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天然植物涂层,助力食物保鲜的“黑科技”

时间: 2022-03-29


来源:植提桥,原题:《天然植物涂层,助力食物保鲜的“黑科技”》

在我国,从产地采后到消费者的整个供应链中,果蔬产品的损耗率高达10%-20%。如何降低果蔬等生鲜类产品的损耗,保鲜技术可以说功不可没。

什么是涂层保鲜技术

涂膜是近年来兴起的食物保鲜方法之一,选择纯天然、无毒、无害的大分子多糖蛋白类、脂类物质等作为被膜剂,采用浸渍、涂抹、喷洒等方式涂敷于果实表面,形成一层薄薄的透明被膜。

该技术可以增强果实表皮的防护作用,适当覆盖表皮开孔,抑制呼吸作用,减少营养损耗,防止腐败变质。由于涂膜剂往往是针对某一种保护对象的贮藏特性进行研发,因此不同涂膜剂的功能也会存在一定的差异,其主要作用表现在隔离保护、抑制果蔬水分蒸发、抑制果蔬内外气体的交换,并且还有抑菌杀菌以及抗氧化等防腐作用。

涂层保鲜常用原料

常见的涂层保鲜原料主要有多糖、蛋白、脂质等。

1)多糖类

多糖类涂膜剂主要包括壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、淀粉、海藻酸钠等,可用于保护食品中的成分不被氧化。有的多糖类涂膜剂还具有较强的抑菌、杀菌的功能。

1.1壳聚糖

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,它具有良好的成膜性、抑菌作用、生物相溶性和生物降解等特性。目前由于壳聚糖天然无毒副作用,而且成本低廉,已经被广泛应用于食品的保鲜贮藏方面。

1.2魔芋葡甘聚糖

魔芋葡甘聚糖是存在于魔芋块茎中的一种可再生的天然高分子化合物,具有粘度很高,增稠性良好,具有胶凝性、持水性、成膜性、生物相溶性、易糊化等特点,已经在食品加工以及农产品保鲜方面起到积极的作用。

1.3海藻酸钠

海藻酸钠又称为褐藻酸钠,是从褐藻或者细菌中提取出的一种天然多糖物质。海藻酸钠制成的涂膜保鲜剂,具有气体选择渗透性能,可以阻止食品代谢过程,降低细胞呼吸强度以及营养物质的消耗,减少活性氧的形成,降低膜脂过氧化,可以保护食品免受外来微生物的侵害,从而达到食品保鲜的目的。

1.4淀粉类物质

淀粉液加温到60度左右时糊化成具有粘性的半透明胶体溶液,将其涂于果蔬表面可形成淀粉膜。淀粉因其价廉易得、成膜性好等特点在果蔬保鲜中得到广泛应用,并且可以通过不同的改性方式获得性质多样的变性淀粉。

2)蛋白质

酪蛋白、乳清蛋白、纤维蛋白原、大豆蛋白、小麦麸质、玉米醇溶蛋白和鸡蛋白蛋白都有报道被加工成可食性膜。

3)脂质

脂质膜形成材料主要有蜂蜡、古蜡、硬脂酸、软脂酸等。用脂肪包裹肉制品在早先为防止食品收缩,阻隔氧气和水分都曾被广泛使用。很多研究都证实了脂质膜对冷冻或深加工肉制品和鱼制品的保藏作用,可延长其货架期并维持初始质量。

4)复合膜

复合涂膜剂是指由2种或3种主要成膜物质经一定加工处理而制成的膜,由于各种物质的性质不同,在功能上具有互补性,所以复合涂膜剂既保留了膜基质中各组成成分的优点,又克服了单一涂膜剂的不足,可以满足不同果蔬保鲜的需要。

可食用涂层技术正在破圈

可食用涂层技术,现已逐渐成为新的热点趋势。因为这些包装不仅保鲜,还可食用,在一定程度上减少了垃圾的产生,还可以帮助消除全球垃圾日益膨胀的问题。

蚕丝蛋白,跨界而来

蚕丝蛋白是从蚕丝中提取的天然高分子纤维蛋白。具有良好的机械和理化性能,主要被用于美容护肤类产品中。

通过创新的专利技术,食品技术公司Mori使用盐和水,从蚕丝中提取蛋白质,制造了一种纯天然且可食用的保护层,能够长时间使食物保持新鲜,减缓水果、蔬菜、肉类和海鲜的变质过程。

该技术特点在于打造了防护性的涂层产品,减少食物的浪费,并建立更可持续的食品供应链。保护层可以保留食物的水分,从而防止食物变干;保持空气的流通,使食物的营养素和维生素不会丧失;抑制细菌、酵母菌和霉菌的生长,延缓食物的变质速度。

保护层由天然的成分制成,可以使食品包装公司减少对一次性塑料、蜡、杀菌剂以及其他化学药品的需求。并在减少浪费的同时,提高人们的身体健康水平,还可以保护环境。

纤维素涂层,“化作春泥更护花”

当从水果、蔬菜或植物中提取果汁后,果渣一般就成为废弃物。瑞士联邦材料科学与技术实验室 (EMPA) 与零售商Lidl Switzerland合作开发了由果渣制成的具有保护性的、可食用的纤维素涂层,可用于新鲜农产品保鲜。

研究人员将果渣加工成原纤化纤维素,这个过程包括将果渣提取为固体糊状物,然后将其洗涤、漂白并研磨成分散得很薄的纤维素纤维溶液,该溶液又可以用作果蔬的保护涂层。

产品可以浸入纤维素涂层或喷涂以提供覆盖,同时在产品上留下的可见痕迹非常少并且易于洗掉。根据Empa的说法,这种涂层是无毒的,可以在没有伤害的情况下食用——未来的研究甚至可以将维生素或抗氧化剂等添加剂加入涂层中。

该项目得到瑞士创新机构 Innosuisse 的支持,计划在成功试验后,在瑞士所有 150 家 Lidl 商店中将使用该项新技术。

另外,该研究机构还以胡萝卜渣为原料,通过漂白、微流化等工艺制成的纤维素纳米纤维(Celluouse Nanofibers,CNF)悬浮液可以用做蔬果保鲜涂层,无毒无害甚至可食用,能够将香蕉的保质期延长一个多星期,有望大大减少食品浪费。

这种来源于胡萝卜渣的纤维素涂层,具有更高的光学透明度、拉伸强度、模量和韧性,且成膜更薄、更致密,能够有效阻隔氧气。喷涂在香蕉表面的预漂白CNF涂层起到了十分有效的保鲜效果,显著延长了香蕉的保质期,在食品包装领域表现出广阔的应用前景。

据植提桥了解,Apeel Sciences公司也是利用“有机作物的剩余物”,比如制造红酒剩下的葡萄皮,花椰菜收摘后留下的植物茎等,研发出一种能够延长水果保质期的保鲜涂层。这种产品被命名为“Edipeel”,这种“保护皮”,可以将四季豆、浆果等农产品的保质期延长至五倍。

这种技术采用植物原料,提取液体,制成微粒,然后利用这些微粒分子来控制进出农产品的水和气体的比例,从而减缓腐化。

针对不同的水果,该公司还对涂层的配方进行相应调整,目前已经开发的有蓝莓、芒果、鳄梨和香蕉的专用 Edipeel 涂层。

乳液型涂层,果蔬的“高级护肤品”

以色列农业科技初创公司Sufresca研究出一种乳液型涂层技术,涂料由水、上光剂、乳化剂、稳定剂和酸度调节剂制成。涂层中使用的所有成分均被欧洲食品安全管理局(EFSA)认可为食品添加剂(E编号),并被美国食品和药品监督管理局(FDA)认可为公认安全 (GRAS)。该涂层可以在环境温度下储存,不需要稀释并将保质期延长至六个月。

可适用于不同的西红柿品种,特别是樱桃西红柿、黄瓜,甚至芒果等水果。

Sufresca涂层技术是无毒、可生物降解的涂层,厚度仅为0.1毫米,非常薄,在视觉、嗅觉和味觉上都几乎无法察觉。

目前该产品主要有Pepper乳液型和Garlic乳液型,前者可消除干枯并减少蒸腾作用,而不会改变涂层感官评价;后者虽然可见,但它模仿大蒜皮的自然外观,并将保质期延长数月。

可食用涂层保鲜技术成趋势

联合国粮食及农业组织(UNFAO)估计,全世界每年生产的食物中有三分之一被浪费或丢失,而延长保质期或许是解决食物浪费的关键组成部分。可食用涂层保鲜技术已开始成为一种新的热点趋势,在提供食物保鲜的同时也能减少环境的污染。

目前,以植物基素材为主,辅以技术的创新已成为企业发展该项技术的出发点。随着消费者对于产品新鲜度的重视与日提升,可食用的食品保鲜技术未来发展大有可期。


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