本文從膜的物理性能、生物活性和保鮮應(yīng)用的角度出發(fā)，綜述了近年來(lái)大豆多糖復(fù)合膜及其保鮮應(yīng)用的研究進(jìn)展。首先，闡述了改性劑（如納米粒子、精油、明膠）對(duì)大豆多糖膜物理性能的影響；進(jìn)而，綜述了天然抑菌劑和納米粒子對(duì)膜抗菌性能和抗氧化性的影響；最后對(duì)大豆多糖膜在食品保鮮應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。以期為大豆多糖膜研究提供一些參考。

傳統(tǒng)的塑料包裝膜不能食用、無(wú)法降解、難以回收，而廢棄的塑料包裝還易造成資源浪費(fèi)，給環(huán)境帶來(lái)巨大的污染。為了解決這些問(wèn)題，研究者們不斷地探索環(huán)境友好型的成膜材料，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)天然多糖能靠分子間相互作用形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膜，它有可降解、可再生和無(wú)毒無(wú)害的優(yōu)點(diǎn)，是制備環(huán)保型包裝膜的理想材料。目前為止，多糖類包裝膜的成膜材料有大豆多糖、殼聚糖、淀粉、纖維素、魔芋葡甘聚糖以及普魯蘭多糖等。其中，大豆多糖是一種來(lái)源于豆渣的酸性多糖，其骨架由酸性的鼠李糖半乳糖醛酸和?-1，4-半乳糖醛酸組成構(gòu)成（重復(fù)單元為?-1，2-鼠李糖和?-1，4-半乳糖醛酸），再與?-1，4-半乳聚糖和?-1，3-或?-1，5-阿拉伯糖殘基連接，其成分主要是半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、巖藻糖、木糖和葡萄糖等，分子量在5000~1000000 Da之間，它呈緊湊球狀結(jié)構(gòu)，在水溶液中為緊密的、無(wú)規(guī)則的線團(tuán)構(gòu)象。大豆多糖有良好的溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、抗黏結(jié)性且有隨溫度、pH（<6）升高而降低的黏度，此外，它富含膳食纖維、具有良好的成膜性、優(yōu)良的膠著性、一定的抑菌性和抗氧化性。大豆多糖可形成的具有一定阻氣性能、機(jī)械性能和抗菌性能的薄膜，大豆多糖還可在食品表面形成一層能延長(zhǎng)貨架期的涂膜。

然而大豆多糖膜主要存在機(jī)械性能不足、生物活性有限、抗水性較差缺陷，目前研究采用改性劑與大豆多糖復(fù)合成膜的方式，用明膠彌補(bǔ)膜機(jī)械和阻隔性能的不足，或者添加納米粒子來(lái)大幅度地提升大豆多糖膜機(jī)械、阻隔和耐水性能，還利用精油的特性有效地改善膜抗菌性和抗氧化性，以達(dá)到改善膜的性能和功能、拓寬其應(yīng)用范圍的目的。本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述大豆多糖復(fù)合膜的物理性能、抗菌性和抗氧化性，概述它在食品保鮮應(yīng)用的研究進(jìn)展。以期為大豆多糖復(fù)合膜的后續(xù)研究提供一些參考。

1大豆多糖復(fù)合膜的物理性能

大豆多糖膜的物理性能主要有機(jī)械性能、阻隔性能和耐水性能。這些物理性能會(huì)受到大豆多糖的分子間作用力、膜的流動(dòng)性以及膜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)致密性的影響。目前為止，幾乎都是采用流延法（膜制備流程：配制膜溶液→恒溫?cái)嚢?rarr;超聲脫氣→澆鑄→干燥→揭膜）將改性劑和大豆多糖制成復(fù)合膜。改性劑可進(jìn)入膜中，改變大豆多糖膜的氫鍵作用、分子間作用力、膜致密性和含水量（其簡(jiǎn)要機(jī)理見圖1），進(jìn)而影響膜物理性能。

1.1機(jī)械性能

大豆多糖膜的機(jī)械性能主要包括斷鍵伸長(zhǎng)率和抗拉強(qiáng)度，良好的機(jī)械性能可抵抗流動(dòng)過(guò)程中的壓力，延長(zhǎng)膜的使用期。大豆多糖膜的機(jī)械性能稍顯不足，易于破損。將改性劑（如納米粒子、精油、大豆分離蛋白、明膠）與大豆多糖膜復(fù)合成膜會(huì)顯著影響膜機(jī)械性能。

納米粒子與大豆多糖形成氫鍵、增強(qiáng)分子間相互作用和減少膜含水量，從而增加膜的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到改善膜機(jī)械性能的目的。納米TiO2又稱超微細(xì)二氧化鈦，是一種無(wú)毒無(wú)害的新型化工材料，已用于改善包裝膜的機(jī)械性能。納米TiO2與大豆多糖共混成膜，結(jié)果表明，納米TiO2與大豆多糖的羧基之間的靜電作用提高了膜的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)減小了其斷鍵伸長(zhǎng)率。納米SiO2加入到大豆多糖膜中會(huì)增強(qiáng)界面相互作用并降低膜的水份含量，使膜的抗拉強(qiáng)度顯著增加，尤其5%納米SiO2能將復(fù)合膜的抗拉強(qiáng)度提升至21 MPa。納米Zn會(huì)限制大豆多糖分子鏈移動(dòng)、降低膜含水量、提升結(jié)晶度和改變膜結(jié)構(gòu)，從而提高膜的抗拉強(qiáng)度，10%納米Zn可使膜的抗拉強(qiáng)度達(dá)到15.33 MPa。嶺石納米粘土與大豆多糖復(fù)合成膜，膜的抗拉強(qiáng)度升高，增強(qiáng)了膜機(jī)械性能。蒙脫石在低濃度下會(huì)均勻嵌入到大豆多糖分子鏈的孔隙中形成晶區(qū)、再與大豆多糖相互纏結(jié)，使得膜結(jié)構(gòu)更加完整，膜的抗拉強(qiáng)度得以提升。Cloisite 30B是一種有機(jī)改性蒙脫石，它也可以提高大豆多糖膜的抗拉強(qiáng)度。微纖維化纖維素顯著提高大豆多糖膜的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)減小膜斷鍵伸長(zhǎng)率，這可能因?yàn)槲⒗w維化纖維素與大豆多糖之間的氫鍵交聯(lián)且增強(qiáng)了分子相互作用。相反，有些納米粒子會(huì)降低大豆多糖膜的抗拉強(qiáng)度。例如，納米ZnO降低了大豆多糖膜的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)提升膜斷鍵伸長(zhǎng)率，這可能與納米ZnO的親水性有關(guān)。將納米ZnO加入微纖維化纖維素-大豆多糖膜，發(fā)現(xiàn)納米粒子的聚集使得膜的抗拉強(qiáng)度稍微下降。

精油加入大豆多糖膜中會(huì)出現(xiàn)相分離效應(yīng)，膜結(jié)構(gòu)變得稀疏，從而降低了其機(jī)械性能。百日草精油和薄荷精油分別與大豆多糖復(fù)合成膜，結(jié)果表明，兩種精油在基質(zhì)中出現(xiàn)了不同程度的分散相，膜結(jié)構(gòu)變得不連續(xù)，從而降低了膜的抗拉強(qiáng)度。含有牛至精油的乳液在低濃度下會(huì)均勻分布到大豆多糖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，但隨著乳液滴濃度的升高，大豆多糖膜結(jié)構(gòu)變得不連續(xù)、稀疏，從而降低膜的抗拉強(qiáng)度及其斷鍵伸長(zhǎng)率。

大豆多糖還可與大豆分離蛋白、明膠復(fù)合成膜，其機(jī)械性能有顯著的變化。大豆分離蛋白會(huì)降低大豆多糖膜的抗拉強(qiáng)度，當(dāng)大豆分離蛋白與大豆多糖質(zhì)量比為1：7時(shí)，膜的抗拉強(qiáng)度為6.416MPa。明膠是一種從動(dòng)物膠原蛋白中水解得到的變性產(chǎn)物，當(dāng)它作為改性劑加入膜中會(huì)通過(guò)物理交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了薄膜機(jī)械性能。明膠與大豆多糖基復(fù)合成膜，明膠的羥基、氨基與大豆多糖的羥基之間存在相互作用，加強(qiáng)了大豆多糖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，使其抗拉強(qiáng)度和斷鍵伸長(zhǎng)率都上升。

納米粒子與大豆多糖之間形成氫鍵、增強(qiáng)分子相互作用、降低膜含水量以及限制分子鏈移動(dòng)都會(huì)改善膜機(jī)械性能，但部分納米粒子會(huì)因其親水性或聚集而降低膜機(jī)械性能。精油的添加導(dǎo)致大豆多糖膜的相分離，使其機(jī)械性能降低。此外，明膠可提升膜機(jī)械性能，大豆分離蛋白會(huì)降低膜機(jī)械性能。目前看來(lái)納米粒子最適用于改善膜的機(jī)械性能，特別是納米SiO2能大豆多糖膜有最好的抗拉強(qiáng)度，具有深入研究和應(yīng)用的潛力。

聲明：本文所用圖片、文字來(lái)源《食品與發(fā)酵工業(yè)》2020年12月4日，版權(quán)歸原作者所有。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)與本網(wǎng)聯(lián)系

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