可食性膜的研究進(jìn)展

可食性膜的研究進(jìn)展目錄：一.研究背景與意義二.可食性膜的定義三.可食性膜的分類四.可食性膜的特點(diǎn)五.可食性膜的應(yīng)用六.可食性膜的發(fā)展趨勢一.研究背景與意義

隨著工業(yè)發(fā)展而誕生的塑料制品以其來源豐富、產(chǎn)品美觀、質(zhì)輕、衛(wèi)生、加工方便、價(jià)格便宜、性質(zhì)穩(wěn)定而廣泛應(yīng)用于食品包裝及保鮮領(lǐng)域。但是塑料包裝使用后不易分解，會(huì)造成“白色”污染，有的塑料包裝容易產(chǎn)生有害的氣體和異味，對人體具有一定的毒害作用。據(jù)國際包裝工業(yè)發(fā)展情況統(tǒng)計(jì)，在包裝廢棄物中，當(dāng)前首要難題是由塑料包裝所造成的污染。

面對污染和安全性等問題，各國都在努力尋找一種“綠色包裝”材料。發(fā)展“綠色包裝”，減少包裝材料對環(huán)境的污染和危害，是當(dāng)今世界各國極為重視的問題，食品包裝也成為減少廢物運(yùn)動(dòng)的焦點(diǎn)之一。一.研究背景與意義

中國從2008年6月1日起全國禁止生產(chǎn)、銷售、使用超薄塑料購物袋、并將實(shí)行塑料購物袋有償使用制度。英國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家都在開發(fā)可食性食品包裝薄膜，已經(jīng)有了實(shí)際應(yīng)用的成績。

所謂“綠色包裝”，是指能夠循環(huán)使用、再生利用或在自然界降解腐爛，且在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中對人體及環(huán)境不造成公害的符合可持續(xù)發(fā)展原則的包裝。在眾多的“綠色包裝”材料中，可食性膜備受關(guān)注。

可食性膜提供了無需環(huán)?；ㄙM(fèi)的可替代包裝，是一種安全性、環(huán)保性最好的生物可降解包裝材料。因而開發(fā)以天然生物材料制成的可食性包裝已成為世界食品工業(yè)科技發(fā)展的一個(gè)主要趨勢，也是未來食品包裝工業(yè)發(fā)展的主要方向。二.可食性膜的定義

可食性膜(ediblefilms)是以天然可食性物質(zhì)（如多糖、蛋白質(zhì)、脂類等）為原料，添加可食性的增塑劑、交聯(lián)劑等，通過不同分子間相互作用，并以包裹(packing)，涂布(coating)，微膠囊(microencapsulating)等形式覆蓋于食品表面(或內(nèi)部)，以阻隔水氣、氧氣或各種溶質(zhì)的滲透，起保護(hù)作用的薄層。三.可食性膜的分類1.多糖類可食性膜2.蛋白類可食性膜3.脂類可食性膜4.微生物共聚酯可食性膜5.復(fù)合類可食性膜三.可食性膜的分類1.多糖類可食性膜

多糖類可食性膜主要是利用淀粉及其衍生物、纖維素衍生物、殼聚糖及動(dòng)植物膠制得的可食性膜。⑴淀粉及其衍生物

淀粉可食性膜以淀粉，主要是直鏈淀粉為基質(zhì)，多元醇（如甘油、山梨醇、甘油衍生物及聚乙二醇)及脂類物質(zhì)（如脂肪酸、單甘酯、表面活性劑等）為增塑劑，少量動(dòng)物或植物膠為增強(qiáng)劑制作而成。

它們具有拉伸性、透明度、耐折性、水不溶性良好和透氣率較低等特點(diǎn)。淀粉可食性包裝膜是可食性包裝膜中研究開發(fā)最早的類型。三.可食膜的分類⑵纖維素衍生物

用植物纖維經(jīng)化學(xué)改性，如甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素等材料為原料，硬脂酸、軟脂酸、蜂蠟和瓊脂為增塑劑、增強(qiáng)劑，制得半透明、柔軟、光滑、入口即化的可食性膜。

它具有較高拉伸強(qiáng)度，較小透濕、透氣性的特點(diǎn)，用于許多食品以阻隔水、氧和油脂。近年來，世界各國對改性纖維素可食性膜的研究開發(fā)極為重視。⑶殼聚糖

殼聚糖是由甲殼素經(jīng)脫乙酰作用得到的，有良好的成膜性和廣譜抗菌性。三.可食性膜的分類

殼聚糖膜具有清晰、堅(jiān)韌、柔軟、阻氧性好的特性，但阻水汽性略差，可防止真菌污染、腐蝕食品。殼聚糖膜在果蔬的氣調(diào)貯藏保鮮中應(yīng)用較多，果蔬表面包裹殼聚糖膜，則可有效調(diào)節(jié)果蔬周圍O2和CO2的組成，可抑制果蔬的有氧呼吸強(qiáng)度，而提高其貨架期。⑷動(dòng)植物膠

這類可食性膜以動(dòng)物膠如骨膠、蟲膠，植物膠如葡甘聚糖、角叉膠、果膠、海藻酸鈉、卡拉膠等，微生物胞外多糖如茁霉多糖、果聚糖等為基質(zhì)，甘油、多元醇、山梨酸酯等為增塑劑，制成可食性包裝膜。

它具有透明度、強(qiáng)度高，印刷性、熱封性、阻氣性、耐水耐濕性較好的特點(diǎn)。三.可食性膜的分類2.蛋白類可食性膜

以蛋白質(zhì)為基質(zhì)的可食性膜，主要有大豆蛋白膜、小麥面筋蛋白膜和玉米醇溶蛋白膜等。

蛋白質(zhì)可食性膜易消化，富有營養(yǎng)，形成的膜比較均勻和透明，機(jī)械性能好，特別是阻氣性比較好，但是蛋白質(zhì)本身的親水性決定了蛋白質(zhì)膜的阻水性比較差，而且在高濕的環(huán)境下，膜的含水率變高，膜結(jié)構(gòu)變得松散，更增大了水分子的透過率，并且水分子的存在也增加了氣體分子在膜中溶解度，所以降低膜的強(qiáng)度和阻氣性。三.可食性膜的分類⑴大豆蛋白

以SPI為基質(zhì)，甘油、山梨醇等為增塑劑，可制成各種用途的可食性包裝膜或涂層。

它具有良好的強(qiáng)度、彈性和防潮性等特點(diǎn)，可以保持水分，阻止氧氣進(jìn)入，食用營養(yǎng)價(jià)值高。

研究表明，可食性SPI膜具有較低的透氧率，約比小麥面筋蛋白膜的透氧率低72%~85%，比多糖基質(zhì)膜（如CMC及其衍生物）低200倍左右，與其它包裝材料（如高密聚乙烯膜或低密聚乙烯膜）相比，可食性SPI膜的阻氧率是它們的325~1750倍。三.可食性膜的分類⑵小麥面筋蛋白

以小麥面筋蛋白質(zhì)為基質(zhì)，經(jīng)過乙醇的溶解，添加甘油、氨水等作為增塑劑制成可食性包裝膜。

它的韌性較強(qiáng)、半透明，具有良好的隔絕氧氣和二氧化碳的能力，但阻水性和透光性差，限制了其在商業(yè)上的應(yīng)用。⑶玉米醇溶蛋白

以玉米中的蛋白質(zhì)為基質(zhì)，經(jīng)乙二醇或異丙醇溶液提煉，甘油、丙二醇或乙酰甘油作為增塑劑制成可食性膜或涂層。

它具有成膜速度快、高溫高濕下貯藏穩(wěn)定、安全性可靠、對氧氣和二氧化碳隔絕性和防潮性極好等特點(diǎn)。日本、中國對玉米醇溶蛋白可食性膜的研究開發(fā)取得了類似的成果。三.可食性膜的分類⑷乳清蛋白

以乳清蛋白為原料，甘油、山梨醇、蜂蠟、CMC-Na等為增塑劑制成的。

各種乳清蛋白可食性包裝膜具有透水、透氧率低、強(qiáng)度高、透明性好的特點(diǎn)。乳清蛋白最近幾年才被用作可食性包裝膜基質(zhì)材料。⑸其他蛋白

除以上主要研究應(yīng)用的蛋白類可食性膜外，還有膠原蛋白、明膠、酪蛋白、大米蛋白、魚肌原纖維蛋白、花生蛋白、葵花蛋白、蠶絲絲素蛋白、高粱蛋白、蛋清蛋白、棉籽蛋白、米糠蛋白等可食性膜。三.可食性膜的分類3.脂類可食性膜

脂質(zhì)的極性較低，因此它們的主要功能通常是阻止食品失水，所以特別適用于果蔬的涂層保鮮。脂質(zhì)薄膜可防止新鮮果蔬脫水，調(diào)節(jié)新鮮果蔬的呼吸作用，降低果蔬的腐敗程度。

脂類物質(zhì)單獨(dú)成膜時(shí)膜的均勻性比較差、厚薄不均，機(jī)械性能和透明度差，而且容易產(chǎn)生蠟味和不良口感。

現(xiàn)在類脂物質(zhì)單獨(dú)成膜的研究比較少，通常將類脂物質(zhì)作為助劑和多糖或蛋白質(zhì)混合使用，能改善多糖膜和蛋白質(zhì)膜阻水性，獲得比較理想的性能的可食性膜。三.可食性膜的分類4微生物共聚酯可食性膜這類膜是以自然資源糖蜜、油脂等為原料，通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生的3-羥基丁酯、3-羥基戊酯、4-羥基丁酯、己內(nèi)酯等經(jīng)過聚酯制成。當(dāng)前微生物共聚聚酯可食膜已由英國ICI公司和美國麻省理工大學(xué)研究和開發(fā)成產(chǎn)品，并受到各國研究者的重視。它具有普通塑料薄膜光學(xué)性能好、透明、有光澤、物理性能優(yōu)良、質(zhì)羥密度小、化學(xué)性能穩(wěn)定、易成形加工和廣泛的代用性等特點(diǎn)。三.可食性膜的分類5復(fù)合類可食性膜復(fù)合類可食性膜是由多糖、蛋白質(zhì)及脂類中的兩種或三種經(jīng)一定處理而形成的膜。由于天然原料本身的各種特性（如蛋白質(zhì)和多糖的親水性，脂類物質(zhì)強(qiáng)憎水性等），單一基料膜性的質(zhì)都存在比較明顯的差別，如蛋白質(zhì)膜阻水性差，但是對氣體的阻隔性能比較好，而且膜的水分含量對膜體的阻氣性能的影響比較大；多糖膜阻水性不好，但是有一些比較突出的優(yōu)點(diǎn)，它的熱封性、印刷性和水溶性比較好。三.可食性膜的分類熱封性和可印刷性有利于工業(yè)化生產(chǎn)，能夠制成小的內(nèi)包裝袋。脂類可食性膜的阻水性能很好，但是機(jī)械強(qiáng)度比較差，特別是膜幾乎沒有什么延伸率。改變過去由單一成分制成的膜，發(fā)展由多種生物大分子制備，具有多種功能性質(zhì)的多組分復(fù)合類可食性成為研究的一個(gè)方向。這種組合方式克服了可食性膜在應(yīng)用中的許多問題，如機(jī)械強(qiáng)度、膜的阻隔性能、穩(wěn)定性等。由于復(fù)合類可食性中的多糖、蛋白質(zhì)的種類、含量不同，膜的透明度、機(jī)械強(qiáng)度、阻氣性、耐水耐濕性表現(xiàn)不同，可以滿足不同食品包裝的需要。四.可食性膜的特點(diǎn)1.可食性膜的優(yōu)點(diǎn)

可食性膜主要通過防止氣體、水氣和溶質(zhì)等的遷移，來避免食品在貯運(yùn)過程發(fā)生風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)等方面的變化，進(jìn)而保證食品的品質(zhì)，延長食品貨架期，或降低包裝成本?？墒承阅な且环N新型的無污染的食品內(nèi)包裝材料。與傳統(tǒng)不可食性聚合膜相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):⑴可食性膜均使用食品級(jí)原料制備，可與被包裝食品一起食用，易被生物降解，無任何環(huán)境污染；四.可食性膜的特點(diǎn)（2）可食性膜可以作為食品添加劑（風(fēng)味物質(zhì)、色素、甜味劑、營養(yǎng)強(qiáng)化劑、防腐劑、抗氧化劑等）的載體；（3）可食性膜的許多原料具有一定的營養(yǎng)價(jià)值或生理作用，如蛋白質(zhì)可以提高食品的營養(yǎng)價(jià)值，殼聚糖具有保健功能等；（4）可食性膜可以通過涂膜的方式分別包裝食品的個(gè)體，應(yīng)用于塑料包裝膜內(nèi)層，如豆類、堅(jiān)果類、水果蔬菜和切割的肉類等；（5）可食性膜可以用于像披薩、派和蛋糕這類組成比較復(fù)雜，層狀的食物，用可食性膜將各層分開，避免不同水分含量和不同風(fēng)味的組分之間的相互影響；四.可食性膜的特點(diǎn)（6）可食性膜還可以用于風(fēng)味物質(zhì)的微膠囊化，可以控制它們的釋放速度，延長保留風(fēng)味的時(shí)間；（7）可食性膜可提高食品表面機(jī)械強(qiáng)度使其易于加工處理；（8）可食性膜具有優(yōu)良的阻隔性能，合理的膜材組成可有效調(diào)控食品在儲(chǔ)存期間與外界環(huán)境以及內(nèi)部組成之間的傳遞，以提高食品質(zhì)量延長貨架壽命，以及節(jié)省包裝材料等；（9）可食性膜也可用作微波、焙烤和油炸食品的包被膜等。四.可食性膜的特點(diǎn)1.可食性膜的缺點(diǎn)

可食性膜當(dāng)前存在的最大不足就在于性能強(qiáng)化方面。比如阻止水蒸氣滲透能力差、機(jī)械強(qiáng)度小、熱封性差、抑菌性不好等等。

故可食性膜的適應(yīng)面還很窄，加之，成本較高等原因，商業(yè)上應(yīng)用成功的并不多。所以需研究新型的成膜材料與工藝，研制開發(fā)性能更優(yōu)良的、功能各異的可食性膜。同時(shí)也需要大力研究現(xiàn)有條件下可食性膜的應(yīng)用。五.可食性膜的應(yīng)用

與化學(xué)食品包裝薄膜相比，可食性膜具有安全、無污染、操作性好的優(yōu)點(diǎn)，因此在食品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。1在果蔬、禽蛋等保鮮中的應(yīng)用

英國科學(xué)家研制成一種可食涂膜保鮮劑，是由蔗糖、淀粉、脂肪酸的聚酯物制成，采用噴涂、刷涂或浸漬方法涂于柑橘、蘋果、西瓜、香蕉、番茄等果蔬表面，從而延長水果的保鮮期。美國已有專利全能保鮮膜液，主要用于水果的保鮮，不僅能防止水果褪色，抑制細(xì)菌繁殖，還能防止水果皺縮，保持果肉質(zhì)地不變。五.可食性膜的應(yīng)用國內(nèi)對殼聚糖在果蔬保鮮中的應(yīng)用也進(jìn)行過研究，如龍眼在溫度為2℃，相對濕度為90%的條件下，貨架期可達(dá)30d；荔枝在溫度33~34℃下的貨架期可延長3d；草莓在室溫下可存放5d等。用魔芋甘露聚糖液保鮮龍眼，在溫度3℃下貯存60d，好果率達(dá)90%，失水率約2%，延長了龍眼貯藏期的貨架壽命。2在肉制品加工與保鮮中的應(yīng)用在肉制品加工與保鮮中，膠原蛋白膜是最成功的工業(yè)應(yīng)用例子，在香腸生產(chǎn)中膠原蛋白膜已經(jīng)大量取代天然腸衣（除了那些較大的香腸需要較厚的腸衣外)。另外，可食性SPI膜也可用于生產(chǎn)腸衣和水溶性包裝袋。五.可食性膜的應(yīng)用目前，國內(nèi)外常用的肉類保鮮方法有多種，其中之一是涂膜保鮮法。涂膜保鮮法是將肉類涂抹或浸泡特殊的保鮮劑，在肉的表面形成一層保護(hù)性的薄膜，以防止外界微生物的侵入。涂膜還減少了肉與外界空氣接觸的機(jī)會(huì)，防止了脂肪氧化酸敗和肉色變暗。此外涂膜還可減少肉汁流失，從而在一定時(shí)間內(nèi)保持肉類的新鮮。有實(shí)驗(yàn)表明，用膠原蛋白包裹肉制品后，可以減少汁液流失、色澤變化以及脂肪氧化，從而提高了保藏肉制品的品質(zhì)。英國推出一項(xiàng)利用海藻糖保存食品的新技術(shù)，用于保鮮肉類，可使肉類所含的維生素保持完好，其色、味、香和營養(yǎng)成分都沒有改變，與新鮮食品相比毫不遜色。五.可食性膜的應(yīng)用3在油炸食品中的應(yīng)用普遍流行的即食食品中產(chǎn)量較大的一類是深層油炸的食品，選擇適當(dāng)?shù)某赡τ驼ㄊ称奉A(yù)先涂膜，可以降低產(chǎn)品的耗油量，延長油的使用壽命。用Gellan膠涂敷油炸食品可以降低35%~63%的吸油率，如魚片可減少63%的吸油率，土豆片可減少60%的吸油率等。4在焙烤制品中的應(yīng)用可食性膜可作增進(jìn)培烤食品外觀的光滑層。例如小麥谷蛋白膜可取代傳統(tǒng)的雞蛋膜，它可避免由生雞蛋引起的微生物問題從而起到防止水分損失的阻隔作用。利用紫膠可食性膜液對面包進(jìn)行涂膜處理可以有效地防止霉變，延長保質(zhì)期。五.可食性膜的應(yīng)用5在糖果工業(yè)中的應(yīng)用在糖果工業(yè)中，對于巧克力以及表面拋光的糖果生產(chǎn)來說，由于對揮發(fā)性組分?jǐn)U散的規(guī)定增加了限制，所以用水溶性添加劑取代通常所用的含揮發(fā)性有機(jī)組分的涂膜劑是必要的。水溶性的乳清蛋白有取代醇溶的紫膠片和玉米醇溶蛋白的潛力。用乳清蛋白可以顯著地減少糖果中揮發(fā)性有機(jī)組分的擴(kuò)散，對某些產(chǎn)品來說還減少了涂敷步驟。6在食品包裝中的應(yīng)用美國南卡羅來納州克雷母遜大學(xué)研制的谷類薄膜，以玉米、大豆、小麥為原料，制成紙狀，用于香腸等食品的包裝，使用后可供家禽食用或作肥料。五.可食性膜的應(yīng)用

最近科研人員研制成一新型的內(nèi)包裝材料可食性包裝膜。該產(chǎn)品是由苕干、土豆、碎米等原料經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成多糖，然后將多糖流延成薄膜。該膜是由葡萄糖連接而成的高分子物質(zhì)，具可食性、可降解性、無色透明、隔氧性好。作為食品包裝膜，其直角撕裂強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度、透光性等均可達(dá)到塑料包裝優(yōu)等膜標(biāo)準(zhǔn)。該膜制成袋后，裝奶粉和色拉油不漏粉不漏油，可以與奶粉共溶于水一起食用。用于快餐食品的調(diào)料品和湯料包裝多采用改性纖維素或膠體可食性材料作為主要原料。除上述介紹的幾類包裝外，還有一些可食性包裝材料也己有應(yīng)用，如食物發(fā)抱墊襯包裝材料，可用爆米花加入明膠、骨膠或糖等膠黏劑，再在表面噴涂瓊脂等作防潮劑，便可制得名種形狀的可食性包裝容器；也可用某些生物菌制取可食性包裝紙，如可用酯菌纖維制成包裝紙用乳酸菌制取可食性包裝材料。五.可食性膜的應(yīng)用7在微波食品中的應(yīng)用

實(shí)際應(yīng)用的微波食品的涂膜材料大多為面糊體系，它可對肉制品、蔬菜制品、奶酪等進(jìn)行涂膜方法有噴涂和浸漬等。如有些食品公司生產(chǎn)面糊涂膜食品，經(jīng)包裝，冷藏后提供給消費(fèi)者，消費(fèi)者只需用微波加熱后即可使用。此外可食性膜在水產(chǎn)品，膨化食品，農(nóng)作物種子包皮，飼料制粒后的涂酶處理，藥品（如作為片劑藥的被膜），冷凍食品等中得到了應(yīng)用?？墒承阅ひ涸谟∷⒅幸灿袘?yīng)用。六.可食性膜的發(fā)展趨勢由于可食性膜功能多樣，不污染環(huán)境，取材方便，可供食用，因此近年來發(fā)達(dá)國家食品業(yè)競相研制開發(fā)，其新產(chǎn)品、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，國內(nèi)外可食性膜研究呈現(xiàn)出以下趨勢：1可食性膜的研究是一個(gè)相對活躍的領(lǐng)域國內(nèi)外的食品工作者們借助于電子顯微鏡、衍射儀等先進(jìn)的儀器進(jìn)行研究，對于膜的性能、結(jié)構(gòu)做微觀定性分析，選擇成膜的最佳條件和最佳配方，并積極尋找新的類型的膜。六.可食性膜的發(fā)展趨勢2可食性膜由單材料向多材料，由單層膜向多層膜方向發(fā)展

復(fù)合型可食性膜的研究和應(yīng)用是當(dāng)前的發(fā)展趨勢。復(fù)合型可食性膜有利于各組分的揚(yáng)長避短，達(dá)到了良好的效果。3多功能可食性膜可食性膜方興未艾的領(lǐng)域之一是發(fā)展多功能可食性膜，主要是利用天然水溶性高分子膜材，或兼用疏水性物質(zhì)和乳化劑作為膜液，配加各種防腐劑，甚至配加酶制劑等生物活性物，浸涂于農(nóng)產(chǎn)品或食品表面上，干燥后形成阻濕、阻氣、防蟲、防腐、抗氧化、抗褐變、抗病等不同性質(zhì)的一層幾乎看不見的薄膜，而且這層膜可食味美。六.可食性膜的發(fā)展趨勢4