J. Future Foods | 提高樱桃耐水性和防紫外线性能的普鲁兰虫胶食用膜的制备

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文章简介

中国樱桃具有开花成熟早、营养成分和微量元素丰富等特点受到广大群众的喜爱，然而中国樱桃因其自身皮软多汁和蒸腾速率高，是一种极易腐烂和质量迅速劣变的水果，这极大地限制了其商业流通和跨区域销售。因此，对中国樱桃进行保鲜处理具有实际意义。

普鲁兰（Pullulan，PL）是一种细胞外水溶性粘多糖，虽然它是天然、无毒、成膜性好、可降解，但由于其亲水性和紫外线阻隔性差，限制了它的广泛应用。紫胶（Shellac，SH）是一种从紫胶虫分泌的树脂中提取的天然低聚物，具有良好的成膜性、耐水性和紫外阻隔性能。为了提高PL的耐水性和抗紫外性能，以甘油为增塑剂，采用溶剂浇铸法制备了不同配比的PL-SH复合薄膜，并对其性能进行了表征。最后，将复合膜应用于中国樱桃的保鲜，并对其保鲜性能进行了评价。

图1普鲁兰-紫胶可食性复合膜制备及中国樱桃保鲜示意图

图2复合膜的FTIR和XRD

图3复合膜的TG和DTG曲线

通过对复合膜测试发现PL与SH成膜结合过程主要是氢键，SH的加入改变了复合膜的力学性能，应力减小，断裂伸长率先增加后减弱，SH的加入改善复合膜的韧性。SH的加入同时也改善了复合膜的耐水性，复合膜的含水率、溶胀、水溶性以及水接触角数据表明随之SH量的增加，复合膜的耐水性得到提高。

图4 复合膜的UV曲线（a）和图像（b）

由图3和表1显示，随着SH的加入，在透明度变化不大的情况下其复合膜的紫外阻隔性能显著增加（可见光T660从91.4%略微降到86.9%，紫外透过率T280从84.60%直接降到 0.00%），表明SH的加入不仅能保持复合膜的高透明度，还显著提高了复合膜的紫外阻隔性能。

表1 复合膜的紫外阻隔和颜色参数

选择PL-SH可食性包装膜作为中国樱桃的保鲜膜，以无膜处理和PE膜包装作为对照。研究了中国樱桃在室温下贮藏7 d的WL、DI、FN、TSS、TA和果皮颜色的变化。

图5 中国樱桃在室温下的保鲜照片

众所周知，中国樱桃含有花青素，是一种具有良好抗氧化功能的天然食用色素，在保健中起着至关重要的作用。但紫外光照射下色素不稳定，导致花青素降解。因此，中国樱桃保存应屏蔽紫外线。由图5和图6可知，PL-SH复合膜可以对中国樱桃果实的品质变化产生积极影响，包括外外观颜色、延长货架期、营养保留和调节气体交换等，这些优点有助于提高中国樱桃的市场价值和消费者的满意度。

图6 中国樱桃在保鲜过程中的指标变化

结果表明，紫胶的加入提高了PL的耐水性能和防紫外线性能，并具有良好的相容性。此外，复合膜能有效延长樱桃的货架期。因此，PL-SH复合薄膜是一种具有商业应用前景的新型食用包装材料。

第一作者

唐保山，男，中国林业科学研究院高原林业研究所博士研究生，研究方向为昆虫资源化学与利用。以第一作者在Food Chemistry-X、ACS Omega、《林产化学与工业》等期刊上发表论文6篇。

通信作者

张弘，研究员，博导，中国林业科学研究院高原林业研究所，主要从事林业生物资源化学与材料研究开发。主持完成国家重点研发计划课题、国家高技术研究发展计划（863计划）专题、国家科技支撑计划专题、林业公益性行业科研专项等科研项目多项。在国内外学术期刊上发表学术论文200余篇，获得国家授权发明专利34项。荣获国家科技进步二等奖1项、云南省科技进步一等奖2项、梁希科技进步二等奖1项、湖北省科技进步三等奖1项，以及国家林业局优秀勘察设计奖二等奖及全国林业系统优秀工程咨询成果三等奖各1项。

Preparation of pullulan-shellac edible films with improved water-resistance and UV barrier properties for Chinese cherries preservation

Baoshan Tanga, Jinju Maa, Lanxiang Liua, Juan Xua, Hong Zhanga,*, Kun Lib, Xinghao Tuc, Qingfang Guana

a Institute of Highland Forest Science, Chinese Academy of Forestry. Research Center of Engineering and Technology of Characteristic Forest Resources, National Forestry and Grassland Administration, Key Laboratory of Breeding and Utilization of Resource Insects, National Forestry and Grassland Administration, Kunming 650223, China

b College of Food Science, Xinyang Agriculture and Forestry University, Xinyang 464000, China

c South Subtropical Crop Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Science/Key Laboratory of Tropical Fruit Biology, Ministry of Agriculture, Zhanjiang 524091, China

*Corresponding author.

Abstract

In order to improve the water-resistance and ultraviolet (UV) barrier properties of pullulan (PL) film, edible composite films were prepared by solution casting based on PL and shellac (SH). The physical properties, thermal stability, mechanical properties, water vapor permeability and UV barrier of the composite films were characterized. The analysis of the functional properties revealed that the composite films had good compatibility, water-resistance (33.50˚–60.15˚), and strong UV-blocking properties (84.60%–0.00%). The addition of SH improved the water-resistance and mechanical properties of the films, but the thermal stability was slightly reduced. These films can be used as an edible coating on Chinese cherries. According to the characteristics of weight loss, decay incidence and other indicators of cherries, the PL-SH composite films can keep Chinese cherries fresh at room temperature at least for 7 days. Therefore, PL-SH composite films may be an environmentally friendly packaging material with application prospects in the fruit preservation industry.

Reference:

TANG B S, MA J J, LIU L X, et al. Preparation of pullulan-shellac edible films with improved water-resistance and UV barrier properties for Chinese cherries preservation[J]. Journal of Future Foods, 2025, 5(1): 107-118. DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.01.010.

文章编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：张睿梅

封面图片来源：图虫创意

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