肉桂醛與殼聚糖結合應用于鮮切甜瓜的活性涂層。共價鍵克服親脂香蘭素和肉桂醛的溶解度問題，中和其揮發(fā)性，產生黏附良好的涂層，提高果實品質和耐貯藏性而不損害感官品質。將其聚集物與抗菌檸檬醛一起添加到柑橘汁中，可使微生物計數(shù)減少6 log（CFU/mL）。多糖類可食性涂膜對鮮切水果的感官和消費者可接受性的影響較小。Benitez 等[16]發(fā)現(xiàn)相比于殼聚糖復配乙酸、藻酸鹽形成的涂膜，經由蘆薈或殼聚糖復配檸檬酸涂膜處理的鮮切獼猴桃的感官更受歡迎。?zdemir 等[17]發(fā)現(xiàn)涂有殼聚糖和抗壞血酸的石榴假種皮在（5±1）℃下冷藏25 d后，感官分析方面得分更高。

表1（見下頁）列舉了現(xiàn)有研究中不同多糖涂膜基質、結合材料、應用的果蔬品種及涂膜的功能。現(xiàn)有的多糖涂膜研究在維持感官品質、抑制酶活性、延長貯藏期等方面效果明顯，目前已有商業(yè)化應用，具有良好的應用前景和市場。然而，由于多糖的親水性質使其抑制水分散失的性能較差，無法有效延遲水分流失而影響鮮切果蔬銷售[18-20]。

表1 多糖涂膜材料在果蔬中的應用Table 1 Application of polysaccharide coating materials in fruits and vegetables

2.2 脂類可食性涂膜

脂質是阻止水分遷移的良好屏障，脂質基的涂料和薄膜對阻止水分的輸送、減少水分產生效果顯著[33]。疏水性的增加會導致水蒸氣的滲透性降低。脂質涂膜的應用包括脂肪酸及其單甘脂、表面活性劑和天然蠟等，其中最簡單形式的脂質化合物為蜂蠟和石蠟。當脂質與多糖和蛋白質結合時，涂層的阻隔性和機械抗性增強。此外，復合涂料比單一脂質具有更好的滲透性[34]。由脂質形成薄膜因其疏水性而變得更厚、更脆[35]。然而脂類涂膜也存在缺點，成膜的脂質可能會破壞光澤和外觀涂層食品的數(shù)量，膜的厚度與均勻性難以控制，易于產生蠟質口感，力學性能較低，制膜時易產生裂紋或孔洞等[33]。因此應探索通過和其他涂膜結合的方法來避免上述問題的出現(xiàn)。以植物油、動物油、植物蠟、動物蠟、各種精油為原料，配合乳化劑和水，運用納米技術，將液滴顆粒尺寸縮小到納米級（50～500 nm），形成納米乳劑，可用于配制成乳化型食用涂層。與常規(guī)涂膜材料相比，納米乳劑型食用涂層具有更大的體系、更獨特和更好的性能[36-37]。未來應根據鮮切果蔬實際用途，選擇合適的納米系統(tǒng)類型，尋找新的納米乳劑來控制機械性能、氣體輸送和熱阻，通過改變相對濕度和溫度等因素使可食用涂層適應環(huán)境條件。例如，在納米復合材料中使用無機物質將開發(fā)出能夠更好地控制O2、CO2和水蒸氣運輸?shù)南到y(tǒng)。

Chiumarelli 等[38]對木薯淀粉、甘油、巴西棕櫚蠟和硬脂酸四種食用膜的配方進行表征，結果發(fā)現(xiàn)，只有較高的蠟含量的配方沒有促進產生有效的O2和水汽屏障，導致膜的質地更堅硬；微觀結構分析表明，含蠟量高的薄膜表面不均勻。甘油含量越高，蘋果片的呼吸速率越低，薄膜的抗水蒸氣性能和柔軟性越好，甘油增加了膜的溶解度，降低了膜的熔化溫度。0.2%巴西棕櫚蠟顯示出較好的分析性能，能促進膜形成更規(guī)則的表面。3%木薯淀粉、1.5%甘油、0.2%巴西棕櫚蠟和0.8%硬脂酸組成的薄膜呈現(xiàn)出較好的黏性，從而產生更好的機械性能，防止水分和氣體交換。Azarakhsh 等[39]研究了不同濃度（0.1%、0.3%和0.5%，w/v）的檸檬草精油加入海藻酸鈉（1.29%）、甘油（1.16%）和葵花籽油（0.025%）可食性包衣對鮮切菠蘿在（10±1）℃、65%±10%RH 條件下貯藏16 d 的呼吸速率、理化性質、微生物和感官品質的影響。結果表明，含0.3%和0.5%（w/v）檸檬草精油的包被樣品中酵母和霉菌數(shù)量和總平板數(shù)量顯著低于其他樣本。然而，0.5%（w/v）的香茅摻入涂料顯著降低了鮮切菠蘿的硬度和感官評分（口感、質地和整體接受度）。含有檸檬草的藻酸鹽為基礎的可食性包衣具有延長鮮切菠蘿保質期和保持質量的潛力。

2.3 蛋白類可食性涂膜

蛋白質通常以球狀蛋白質或纖維狀形式存在，纖維蛋白不溶于水，通常作為動物組織的基本結構元素，球形蛋白質具有水溶性[40]，蛋白質的生理化學特征完全依賴于氨基酸取代基的結構。大多數(shù)蛋白基薄膜親水性良好，對水蒸氣擴散的抵抗力較差，不利于鮮切果蔬水分的保持。蛋白質源涂層機械性能差，但對CO2和O2具有良好的屏障作用，即使在較低的相對濕度下也具有高效的O2阻隔性能。一般情況下，蛋白質基膜具有適度的力學性能和良好的氧阻隔性能，但對水敏感。蛋白質涂層用于食品的潛力正在顯現(xiàn)，其高安全性使其容易獲得監(jiān)管機構認可，應用前景廣闊。蛋白質良好的成膜特性使蛋白質基薄膜成為食品包裝材料研究的重點之一。由于不同的物理和化學性質，每種蛋白質的成膜能力略有不同，但制備方法基本相似[41]。制作蛋白質溶液涂膜時，通常使用乙醇/水組合作為溶劑。為了提高蛋白基薄膜的彈性和黏彈性，在生產過程中通常會添加相應的增塑劑[42]。目前多種類型的蛋白質可用來制作健康的可食用涂膜，包括大豆蛋白、酪蛋白、玉米蛋白、明膠、小麥面筋和乳清蛋白等[13]。研究發(fā)現(xiàn)基于蛋白質的生物聚合物，如玉米醇溶蛋白和乳清蛋白具有所需的阻隔特性[43]。乳清蛋白是干酪工業(yè)的副產品，具有良好的功能和營養(yǎng)特性，由于良好的光澤外觀和阻氣特性而成為重要的蛋白質之一，可用作可食性薄膜[44]。

運用物理或化學方法處理后可以使蛋白質基薄膜的性能得到改善，用于特定場景或環(huán)境中。蛋白質基生物高分子材料通過改性可以滿足各種鮮切果蔬包裝材料的要求。蛋白質的營養(yǎng)和生物降解能力使其成為鮮切果蔬包裝材料的最佳選擇之一。研究蛋白質基薄膜的功能、結構和組成之間的關系，將指導薄膜的改性方法和方案，從而制備出性能更好、適合鮮切果蔬包裝的蛋白質基薄膜。根據鮮切果蔬特性和貯藏要求選擇的活性（抗氧化、抗菌）蛋白薄膜，能有效抑制或延緩微生物生長和脂質氧化，從而保證鮮切果蔬安全，延長鮮切果蔬的貨架期。

Cortez-vega 等[45]從石首魚的蛋白質分離物和有機黏土蒙脫土中提取可食用的涂層來包覆木瓜片。在最低限度加工木瓜中質量損失較小，約為5.26%，微生物生長緩慢，硬度、輕盈度和pH 值下降較小，達到加工包衣的最佳效果，同時證實了涂層中魚蛋白的活力。魚蛋白在工業(yè)上的價值很低，但在提高加工木瓜的保質期方面具有巨大潛力。Marquez 等[46]采用谷氨酰胺轉氨酶-乳清蛋白/果膠復合膜對鮮切蘋果、土豆和胡蘿卜進行包衣處理，并對包衣和未包衣果蔬樣品的貯藏特性進行分析。發(fā)現(xiàn)20%乳清膜或40%大豆分離蛋白膜包膜后，貯藏10 d 后蘋果質量損失明顯減少；乳清與果膠膜和谷氨酰胺轉氨酶交聯(lián)后，蘋果質量損失降低最高達80%，同時這種交聯(lián)薄膜處理后能在5 d 內完全防止馬鈴薯和胡蘿卜樣品的質量損失。用交聯(lián)混合膜包衣可以防止所有分析樣品中的微生物生長，也可以保存胡蘿卜中酚類和類胡蘿卜素的含量。所有未涂膜的樣品在儲藏10 d 后硬度和咀嚼性都顯著降低，而涂層樣品在儲藏后的可接受性評分方面沒有顯著差異，表明涂層能有效抵消涂層感官的不利影響。

2.4 復合型可食性涂膜

復合型可食性膜是水膠體組分（蛋白質或多糖）和脂質的組合。僅由單一材料組成的涂層，無論是多糖、蛋白質或脂類，都可以很好地表現(xiàn)出特定的性能，但可能無法同時提供綜合特性或屏障。例如，多糖和蛋白質是良好的成膜材料，可提供優(yōu)異的機械和結構性能，但其防潮能力往往較差。因此，具有疏水性的脂類成分可以作為優(yōu)良的水屏障發(fā)揮重要作用。復合涂料的配方結合了水膠體和脂類成分的優(yōu)點，同時掩蓋或減少各自的限制。Yousuf 等[47]利用羥丙基甲基纖維素、蜂蠟、蟲膠等疏水組分和食品防腐劑為主要成分，研究了復合食用涂料對貯藏巴倫西亞橙子采后腐爛和品質屬性的影響，發(fā)現(xiàn)復合涂膜的保鮮性能比單一材料涂膜好。Perez 等[48]研究了乳清分離蛋白、乳清濃縮蛋白或羥丙基甲基纖維素為親水相、蜂蠟或巴西棕櫚蠟為脂質相制備復合涂層的效果，發(fā)現(xiàn)蜂蠟乳清蛋白涂層可以有效地延緩美味金蘋果片的酶促褐變。復合型可食性膜制備過程中選擇合適的添加劑，以提高復合型可食性膜的強度、柔韌性和附著力等一般性能，提高產品的色澤、風味和質地，延緩微生物的生長。例如，乳清蛋白薄膜/涂層中添加一定含量的食用抗菌劑，如山梨酸鉀、乙二胺四乙酸、乳鏈球菌素和溶菌酶[49]。隨著新技術的應用，未來復合型可食性膜可有效地控制涂層的性能和功能，摻入營養(yǎng)成分（如維生素）和其他功能性成分（如抗菌劑），并控制其在涂層中的釋放，以滿足實際應用中多層復合型可食性膜具有所需的功能。

3 可食性涂膜復合保鮮技術的應用

3.1 可食性涂膜-高能射線輻射復合保鮮技術

高能射線輻射與其他防腐方法的結合能減少腐爛，控制自然感染，降低呼吸頻率，保持采后水果和蔬菜的整體質量。將可食性涂層和輻射結合使用對延長鮮切果蔬的貨架壽命效果顯著。Lin 等[50]發(fā)現(xiàn)紫外線加殼聚糖涂層可顯著降低多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶的活性。然而，近年來，隨著消費者的食品安全意識的提高，輻射應用的危害副作用導致消費者對此類產品的信心不足，接受度相對較低，該技術實際使用受到限制，難以推廣使用。

3.2 可食性涂膜-精油復合保鮮技術

從香料和植物中提取的精油具有抗氧化和抗菌特性，添加到涂膜中用于果蔬保鮮受到越來越多的關注。百里香、墨西哥石灰、檸檬草、肉桂和蓖麻油等因其成分能釋放天然抗菌素，對果蔬收獲后疾病具有抑制作用[51]，同時大多數(shù)精油安全可靠，可以直接添加使用。Motamedi等[52]發(fā)現(xiàn)巴西棕櫚蠟摻入量為1.0w%的納米黏土涂料，大大提高了‘瓦倫西亞’橙的感官接受度。這些結果表明優(yōu)化后的可食性涂膜對鮮切果蔬的感官品質影響小，消費者接受程度高。然而，由于大多數(shù)精油味道濃烈，會影響鮮切果蔬原有特征香氣，甚至產生不愉快的氣味，導致其作為食品防腐劑的應用受到限制。因此，需要進一步研究如何在不影響鮮切果蔬風味的情況下開發(fā)合適的精油復合型涂膜。

3.3 可食性涂膜-納米技術復合保鮮技術

人們對采用納米技術增強可食性涂料功能性的研究越來越感興趣?？墒承酝苛现械募{米系統(tǒng)為果蔬保鮮提供了新思路，例如在涂料中添加納米氧化硅、銀納米顆粒等[36]。納米材料本身具有的抗氧化、抗菌性能大大提高薄膜的保鮮性能。通過涂料開發(fā)的溶液中使用納米乳液具有很多優(yōu)點，例如增加薄膜均勻性，更好的抗菌活性，較低的化合物用量，減少與食物基質中其他成分的相互作用[19]。與傳統(tǒng)材料相比，納米技術在涂層和包裝應用方面具有巨大優(yōu)勢，它增加了食品的安全性，延長了保存時間，同時也通過建立物理屏障提高了貨架壽命。通過改進靶向性和控釋性，納米結構可以增加活性化合物的負載溶解度、分散度和生物利用度[53-54]。在這方面，納米技術將在未來的研究中發(fā)揮重要的作用，如開發(fā)、表征和應用系統(tǒng)作為食品供人類消費的涂料。然而，納米材料及技術的應用仍然存在挑戰(zhàn)，需要創(chuàng)建既安全又適合人類食用的可食用保鮮系統(tǒng)。在安全性方面，納米材料較大的比表面積使其與果蔬細胞膜接觸良好，從而導致納米材料更容易遷移到鮮切果蔬中，可能會影響果蔬感官，并帶來潛在的毒性，這需要進一步探索和研究。

4 小結

可食性涂膜安全、健康、可食用，用于鮮切果蔬保鮮的優(yōu)勢顯著，更重要是其可以作為添加劑的載體賦予涂膜更多功能性。活性化合物與各種形式的涂料對提高新鮮水果和蔬菜的保質期非常有效。隨著技術的進步，可食性涂膜保鮮方法以及包衣材料和成分正在逐步改善，在成膜材料和天然添加劑方面也有待于進一步挖掘，以實現(xiàn)更好的功效，最重要的是零健康風險。對無化學物質消耗的保鮮需求不斷增長，引起了人們對實施綠色保存方法的極大關注，可食性涂膜在鮮切果蔬上的研究具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诠叩馁|量與食品生產階段的管理和氣候條件有關，因此，使用不同的方法來防止微生物變性并延緩收獲后生理和生化變化非常重要。從不同類型的多糖、脂類和蛋白質中獲得的可食用涂層，并結合新型保鮮技術或材料的發(fā)展，最終通過充當對溶質、氣體和蒸氣屏障，將為改善鮮切果蔬的貨架壽命提供了必要的支持并將得到廣泛應用。