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研究进展:食品被膜剂的作用及分类

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:涂抹于食品外表,起保质、保鲜、上光、防止水分蒸发等作用的物质称为被膜剂。目前使用的被膜剂按来源可分为天然类和人工合成类。在食品加工中由于工艺上的要求或为了提高产品品质,许多情况需要使用被膜剂。如果在被膜剂中添加某些防腐剂、抗氧化剂等成分制成复配型被膜剂,则还会有抑制或杀灭微生物、抗氧化等保鲜效果。

研究进展:食品被膜剂的作用及分类

为了延长水果贮藏期,往往在果皮表面涂以薄膜,以抑制水分蒸发,调节呼吸作用,防止细菌侵袭。一些要求防潮的食品如糖果、糕点等,在其表面涂一层可食性膜,不仅有利于保持食品质量稳定,而且可形成光亮美观的外形。

涂抹于食品外表,起保质、保鲜、上光、防止水分蒸发等作用的物质称为被膜剂。

1.果蔬涂膜保鲜

采后的果蔬仍然保持旺盛的呼吸作用。这种生理作用在氧气充足时表现为有氧呼吸,会消耗机体中大量的糖分等有机成分,放出二氧化碳,促进果蔬衰老;反之,适当的限制供氧,可以降低呼吸强度,延缓果实衰老。但过度限制供氧,会促使果蔬进行无氧呼吸,同样消耗有机质,而形成乙醇等不完全氧化产物,引起细胞中毒,使果蔬形成生理病害。此外果蔬在贮藏过程中会蒸发水分,当失水超过5%时就会出现枯萎而影响其品质,或造成腐烂变质。

果蔬涂膜保鲜是涂布于果蔬表面形成一层具有适度的氧和二氧化碳通透性和阻隔特性(即气调性)的薄膜,形成适度限制供氧的小环境,可减少水分蒸发,调节呼吸作用,延缓果蔬的衰老进程;并且形成薄膜后可阻止微生物的侵入,一定程度延缓果蔬的微生物性腐烂,从而保持果蔬的新鲜品质。

果蔬涂膜方法有浸涂法、刷涂法和喷涂法三种。浸涂法是将果实浸入,蘸上一层薄薄的涂料后,取出晾干即成;刷涂法即用软毛刷蘸上涂料液,在果实上辗转涂刷,使果皮上涂一层薄薄的涂料膜;喷涂法是将配成适当浓度的涂料溶液均匀喷洒于果蔬表面,晾干后形成一层薄膜。

果蔬涂膜化学保鲜法有以下几个特点:①果蔬表面形成一层被膜,可适当堵塞开孔部,抑制呼吸作用,减少营养消耗,抑制水分散发,抑制微生物侵入,防止腐败变质;②果蔬表面形成一层被膜,可改善果蔬的色泽,增加亮度,提高了果蔬的商品价值;③该法既适合小批量处理,也适合大批量保鲜,机械化程度高;④果蔬涂膜保鲜的作用类似单果包装,但与单果包装相比,价格更便宜。

2.被膜剂的要求和分类

(1)被膜剂的要求 果蔬涂膜保鲜,关键是被膜剂的选择,理想的被膜剂要求:①有一定的黏度,易于成膜;②形成的膜均匀、连续,具有良好的保质保鲜作用,并能提高果蔬的外观水平;③无毒、无异味,与食品接触不产生对人体有害的物质。

(2)被膜剂分类 常用的被膜剂有:蜡、天然树脂、油脂类、紫胶、蔗糖酯、单甘酯、壳聚糖乙烯醇、蛋白质沉淀剂等。

目前使用的被膜剂按来源可分为天然类和人工合成类。

天然类被膜剂的主要成分大多属于淀粉、多聚糖、三脂肪酸甘油酯、脂肪酸酯、脂肪酸或蛋白质。属于淀粉的如糯米淀粉;属于多糖类的如魔芋精粉;属于三脂肪酸甘油酯的如菜籽油、代可可脂、椰子油玉米油、棉籽油、猪油棕榈仁油等;主要含脂肪酸酯的如蜂蜡、巴西棕榈蜡等;主要含脂肪酸的如虫胶等;主要含蛋白的如玉米醇溶蛋白、大豆提取蛋白等。

合成类被膜剂包括天然物化学改性物和纯化学合成物,如改性淀粉、魔芋葡甘聚糖接枝共聚物、石蜡白油、硬脂酸镁、蔗糖酯、二甲基聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、松香季戊四醇酯、辛基苯氧聚乙烯氧基等。

3.被膜剂在食品加工中的作用

有用乳化剂单独作涂膜剂,也有与其他被膜剂、防腐剂、抗氧化剂复配使用。例如蔬菜和水果用蔗糖脂肪酸酯水溶液浸渍后,可以延长保鲜期;聚甘油脂肪酸酯和蒸馏饱和脂肪酸单甘酯的混合物,用于水果和冻肉的涂膜保鲜,可防止干耗,保证产品质量;用脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸钠及少量防腐剂和水配成的乳浊液喷洒果蔬表面可形成透氧、透二氧化碳、阻止水分蒸发但不影响果实呼吸作用的薄膜,延长果蔬保鲜期。英国产的一种涂膜剂是蔗糖酯、羧甲基纤维素钾和甘油二酸酯的混合物,用其水溶液浸渍苹果香蕉等水果20s,可获得良好的保鲜效果;日本公开特许昭和53—20453报道,用蔗糖酯、甘油酯、失水山梨醇脂肪酸酯等作为乳化剂和分散剂,与维生素E类化合物及其衍生物配制成的乳状液(还可添加少量防腐剂或防霉剂),用于苹果、梨、柿子柑橘等水果涂膜保鲜,效果显著。目前市面上常用的SM保鲜剂是用蔗糖酯和甘油脂肪酸酯作为乳化剂,以淀粉加防腐剂为主要原料配制的乳状液,果蔬浸渍后表面形成一层半透明薄膜,具有良好的防腐保鲜效果;用蔗糖酯、甘油一酸酯、油酸钠等作为乳化剂,制得的蜂蜡乳液、巴西棕榈蜡乳状液、氧化聚乙烯蜡乳状液、石蜡乳状液,均是优良的涂膜保鲜剂,特别适用于柑橘的涂膜保鲜。

在食品加工中由于工艺上的要求或为了提高产品品质,许多情况需要使用被膜剂。例如,在饼干、面包等糕点生产中,事先对烘焙模具涂膜可以方便制品脱模、保持产品完整的花纹和外形,还可保证生产的正常进行,提高生产效率。用于巧克力、糖果等产品中不仅使产品光洁美观,而且还可防潮、防黏、保持质量稳定。如果在被膜剂中添加某些防腐剂、抗氧化剂等成分制成复配型被膜剂,则还会有抑制或杀灭微生物、抗氧化等保鲜效果。

对商品蛋的贮藏保鲜,常用的涂膜剂有矿物油、植物油和液体石蜡,这些涂膜剂与一定量的乳化剂配制成乳浊液对蛋进行涂膜,可阻止微生物入侵,同时可以减少蛋内水分的蒸发,从而可大大减少腐败变质和干耗损失,获得很好的防腐效果和经济效益。

4.果蔬保鲜涂膜技术的发展方向

我国对不同被膜剂(尤其是新型天然材料及其改性物)的保鲜应用也开展了大量研究。有研究采用不同浓度的壳聚糖溶液以及壳聚糖和几种较常用的防腐剂配制成的混合保鲜液分别对新鲜鸡蛋进行涂膜保鲜处理,常温保存一个月,结果表明2%的壳聚糖溶液较适合鸡蛋的涂膜保鲜,尤其与0.1%的苯甲酸钠的混合液保鲜效果最好。有研究以1%魔芋精粉的丙烯酸丁酯接枝共聚物对柑橘进行涂膜保鲜,贮藏130d后保鲜效果良好。还有以2%淀粉、2%单甘酯、6g/L山梨酸钾复合涂膜液于55~60℃涂膜李子,晾干后室温下贮藏期超过2个月。也有采用0.5%单甘酯对黄瓜进行涂膜,在室温下贮藏期达到10d。

所有的保鲜膜,尤其是可食用膜,应具有良好的阻隔性和一定程度的气调性,但这种膜一般不具抑菌性。因此,如何在现有膜的基础上寻找合适的天然抑菌剂,是果蔬保鲜涂膜技术的一个重要的发展方向。根据各种果蔬的性质特点开发各具特色的膜也会是一个比较有前途的构想。比如对草莓,可采用一种成膜后强度较高又不易吸湿的材料,可防止贮藏运输过程中碰伤,从而延长贮藏寿命。此外,利用无公害被膜剂进行果蔬涂膜保鲜也是果蔬涂膜保鲜的重要发展趋势。

1.紫胶

紫胶又名虫胶,属于寄生于豆科或桑科植物上的紫胶虫所分泌的树脂状物质(紫梗);将紫梗破碎、筛分、洗净、干燥后,用酒精溶解并过滤、真空浓缩制得。

制品有含蜡品和脱蜡品两种。其主要成分为油桐酸(约40%)、虫胶酸(约40%)和虫胶蜡酸(约20%)等。

(1)性状 紫胶为暗褐色透明薄片或粉末,脆而坚。无味,稍带有特殊气味。溶于乙醇,不溶于水,但溶于碱性水溶液。在125℃加热3h变为不溶于乙醇的物质,有一定的防潮能力。(www.xing528.com)

(2)性能 紫胶涂于水果表面有抑制水分蒸发、调节果实呼吸的作用,还能防止细菌入侵,起保鲜作用。涂于要求防潮的食品如糖果的表面,可形成光亮膜,起到隔离水分、保持食品质量稳定和使产品美观的作用。

(3)毒性 LD50>15g/kg体重。紫胶是我国传统中药

(4)应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,紫胶的使用范围和最大使用量(g/kg)为:可可制品、巧克力和巧克力制品(包括代可可脂巧克力及制品)、威化饼干0.2;经表面处理的鲜水果(仅限苹果)0.4;经表面处理的鲜水果(仅限柑橘类)0.5;糖果3.0。

紫胶除可用作被膜剂外,还可作胶姆糖基础剂,胶基糖果的最大使用量3.0g/kg。

2.白油

白油又名液体石蜡、石蜡油,由饱和烷烃组成,通式为CnH2n+2石油润滑油馏分经脱蜡、精制,或加氢精制而得。

(1)性状 白油为无色半透明黏稠状液体,无臭,无味,加热时有轻微的石油气味。不溶于水和乙醇。溶于油。化学性质稳定,长时间光照或加热,能缓慢氧化生成过氧化物。

(2)性能 白油具有良好的脱模性能,还有消泡、润滑和抑菌作用。不被细菌污染,易乳化,有渗透性、软化性和可塑性,在肠内不易吸收。

(3)毒性 ADI不作特殊规定。一般公认安全。

(4)应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,白油的使用范围和最大使用量(g/kg)为:除胶基糖果以外的其他糖果、鲜蛋5.0。

3.马啉脂肪酸盐

马啉脂肪酸盐又名果蜡,其主要成分为天然棕榈蜡(10%~12%)、马啉脂肪酸盐(2.5%~3%)、水(85%~87%)等。

(1)性状 马啉脂肪酸盐为半透明乳状液,溶于水,pH为7~8。在—5~42℃下稳定。

(2)性能 马啉脂肪酸盐具有优良的成膜性。涂布于果蔬表面,可形成薄膜,抑制果蔬呼吸,防止内部水分散失,同时可抑制微生物入侵,并能改善外观。

(3)毒性 小鼠,经口LD501.6g/kg体重。较安全。

(4)应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,马啉脂肪酸盐主要应用于经表面处理的鲜水果,按正常生产需要适量使用。

使用时先配制成一定浓度的水溶液,然后采用浸果或喷雾的方法,晾干后可在水果表面形成一层薄膜。实际使用时往往在水溶液中添加适量的防霉剂,可获得更好的贮藏效果。

4.巴西棕榈蜡

巴西棕榈蜡的主要成分由C24~C34的直链脂肪酸酯、C24~C34的直链羟基脂肪酸酯、C24~C34的桂酸脂肪酸酯等组成。由巴西蜡棕的叶和叶芽(存在于表面)提取精制而成。

(1)性状 巴西棕榈蜡为棕至浅黄色硬质脆性蜡,具有树脂状断面。微有气味。微溶于热乙醇,溶于40℃以上的脂肪,不溶于水,但溶于碱液。

(2)性能 巴西棕榈蜡配制成乙醇溶液后用于果蔬涂膜,可形成一层保鲜膜。

(3)毒性 ADI 0~7g/kg体重。由于其溶点高于口腔温度,且不易被肠道吸收,一般公认安全。

(4)应用 依照GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》,巴西棕榈蜡的使用范围和最大使用量(g/kg)为:可可制品、巧克力和巧克力制品(包括代可可脂巧克力及制品)以及糖果0.6;新鲜水果(以残留量计)0.0004。

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