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利用橄榄与葡萄酒工业副产物开发抗氧化淀粉基可食用涂层延长鲜切食品货架期
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月12日 来源:Food Bioscience 4.8
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针对鲜切食品易腐败问题,研究人员创新性地将橄榄渣(OPF/OPFD/OPD)和葡萄酒泥(WLF)等富含酚类(1-6 mg GAE g-1)的农业副产物融入玉米淀粉膜,开发出兼具UV屏障(透光率提升9%)与机械性能(抗性提高18%)的可食用涂层,成功延缓苹果褐变并保持质地,为食品保鲜与废弃物高值化利用提供新策略。
随着现代生活节奏加快,鲜切食品因其健康属性需求激增,但去皮加工导致的酶促褐变和微生物腐败成为行业痛点。传统解决方案依赖化学添加剂,与消费者对"清洁标签"的追求背道而驰。与此同时,橄榄油和葡萄酒产业每年产生数百万吨富含多酚的副产物——橄榄渣(OP)和葡萄酒泥(WL),这些高价值生物活性物质的低效利用造成资源浪费。乌拉圭国家研究机构与阿根廷高校合作团队在《Food Bioscience》发表研究,开创性地将这两种"农业废弃物"转化为功能性食品包装材料。
研究团队采用冷萃橄榄渣(OPF)、冻干脱脂橄榄渣(OPFD/OPD)和新鲜葡萄酒泥(WLF)作为添加剂,通过淀粉糊化(5% w/v)和甘油塑化(30% w/w)工艺制备复合膜。利用扫描电镜(SEM)观察微观结构,通过水蒸气透过率测试评估屏障性能,并采用质构分析仪测定机械强度。鲜切苹果模型用于验证涂层的保鲜效果,重点监测褐变指数和硬度变化。
Olive pomace and wine lees
阿根廷供应商提供的OPF含水率达52.4%,直接使用易腐败。冻干处理后的OPFD总酚含量达6 mg GAE g-1,显著高于WLF的1.5 mg GAE g-1。SEM显示OP在淀粉基质中形成团聚体,而WLF则呈现均匀分散,这种结构差异直接影响材料性能。
关键性能发现
含10% WLF的薄膜紫外线阻隔性能提升9%,但水蒸气屏障作用减弱。OPFD的加入使薄膜抗拉强度提高18%,弹性模量增加38%,但断裂伸长率下降,表明材料刚性增强而柔韧性降低。这种"牺牲柔性换强度"的特性与酚类物质和淀粉分子间的氢键交联有关。
实际应用效果
在鲜切苹果实验中,含5% OPFD的涂层使褐变速率降低40%,同时维持果实硬度达7天以上。葡萄酒泥涂层则表现出更优的色泽保持能力,这与WLF中花青素的氧自由基清除作用密切相关。
该研究实现了"一石三鸟"的创新突破:首先,将OP和WL这两种地中海地区特色农副产物转化为高附加值功能性材料;其次,开发的淀粉基涂层完全符合可食用、可生物降解的绿色包装要求;最重要的是,为解决鲜切食品行业"延长保质期"与"拒绝添加剂"的矛盾提供了天然解决方案。研究团队特别指出,冻干工艺虽然提高成本,但能最大限度保留OP的生物活性,未来可通过优化脱水技术平衡经济性与功效性。这项成果不仅推动农业循环经济发展,也为功能性食品包装设计提供了新范式。
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