Чи легко для PVP утворювати захисну плівку, яка може продовжити термін зберігання фруктів і овочів?

PVP (полівінілпіролідон) легко утворює захисну плівку на поверхні фруктів і овочів, і ця властивість використовується в галузі зберігання фруктів і овочів для ефективного подовження терміну їхньої свіжості. Основні причини тісно пов’язані з його молекулярною структурою, плівкоутворюючими властивостями та механізмом зберігання, що може бути деталізовано з трьох наступних аспектів:

I. Чому PVP "легко утворює захисну плівку"?

Як розчинний у воді високомолекулярний полімер, PVP має внутрішні переваги у формуванні плівки, що конкретно проявляється в двох аспектах:

1. Зручність утворення плівки

ПВП може розчинятися в поширених розчинниках, таких як вода або етанол. За допомогою простих процесів, як-от замочування, розпилювання або нанесення шляхом зрошення, він може рівномірно покрити поверхню фруктів і овочів. Після того, як розчинник (наприклад, вода) природно випарується або трохи висохне, молекули ПВП утворюють між собою поперечні зв’язки та швидко формують суцільну, прозору та гнучку плівку . Не вимагає складного обладнання або високотемпературних умов, що забезпечує низький поріг експлуатації.

2. Зчеплення та стабільність плівки

Полярні групи, що містяться в молекулах ПВП (наприклад, амідна група в кільці пірролідону), можуть утворювати водневі зв’язки з гідроксильними групами на поверхні фруктів і овочів (наприклад, полісахаридні компоненти у клітинній стінці епідермісу). Це дозволяє плівці щільно прилипати до поверхні фруктів і овочів, що унеможливлює її відривання внаслідок обробки або легкого промивання, забезпечуючи таким чином високу стабільність.

II. Як плівка PVP продовжує термін зберігання фруктів і овочів?

Ефект зберігання в основному ґрунтується на "фізичному бар'єрі + помірному хімічному регулюванні", щоб уповільнити процес старіння і псування фруктів і овочів. Основні механізми включають:

1. Гальмування втрати води для збереження свіжості фруктів і овочів

Свіжі фрукти і овочі схильні втрачати воду через транспірацію після збирання врожаю, що призводить до в'янення та зморшкування епідермісу (наприклад, огірки, салат). Щільна структура плівки PVP ефективно перешкоджає дифузії молекул води назовні, зменшує швидкість випаровування води і зберігає вміст води та хрумкість фруктів і овочів.

2. Ізоляція кисню для уповільнення окиснення та дихання

Дихання фруктів і овочів споживає цукри та виробляє вуглекислий газ, прискорюючи старіння. У той же час кисень може викликати окисне потемніння епідермісу (наприклад, потемніння нарізаних яблук і груш) та втрату поживних речовин (наприклад, окиснення вітаміну С). Плівка ПВП може утворювати «бар'єр для кисню» на поверхні фруктів і овочів, зменшуючи концентрацію кисню навколо епідермісу, уповільнюючи інтенсивність дихальних і окислювальних реакцій і продовжуючи термін зберігання фруктів і овочів.

3. Пригнічення росту мікроорганізмів для зменшення псування

ПВП сам по собі має певні антибактеріальні властивості (особливо щодо грампозитивних бактерій, таких як стафілокок, а також пригнічує ріст деяких видів плісняви, наприклад, пенициллу). Механізм дії полягає в його здатності зв’язуватися з мікробними білками, руйнувати клітинні стінки бактерій або ферментативну активність, а також запобігати колонізації та розмноженню мікроорганізмів на поверхні фруктів та овочів. Крім того, фізичний бар'єр плівки також зменшує контакт зовнішніх мікроорганізмів (наприклад, спор плісняви в повітрі) з епідермісом фруктів і овочів, що додатково зменшує ризик псування.

III. Засоби обережності під час практичного застосування

1. Відповідність вимогам безпеки

ПВП був затверджений як «харчова добавка» (код: Е1201) авторитетними установами, такими як Продовольча та сільськогосподарська організація Об'єднаних Націй (FAO) і Управління з контролю за харчовими продуктами і ліками США (FDA) для використання в харчових покриттях, стабілізаторах тощо. За використання в межах встановлених доз це безпечний для людського організму, а залишкова кількість на поверхні фруктів і овочів є надзвичайно низькою і легко видаляється.

2. Кращий ефект при комплексному застосуванні

Коли ПВП використовується окремо, проникність плівки для повітря та її антимікробні властивості можуть бути обмеженими. На практиці для зберігання продуктів його часто комбінують з іншими речовинами (такими як хітозан, ефірні олії рослинного походження, хлорид кальцію тощо). Це не тільки підвищує гнучкість і проникність плівки для повітря (щоб уникнути анаеробного дихання фруктів і овочів, що призводить до утворення алкоголю), але й покращує антимікробні та зберігаючі властивості.

3. Види фруктів і овочів, що підходять

Він більше підходить для фруктів та овочів з відносно гладенькою поверхнею і низькою схильністю до псування (наприклад, яблука, груші, цитрусові, помідори, огірки, морква тощо). Для фруктів та овочів з опушенням на поверхні (наприклад, персики) або крихкою поверхнею (наприклад, полуниця) процес утворення плівки потрібно змінити (наприклад, зменшити концентрацію, використовувати розпилення замість занурення), щоб запобігти закупорюванню плівкою епідермісу стоми або пошкодженню епідермісу.

У підсумку, завдяки легкості утворення плівки, сильної стабільності плівки та здатності уповільнювати старіння фруктів та овочів за допомогою кількох механізмів, ПВП є ефективним і безпечним матеріалом для покриття при зберіганні фруктів та овочів і має чітку практичну цінність у подовженні терміну зберігання свіжості.